ii perancangan counter digital sebagai...

ii

PERANCANGAN COUNTER DIGITAL SEBAGAI PENGHITUNG PRODUK

AKHIR BERBASIS MICROCONTROLLER

TUGAS AKHIR

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar Ahli Madya

JOHAN CHRISTIAN SIAHAAN 042408001

PROGRAM STUDI D-3 FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2007

Johan Christian Siahaan : Perancangan Counter Digital Sebagai Penghitung Produk Akhir Berbasis Microcontroller, 2008 USU Repository © 2008

iii

PERSETUJUAN

Judul : PERANCANGAN COUNTER DIGITAL SEBAGAI PENGHITUNG PRODUK AKHIR BERBASIS MICROCONTROLLER

Kategori : TUGAS AKHIR Nama : JOHAN CHRISTIAN SIAHAAN Nomor Induk Mahasiswa : 042408001 Program Studi : DIPLOMA (D3) FISIKA INSTRUMENTASI Departemen : FISIKA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

(FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Disetujui di Medan, Juli 2007 Diketahui Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing, Ketua, (DR. Marhaposan Situmorang) (Ahmad Hidayat ST) NIP : 130 810 771 NIP : 131 810 771


iv

PERNYATAAN

PERANCANGAN COUNTER DIGITAL SEBAGAI PENGHITUNG PRODUK AKHIR BERBASIS MICROCONTROLLER

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Juli 2007 JOHAN CHRISTIAN SIAHAAN 042408001


v

PENGHARGAAN

Segala puji dan syukur penulis panjatkan atas kehadirat Tuhan YME yang telah mencurahkan segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma-3 Fisika Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.Adapun judul Tugas Akhir ini adalah “PERANCANGAN COUNTER DIGITAL SEBAGAI PENGHITUNG PRODUK AKHIR BERBASIS MICROCONTROLLER Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini tidak lepas dari perhatian, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak baik bantuan moril maupun material, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pihak-pihak yang telah mendukung.

1. Kedua Orang tua saya yang telah memberikan dukungan baik moril dan materil serta doanya bagi saya sehingga saya tetap semangat dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.

2. Bapak DR. Marhaposan Situmorang selaku dosen pembimbing Tugas Akhir dan Ketua Departemen Fisika FMIPA-USU yang telah bersedia dengan sabar meluangkan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

3. Seluruh Dosen dan Pegawai Program Studi Diploma-3 Fisika Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

4. Seluruh keluarga yang telah membantu saya dalam menyelesaikan tugas ini, terutama kepada ayahanda T.Siahaan ,Ibunda L.Silalahi MLM, Kakanda Riris Siahaan Amd, dan Adinda-adinda tercinta Lauri dan Ruth.

5. Rekan – rekan Mahasiswa Program Studi Diploma-3 Fisika Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara angkatan 2004. yang senantiasa memberikan semangat kepada penulis.

6. The parbus community, jati 19th yang tak bosan-bosannya dan seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah banyak memberikan dukungan baik moril maupun materil serta doanya bagi saya sehingga saya tetap semangat dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Kiranya kasih karunia dari Tuhan selalu menyertai saudara.

Harapan Penulis kiranya laporan tugas akhir ini bermanfaat bagi kita semua,dapat menambah wawasan dan ilmu pengetahuan. Penulis juga menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih belum sempurna dalam materi serta penyajiannya. Untuk itu dengan segala kebesaran hati penulis mengharapkan saran dan kritik yang


vi

bersifat membangun dari semua pihak yang dapat menjadi bahan masukan bagi penulis. Semoga Tugas Akhir ini dapat menjadi suatu masukan dalam perkembangan dunia pendidikan terutama generasi penerus Fisika Instrumentasi. Medan, Juli 2007 Penulis Johan Christian S 042408001


vii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kemajuan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi ( IPTEK ) merupakan penopang bagi

perkembangan di bidang elektronika khususnya instrumentasi. Berkembangnya

teknologi digital dan mikroelektronik, mengakibatkan timbulnya rangkaian terpadu

(Integrated Circuit, IC) yang kemampuan operasinya semakin handal. Komponen IC

ini memuat rangkaian-rangkaian dan komponen-komponen elektronika memiliki

fungsi-fungsi khusus, seperti mikroprosesor, EPROM, RAM, I/O, ADC, DAC dan

lain-lain.

Pada dekade ini, perkembangan disain-disain mikroprosesor mendekati

Mikrokomputer Serpih Tunggal ( Singel – Chip Mikrokomputer ) yang ideal dan

lengkap. Mikrokomputer Serpih Tunggal tersebut dapat diprogram

(Programmable) dengan perangkat lunak dan dapat melakukan perantaraan

(Interfacing) dengan piranti luar. Sebagai contoh mikrokontroller yang berfungsi

mengontrol mekanisme proses dari piranti luar yang dikontrol dengan daya yang kecil

dan dapat berdiri sendiri serta kemampuan yang baik dalam memproses dan

mengeksekusi program. Selain mikrokontroller, ADC yang merupakan piranti

elektronika yang berfungsi mengubah tegangan analog yang kontiniu ( berupa besaran

fisis : temperatur, tekanan, radiasi, aliran, kecepatan ) menjadi tegangan digital yang

ekivalen, dengan kecepatan konversi yang tinggi dan akurat.

Penulis mencoba untuk merancang dan menganalisa suatu alat instrumen

dengan menggunakan mikroprosesor AT89S51 yang diprogram untuk menghitung

obyek yang dirangkai dengan detektor infrared sebagai pendeteksi. Tujuan


viii

perancangan alat ini lebih difokuskan untuk menghitung produk suatu industri,

terutama saat pengemasan. Produk industri biasanya dalam kemasan bungkus plastik,

karton, maupun krat untuk botol. Alat ini cocok digunakan pada bagian keluaran akhir

suatu produk industri. Ditempatkan sejajar dengan sebuah ban berjalan (conveyor)

yang membawa produk. Contoh; pada pengemasan minuman botol seperti cocacola,

produk keluaran yang dibawa conveyor satu persatu akan lewat. Dan akan dihitung

oleh sensor dan ditampilkan pada 7- segment

1.2 Tujuan

Berdasarkan latar belakang diatas, maka tujuan dari pembuatan alat ini adalah:

1) Mempelajari perkembangan dunia elektronika, terutama mengenal berbagai

mikroprosesor dan pemogramannya

2) Mempelajari dan mengembangkan penggunaan mikrokontroller AT89S51.

3) Memanfaatkan mikrokontroller ATMEL AT89S51 dan merakitnya menjadi

alat penghitungan objek (benda bergerak).

4) Mempelajari pemograman yang dimasukkan pada mikrokontroler AT89S51

sehingga rancangan dapat bekerja sesuai dengan yang direncanakan.

5) Menguji dan menganalisa hasil rancangan serta membuat laporannya dalam

bentuk Tugas Akhir ini.

1.3 Batasan Masalah

Dalam laporan ini penulis membatasi bidang permasalahan pada aspek

bagaimana “ Counter diaplikasikan untuk menghitung objek bergerak “. Dalam

laporan ini penulis akan membahas tentang prinsip kerja dari alat tersebut dan

menguraikan secara umum tentang komponen utama yang digunakan seperti : sensor

infrared, fotodioda, mikroprosesor dan menjelaskan mengenai proses pembuatan

Tugas Akhir ini.


ix

1.4 Metode Pembahasan

Dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini penulis membuat beberapa metode

pembahasan antara lain:

1. Membuat diagram blok sebagai dasar perancangan.

2. Membuat dan merakit rangkaian dalam satu sistem secara utuh.

3. Mempelajari sistem kerja rangkaian yang dipergunakan dalam pembuatan

proyek

4. Mengadakan pengujian pada alat tersebut baik secara sebagian maupun secara

keseluruhan.

5. Mengumpulkan bahan-bahan yang berhubungan dengan Tugas Akhir ini.

6. Mempelajari aplikasi alat untuk digunakan pada industri maupun tempat-

tempat tertentu.

1.5 Sistematika Penulisan

Tugas Akhir ini adalah hasil dan pemaparan dari aplikasi counter untuk menghitung

produk atau barang yang lewat. Untuk mempermudah penyusunan harus disusun

secara sistematis. Adapun urutan sistematika laporan ini dibagi kedalam lima bab

yaitu:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini meliputi tentang latar belakang pemilihan judul, tujuan, batasan

masalah, metode pembahasan dan sistematika penulisan.

BAB II DASAR TEORI

Bab ini meliputi tentang teori-teori yang mendukung Tugas Akhir yang

dibahas.


x

BAB III PEMBUATAN DAN RANGKAIAN PROYEK

Pada bab ini akan dibicarakan secara singkat mengenai proses

pembuatan proyek Tugas Akhir “ Counter Penghitung Objek atau

barang lewat“ dan penjelasan analisa tiap rangkaian yag digunakan.

BAB IV PEMBAHASAN

Bab ini meliputi tentang program mikrokontroler, prinsip kerja,

pengujian, dan aplikasi rangkaian.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang didapat setelah merakit

proyek dan menyusun Tugas Akhir ini dan saran yang diberikan demi

kesempurnaan dan pengembangan Tugas Akhir ini pada masa yang

akan datang kearah yang lebih baik.


xi

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Mikrokontroller AT89S51

2.1.1 Gambaran Umum Mikrokontroller AT89S51

AT89S51 merupakan Microkontroller “ mungil “ sangat sederhana yang berhasil

menarik minat banyak orang. Namun Mikrokontroller ini masih belum menyebar luas

di Indonesia. AT89S51 setara dengan IC 8051 yang merupakan anggota keluarga

MCS51 yang “ tertua “ dalam jajaran produksi ATMEL yakni sama-sama mempunyai

memori program internal sebesar 4098 byte. 8091 adalah 8051 yang tidak mempunyai

program internal, sedangkan bagian-bagian lainnya sama persis dengan 8051.

Mikrocontroler 8031, 8051 dan AT80S51 mempunyai 40 kaki, dan dari 40

kaki tersebut dua kaki digunakan sebagai sumber daya, dua kaki untuk hubungan ke

kristal, satu kaki untuk reset, tiga kaki untuk fungsi kontrol yang meliputi EA*, ALE,

dan PSEN* sisanya 32 kaki merupakan bagian yang paling penting dari

Microkontroller yang dinamakan sebagai Port. Masing – masing Port terdiri dari 8

jalur, dengan demikian terdapat 4 Port yang dinamakan Port 0, Port 1, Port 2, dan

Port 3.

2.1.2 Kontruksi AT89S51

Mikrokontrol AT89S51 hanya memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor dan 1

kristal serta catu daya 5 Volt. Kapasitor 10 mikro-Farad dan resistor 10 Kilo Ohm

dipakai untuk membentuk rangkaian reset. Dengan adanya rangkaian reset ini


xii

AT89S51 otomatis direset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan

frekuensi maksimum 24 MHz dan kapasitor 30 piko-farad dipakai untuk melengkapi

rangkaian oscilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja

mikrokontroler.

Memori merupakan bagian yang sangat penting pada mikrokontroler.

Mikrokontroler memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda.

Read Only Memory (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan

catu daya. Sesuai dangan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori

penyimpanan progam ini dinamakan sebagai memori progam.

Random Access Memori (RAM) isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu

daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat progam bekerja. RAM yang dipakai

untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.

Ada berbagai jenis ROM. Untuk mikrokontroler dengan progam yang sudah

baku dan diproduksi secara masal, progam diisikan ke dalam ROM pada saat IC

mikrokontroler dicetak di pabrik IC. Untuk keperluan tertentu mikrokontroler

mengunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang

disingkat menjadi PEROM atau PROM. Dulu banyak dipakai UV-EPROM (Ultra

Violet Eraseable Progamble ROM) yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan

setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.

Jenis memori yang dipakai untuk Memori Program AT89S51 adalah Flash

PEROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat

bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89S51 Flash PEROM Programmer.


xiii

Memori Data yang disediakan dalam chip AT89S51 sebesar 128 byte,

meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah

cukup.Sarana Input/Ouput yang disediakan cukup banyak dan bervariasi. AT89S51

mempunyai 32 jalur Input/Ouput. Jalur Input/Ouput paralel dikenal sebagai Port 1

(P1.0..P1.7) dan Port 3 (P3.0..P3.5 dan P3.7).

Gambar 2.1 IC Mikrokontroler AT89S51

Deskripsi pin-pin pada mikrokontroler AT89S51 :

VCC (Pin 40)

Suplai tegangan

GND (Pin 20)

Ground

Port 0 (Pin 39-Pin 32)


xiv

Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa, low order multiplex address/data ataupun

penerima kode byte pada saat flash progamming Pada fungsi sebagai I/O biasa port ini

dapat memberikan output sink ke delapan buah TTL input atau dapat diubah sebagai

input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut.

Pada fungsi sebagai low order multiplex address/data, por ini akan mempunyai

internal pull up.

Pada saat flash progamming diperlukan eksternal pull up, terutama pada saat

verifikasi program.

Port 2 (Pin 21 – pin 28)

Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau high order address, pada saat

mengaksememori secara 16 bit. Pada saat mengakses memori 8 bit, port ini akan

mengeluarkan isi dari P2 special function register. Port ini mempunyai internal pull

up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1. Sebagai output, port ini

dapat memberikan output sink keempat buah input TTL.

Port 3 (Pin 10 – pin 17)

Port 3 merupakan 8 bit port I/O. Port 3 juga mempunyai fungsi pin masing-masing,

yaitu sebagai berikut :

Nama pin Fungsi

P3.0 (pin 10) RXD (Port input serial)

P3.1 (pin 11) TXD (Port output serial)

P3.2 (pin 12) INTO (interrupt 0 eksternal)

P3.3 (pin 13) INT1 (interrupt 1 eksternal)


xv

P3.4 (pin 14) T0 (input eksternal timer 0)

P3.5 (pin 15) T1 (input eksternal timer 1)

P3.6 (pin 16) WR (menulis untuk eksternal data memori)

P3.7 (pin 17) RD (untuk membaca eksternal data memori)

Tabel 2.1 Fungsi pin pada port 3

RST (pin 9)

Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle.

ALE/PROG (pin 30)

Address latch Enable adalah pulsa output untuk me-latch byte bawah dari alamat

selama mengakses memori eksternal. Selain itu, sebagai pulsa input progam (PROG)

selama memprogam Flash.

PSEN (pin 29)

Progam store enable digunakan untuk mengakses memori progam eksternal.

EA (pin 31)

Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroler akan

menjalankan progam yang ada pada memori eksternal setelah sistem direset. Jika

kondisi high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan progam yang ada pada

memori internal. Pada saat flash progamming, pin ini akan mendapat tegangan 12

Volt.

XTAL1 (pin 19)

Input untuk clock internal.

XTAL2 (pin 18)


xvi

Output dari osilator.

2.2 Pencacah

Pencacah merupakan rangkaian elektonika digital yang paling penting. Pencacah

merupakan logika pengurut. Hal ini jelas, karena pencacah membutuhkan karakteristik

memori dan pewaktu memegang peranan yang penting. Pencacah digital mempunyai

karakteristik penting sebagai berikut :

1. Jumlah hitungan maksimum ( modulus pencacah ).

2. Menghitung keatas atau kebawah.

3. Operasi singkron atau asingkron.

4. Bergerak bebas atau berhenti-henti

Sebagaimana dengan rangkaian sekuensial yang lain, untuk menyusun

pencacah digunakan flip - flop. Pencacah digunakan dalam sistem digital yang

ekstrim. Pencacah dapat digunakan untuk menghitung banyaknya detak pulsa dalam

waktu yang tersedia (pengukuran frekuensi). Pencacah dapat digunakan untuk

membagi frekuensi dan menyimpan data seperti dalam detak digital, pencacah juga

dapat digunakan dalam pengurutan alamat dan dalam beberapa rangkaian aritmatika.

2.3 Rangkaian Logika

1. Gerbang OR

Rangkaian gerbang OR atau disebut pintu OR adalah suatu rangkaian logika yang

memiliki dua input atau lebih. Hal yang penting didalam penggunaan operasi

gerbang OR ini adalah sebagai berikut

1. pintu operasi gerbang OR akan menghasilkan logika 1 apabila ada

varibel-variabel inputnya ada bernilai 1 dan 0.


xvii

2. Pintu operasi gerbang OR akan menghasilkan logika 1 bila variabel-

variabel inputnya bernilai 1

3. Pintu operasi gerbang OR akan menghasilkan logika 0 bila variabel-

variabel inputnya bernilai 0

Gambar 2.2 Simbol Gerbang OR

2. Gerbang AND

Gerbang AND digunakan untuk menghasilkan logika 1 jika semua masukan

mempunyai logika 1, jika tidak maka akan dihasilkan logika 0. Daftar yang berisi

semua kombinasi semua kemungkinan keadaan masukan dan keluaran yang

dihasilkan disebut sebagai tabel kebenaran dari gerbang yang bersangkutan.

Gambar 2.3 Simbol Gerbang AND

3. Gerbang NOT

Rangkaian logika gerbang NOT atau disebut pintu not sering disebut

complementari circuit atau inverter dimana sifat dari rangkaian logika not ini

adalah: outputnya akan selalu mempunyai logika yang berlawanan dengan

inputnya.

Gambar 2.4 Simbol Gerbang Not


xviii

4. Gerbang NAND

Rangkaian logika gerbang NAND merupakan gabungan antara dua gerbang yaitu

gerbang AND dan gerbang NOT dimana apabila semua inputnya berlogika satu

maka outputnya akan berlogika 0

Gambar 2.5 Simbol Gerbang NAND

5. Gerbang NOR

Rangkaian logika gerbang NOR merupakan gabungan dari gerbang OR dengan

gerbang NOT atau gerbang OR yang dilengkapi dengan gerbang NOT pada

outputnya.

Gambar 2.6 Simbol Gerbang NOR

6. Gerbang X-OR

Gerbang X-OR berasal dari kata exclusive-or yang akan memberikan keluaran 1

jika masukan-masukannya mempuyai keadaan yang berbeda.

Gambar 2.7 Simbol Gerbang X-OR

Keluaran dari satu atau kombinasi beberapa buah gerbang dapat dinyatakan dalam

suatu ungkapan logika yang disebut ungkapan Boole. Teknik ini memanfaatkan

aljabar boole dengan notasi khusus dan aturan-aturan berlaku untuk elemen-

elemen logika termasuk gerbang logika. Ungkapan logika untuk gerbang-gerbang

diatas adalah seperti dibawah ini:


xix

Fungsi Notasi Boole

OR

AND

NOT

NAND

NOR

X-OR

A+B

A.B

A’

A.B

A+B

A + B

Tabel 2.2 Fungsi notasi boole

Sesuai dengan aljabar Boole diatas maka dapat diketahui keluaran dari berbagai

gerbang logika. Tabel dibawah ini merupakan tabel kebenaran untuk keluaran

berbagai gerbang logika:

A B Keluaran

OR AND NAND NOR X-OR

0 0

0 1

1 0

1 1

0 0 1 1 0

1 0 1 0 1

1 0 0 0 1

1 1 0 0 1

Tabel 2.3 Tabel Kebenaran notasi boole

Decoder BCD ke-7 segment

Decoder adalah suatu rangkaian logika yang dapat mengubah masukan n-bit

kode biner menjadi m-bit keluaran sedemikian rupa sehingga setiap saluran keluaran

hanya satu yang dapat diaktifkan dari beberapa kemungkinan kombinasi masukan.

Gambar dibawah mengilustrasikan diagram sebuah decoder dengan n-bit masukan

dan m-bit keluaran.


xx

Setiap n masukan dapat berisi 1 (high) atau 0 (low). Jadi ada 2 n kemungkinan

kombinasi dari masukan.

Gambar 2.8 Sebuah decoder n-bit input ke m-bit output

Decoder BCD ke 7-segment digunakan untuk menerima masukan BCD 4 bit

dan memberikan keluaran yang akan melewatkan arus 7-segment untuk menampilkan

angka desimal atau heksadesimal. Gambar dibawah mengilustrasikan sebuah decoder

BCD ke 7-segment (TTL 7447) yang digunakn untuk mengendalikan sebuah LED

tampilan 7-segment. Decoder ini mempunyai keluaran aktif low sehingga harus

digunakan peraga 7-segment dengan anoda bersama ( common anode). Semua dari

LED dihubungkan dengan satu ke Vcc (+5 V). Karena detektor ini dapat mengalirkan

arus yang cukup besar tetapi tampilan LED membutuhkan arus 5 mA sampai 10 mA

per-segment (tergantung dari tipe dan ukuran), maka katode dari LED harus

dihubungkan melalui tahanan pembatas arus keluaran decoder.

Gambar 2.9 Rangkaian Decoder 7-Segment (IC 7447) menggerakkan sebuah LED 7-

segment commond anode.


xxi

2.4 Resistor

Fungsi resistor dapat diumpamakan dengan sekeping papan yang dipergunakan

untuk menahan aliran air yang deras di suatu selokan. Dengan memakai tahanan

papan ini maka arus air bisa terhambat alirannya. Perumpamaan ini dapat

dipergunakan dalam tahanan listrik. Dapat disimpulkan bahwa resistor merupakan

komponen yang berfungsi dalam menghambat arus listrik. Resitor dengan nilai

tahanan yang tepat sangat diperlukan dalam mengatur nilai tegangan yang tepat

untuk bisa mengoperasikan suatu rangkaian dengan sempurna. Dalam dunia

elektronika, resistor diterapkan sebagai pembagi tegangan untuk menghasilkan

tegangan tertentu sebagai beban pada rangkaian.

Secara umum fungsi dari resistor adalah sebagai berikut:

a) melewatkan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu

rangkaian elektronika

b) menurunkan tegangan dengan yang dibutuhkan pada rangkaian

c) bekerja dengan transistor dan kapasitor dalam suatu rangkaian untuk

membangkitan frekwensi rendah dan frekwensi tinggi.

d) pembagi tegangan

Fungsi resistor sebagai penghambat arus sesuai dengan persamaan:

I = V / R…………………………………………………....(2.1)

Dimana:

I = arus (ampere)

V = tegangan (volt)

R = tahanan (ohm)

Dua karakteristik utama yang harus diketahui pada resistor adalah besar

resistansi pada rating dayanya. Rating daya pada sebuah resistor menunjukkan


xxii

kemampuan resistor tersebut dalam mendisipasi daya. Untuk mengetahui besar

sebuah resistor untuk mendisipasi daya berlaku persamaan berikut:

P = V2 / R……………………………………………..…..(2.2)

Dimana:

P = Daya (Watt)

V = Tegangan (Volt)

R = Resistansi / tahanan (ohm)

Adapun disipasi daya maksimum resistor dilewati akan mengakibatkan panas yang

berlebihan yang dapat merusak resistor. Resistor yang paling banyak dipergunakan

terbuat dari karbon yang dilapisi pada sebatang keramik. Untuk mengetahui nilai

dari resistor ini dapat dilakukan dengan membaca kode warna, kode angka atau

diukur langsung dengan ohm meter. Dalam pembacaan dengan kode warna dapat

dilihat pada gelang-gelang yang terdapat pada badan resistor seperti terlihat pada

gambar berikut:

Cincin ke-4

Cincin ke-3

Cincin ke-2

Cincin ke-1

Gambar 2.10. Resistor

Pada gambar diatas cincin-cincin warna tersebut menunjukkan hal-hal sebagai

berikut

Cincin ke 1: menunjukkan angka ke 1

Cincin ke 2: menunjukkan angka ke 2


xxiii

Cincin ke 3: merupakan faktor pengali dari angka pertama dan kedua.

Cincin ke 4: menunjukan besarnya toleransi tahanan.

Warna Cincin

1

Cincin

2

Cincin

3

Toleransi

Hitam 0 0 X1

Coklat 1 1 X10

Merah 2 2 X102

Orange

/ jingga

3 3 X 103

Kuning 4 4 X 104

Hijau 5 5 X 105

Biru 6 6 X 106

Ungu /

violet

7 7 X 107

Abu-

abu

8 8 X 108

Putih 9 9 X 109

Emas - - X 0,1 ± 5 %

Perak - - X 0,2 ± 10 %

Tanpa

warna

- - X 0,3 ± 20%

Table 2.4 Kode warna resistor


xxiv

Resistor sebagai tahanan terbagi dalam dua jenis yaitu:

a. Resistor tetap:

1) resistor tawar logam, misalnya tahanan dari kawat logam yang digulung

dipermukaan tabung kaca.

2) resistor arang, resistor ini paling banyak digunakan pada rangkaian

elektronika.

b. Resistor variable, yaitu resistor yang besarnya dapat disesuaikan dengan

kebutuhan. Resistor ini banyak digunakan didalam rangkaian elektronika, secara

umum dikenal sebagai potensiometer. Potensiometer dirancang untuk memberikan

suatu perubahan resistansi yang banyak sesuai dengan kebutuhan. Potensiometer

dibuat dalam berbagai bentuk untuk pemakaian dalam industri. Potensiometer

dapat dibagi dalam dua bentuk yaitu:

1. potensiometer tergeser (berbentuk batangan yang memanjang, sering

digunakan pada equalizer)

2. potensiometer terputar (berbentuk bulatan dan sering digunakan dalam

pengaturan volume, bas, treble, dan lain lain.

Resistor variable disimbolkan sebagai berikut:

Gambar 2.11. Simbol resistor variable

2.5 Dioda Semikonduktor


xxv

Dioda merupakan suatu komponen elektronika yang dapat melewatkan arus pada

satu arah saja. Pada dasarnya dioda terdiri dari semikonduktor tipe P dan

semikonduktor tipe N yang terbuat dari silicon dan germanium.

Secara sistematis dioda sambungan p-n dapat dilihat pada gambar berikut:

A B

Gambar 2.12. (A) Susunan dioda sambungan p-n (B) Lambang dioda pada

rangkaian

Jika anoda mendapat tegangan positif dan katoda mendapat tegangan negatif,

maka dioda dikatakan dalam keadaan forward bias. Dan sebaliknya jika anoda

diberi tegangan negatif sedang katoda diberikan tegangan positif, maka dioda

dikatakan reserve bias.

Dioda memegang peranan yang penting dalam bidang elektronika, diantaranya

adalah untuk membuat berbagai bentuk gelombang sinyal, untuk mengatur

tegangan searah agar tidak berubah dengan beban maupun perubahan tegangan

jala-jala dan lain-lainnya. Secara umum dioda difungsikan sebagai penyearah. Alat

pokok dari suatu catu daya adalah dioda penyearah yang melewatkan arus pada

satu arah saja. Dengan dilengkapi suatu pelapis , catu daya tersebut dapat

menghasilkan tegangan keluaran DC yang kurang lebih tetap harganya.

Beda potensial dan medan listrik ini menjaga agar elektron-elektron tidak lagi

berdifusi dari tipe N ke tipe P atau sebaliknya. Beda potensial yang terjadi disebut

tegangan perintang, besarnya tegangan perintang bergantung pada bahan

semikonduktor sambungan PN dimana untuk silikon besarnya sekitar 0,7 Volt dan

untuk germanium sekitar 0,3 Volt.

Hambatan limbah(RB) adalah jumlah hambatan antara bagian tipe n dengan

daerah bagian tipe p


xxvi

RB = rp + rn

Besarnya hambatan limbah sekitar 1-25 ohm. Untuk dioda silicon besarnya

hambatan limbah dapat ditentukan dari

RB = 0,7 / If

If adalah arus searah untuk bias maju pada 1 volt

Adanya tegangan perintang maka pada persambungan tipe P dan N seakan-akan

terdapat sebuah baterai kecil pada sambungan P N yang dapat menghasilkan arus

listrik searah yang tidak berlawanan. Apabila sambungan P N diberi tegangan dari

luar sehingga kekosongan bermuatan positif pada sisi P dan elektron yang

bermuatan negatif pada sisi N maka kekosongan ditarik oleh kutub negatif dan

elektron ditarik oleh kutub positif maka lapisan pengosongan menjadi lebih besar

berarti rintangan terhadap pergerakan difusi elektron dan kekosongan lebih besar

sehingga sumber tegangan tidak dapat mengalirkan arus.

Dioda mempunyai banyak jenis, tergantung pada bahan dasar

pembuatan dioda tersebut, misalnya :

1) Dioda Germanium

2) Dioda silikon

3) Dioda Zener

4) Dioda Schottky

5) Dioda Selenium

6) Dioda LED, dll

Ukuran dioda biasanya dinilai berdasarkan besarnya arus listrik yang dapat

melewati dioda tersebut. Tetapi untuk dioda detektor ataupun dioda yang

dipergunakan untuk keperluan khusus biasanya tidak dinilai berdasarkan besarnya

arus listrik yang dapat melewati dioda tersebut. Selain daripada ukuran arus juga


xxvii

ditentukan tegangan kerja maksimum yang diizinkan, tetapi biasanya tegangan kerja

hanya diperhatikan jika dioda ingin dipergunakan pada tegangan tinggi.

2.6 Kapasitor

Kapasitor merupakan salah satu komponen elektronika yang terbuat dari

dua belah plat penghantar yang diantaranya diisi dengan bahan dielektrik. Secara

umum kegunaan kapasitor adalah :

a) Untuk menyimpan muatan listrik

b) Dapat melewatkan arus bolak-balik

Penulisan kapasitor dalam rangkaian mempergunakan simbol. Adapun simbol-

simbol umum untuk menyatakan kapasitor diperlihatkan pada gambar dibawah ini:

(a) (b) (c) (d) (e) (f)

Gambar 2.13. Simbol-Simbol Kapasitor

(a) dan (b) non polar

(b) dan (e) elektrolit (polar)

(c) dan (f) Variabel

Kapasitor berdasarkan jenis bahan isolatornya ada beberapa jenis yaitu :

1. Kapasitor Udara, misalnya Varco ( Variabel Condensator )

2. Kapasitor kertas, terdiri dari dua gulungan pita logam tipis/staniol.

3. Kapasitor Mika.


xxviii

4. Kapasitor Film, bahan dielektriknya berupa plastik, misalnya kapasitor

polyester, kapasitor polikarbonat dan kapasitor polyestirin.

5. Kapasitor keramik, bahan dielektriknya berupa plastik yang mempunyai

resistivitas yang sangat tinggi sekali sehingga resistansi bocornya sangat kecil.

6. Kapasitor Tantalum, kontruksi susunannya memperlihatkan efek seperti

semikonduktor.

Kapasitor elektrolit (elco) berbentuk seperti tabung yang mempunyai

polaritas positif (+) dan negatif (-). Bahan dielektrumnya berupa film oksida tipis.

2. 7. 1. Kapasitansi

Kapasitansi merupakan kemampuan kapasitor dalam menyimpan muatan

(C). Kapasitansi ini diukur berdasarkan besar muatan yang dapat disimpan pada suatu

kenaikan tegangan. Sehingga secara matematis berlaku hubungan :

C = Q / V........................................................................(2.3)

Energi yang tersimpan akibat muatan terisi pada saat dialiri arus listrik = ½ CV2,

tetapi energi ini akan hilang apabila kapasitor dikosongkan (dengan kata lain arus

listrik sama dengan nol).

Besarnya kapasitansi tergantung pada permitivitas pada tempat (TM), jarak

antara plat (d), luas plat (A), dan medium penyekat. Sehingga dapat tulis dengan

persamaan:

C = TM . A / d..........................................................................(2.4)


xxix

Satuan dari kapasitansi adalah farad (F). Suatu kapasitor dapat diketahui besar

kapasitansinya dengan cara : pertama, nilai yang tertera pada badan kapasitor itu

sendiri, kedua dengan mengukur langsung dengan menggunakan alat ukur.

Kapasitor terdiri dari beberapa macam, tetapi secara umum hanya terbagi

dalam dua kelompok :

1. Non-elektrolis, terbagi atas dua, tetap dan variabel. Kapasitor ini mempunyai

kapasitansi maksimum sebesar ratusan pikofarad.

Simbol sirkitnya dapat dilihat pada gambar berikut ini:

(tetap) (variabel)

Gambar 2.14 Simbol resistor

2. Elektrolistis, dibentuk dengan mengoksidasi salah satu plat aluminium

dengan menggantikan medium dielektriknya dengan elektrolit basah,

sehingga namanya menjadi elektrolisis. Simbol sirkitnya dapat dilihat seperti

gambar berikut ini:

Gambar 2.15. Simbol kapasitor elektrolit


xxx

2.7.2 Pengisian dan Pengosongan

Pengisian Kapasitor

Peristiwa pengisian dan pengosongan kapasitor ditunjukkkan pada gambar rangkaian

di bawah ini:

1

2

C

Gambar 2.16. Rangkaian Pengisi Dan Pengosongan Kapasitor

Jika kapasitor dengan kapasitansi C dihubungkan dengan suatu sumber

tegangan V1 maka setelah beberapa waktu di dalam kapasitor akan terkumpul muatan

sebanyak :

Q = C . V...........................................................................(2.5)

Setelah nilai muatan ini tercapai, kapasitor sudah terisi penuh. Pada

gambar diatas setelah saklar S ditutup arus akan mengalir dari sumber tegangan yang

mengisi muatan kapasitor.

Secara matematis muatan kapasitor saat saklar S ditutup dapat ditulis :

Vc(t) = V (1-e-t/Re).................................................................(2.6)

Dimana :

V = Tegangan (V)

Vc= Tegangan pada kapasitor (V)

T = Waktu kapasitor (detik)

R


xxxi

R = Resistansi dari resistor (Ohm)

C = Kapasitansi dari Kapasitor (F)

Pengosongan kapasitor

Pada gambar pengisian kapasitor diatas,saat saklar S dipindahkan pada posisi 2 maka

muatan kapasitor C yang telah terisi dikosongkan melalui R dalam keadaan awal,

misalkan tegangan kapasitor adalah Vc, maka dengan menggunakan persamaan

sebelumnya diperoleh:

Vc (T) = VCE..............................................................................................................(2.7)

2. 8. Transistor

Transistor adalah suatu bahan semikonduktor yang merupakan hasil perkembangan

dari dioda semikonduktor. Transistor dapat berubah sifatnya dari setengah penghantar

menjadi bahan penghantar. Setelah diketahuinya sifat baru dari dioda semikonduktor,

yaitu bahwa arus penghantar dari dioda dapat dikontrol oleh suatu elektroda yang

ditambahkan pada pertemuan PN dioda. Dengan penambahan elektroda pengontrol ini

maka dioda semikonduktor dapat dianggap dua buah dioda yang mempunyai elektroda

bersama dan bentuk penghubung semacam ini disebut “transistor bipolar”. Adapun

penambahan elektroda pengontrol terhadap dioda semikonduktor, sehingga

menghasilkan transistor bipolar yang dilakukan dengan cara mempertemukan dua

buah dioda yang titik pertemuannya harus dengan elektroda yang dapat dilihat seperti

gambar dibawah ini:


xxxii

P N P

N P N

Gambar 2.17. Susunan Dioda PN dan NP Pada Transistor

2. 8. 1. Simbol Transistor

Karena susunan dioda-dioda transistor yang sedemikian rupa, maka simbol transistor

ini perlu kita ketahui, berhubung kalau kita merakit suatu rangkaian yang mengandung

komponen transistor tentu tidak bisa diabaikan. Adapun simbol-simbol transistor ini

diperlihatkan seperti gambar dibawah ini:

a) Transistor NPN b) Transistor PNP

Gambar 2.18. Simbol Transistor

P N N P

N P P N


xxxiii

2. 8. 2. Cara Kerja Transistor

Untuk mengetahui cara kerja transistor, kita dapat melihat gambar dibawah ini:

VCE

C E

+ +

B

_ PNP _

VCE

C E

+ +


xxxiv

_ NPN _

Gambar 2.19. Cara Kerja Transistor

Seperti gambar diatas, jika diantara basis (B) dengan emiter (E) diberi

tegangan arah maju (kutub positif dihubungkan ke emitor dan kutub negatif

dihubungkan ke basis) dan diantara basis dan kolektor (C) diberi tegangan arah

mundur ( kutub positif baterai dihubungkan ke basis dan kutub negatif dihubungkan

ke kolektor), maka arus mengalir dari emitor menuju kolektor melalui basis.

Oleh sebab itu biasanya tegangan yang diberikan pada transistor PNP

menyebabkan emitor positif terhadap basisnya sehingga arusnya mengalir dari emitor

masuk ke basis jika pada waktu yang sama tegangan kolektor negatif, maka arus ini

akan mengumpulkan pada kolektor yang mana sebagian besar arus emitor menjadi

arus kolektor dan sebagian kecil menjadi arus basis. Dari keterangan diatas persamaan

arus tersebut dapat dituliskan dengan rumus dibawah ini:

IE = IB + Ic.............................................................................(2.8)

Dimana:

IE = arus emitor

IB = arus basis

IC = arus kolektor

2. 8. 3. Transistor Sebagai Saklar


xxxv

Disamping berfungsi sebagai penguat, transistor juga dapat bekerja sebagai saklar

dimana transistor dibuat agar hanya bekerja pada dua keadaan yaitu keadaan saturasi,

keadaan terputus. Pada keadaan saturasi beda tegangan antara kolektor dan emitor

sama dengan nol, dan arus yang mengalir mendekati nilai Vcc/RC. Pada keadaan

terputus tegangan antara kolektor dan emitor sama dengan Vcc dan arus kolektor sama

dengan nol. Pada keadaan saturasi transistor dikatakan menghantar (ON) dan pada

keadaan terputus transistor dikatakan padam (OFF).

Gambar sebagai transistor hanya dapat berada pada dua keadaan yaitu saturasi

dan terputus:

Vcc

IB

Vs

0 Vs RB Q IC

Gambar 2.20 Rangkaian Saklar Transistor

Vcc/Rc

Q


xxxvi

VCE

VCC

Gambar 2.21. Karakteristik keluaran kransistor dan garis beban

Gambar karakteristik keluaran transistor diatas menunjukkan karakteristik

keluaran bersama beserta garis bebannya. Pada rangkaian akan tampak bahwa bila

arus basis IB = IB0, maka transistor akan tepat saturasi. Pada keadaan ini beda potensial

antara kolektor dan emitor adalah amat kecil, yaitu sama dengan VCE (Sat), arus

kolektor mengalir hampir sama dengan Vcc / RC, dan hambatan kolektor adalah

kebalikan daripada kemiringan kurva saturasi dari transistor. Bila arus basis

diperbesar menjadi IB1 dan IB2 atau lebih besar lagi, tegangan kolektor ( VCE ) dan arus

kolektor IC berubah nilainya yaitu masing-masing tetap sama dengan VCE(Sat) dan Vcc /

RC. Inilah mengapa keadaan ini diberi nama keadaan saturasi atau keadaan jenuh,

sebab nilainya tidak berubah walaupun arus basis di tambah terus.

Nilai arus basis bergantung pada tegangan VS yang digunakan untuk

menghantar transistor (membuatnya ON) dan juga kepada hambatan RB yang dipasang

seri dengan basis. Arus IB dapat dihitung dari :

IB = (VS – VBE ) / RB

= (VS – 0,6 V) / RB...........................................................(2.9)

Hubungan antara arus basis dan arus kolektor adalah linier, yang berarti arus

kolektor berbanding lurus dengan arus basis kurang dari IBO, yaitu arus basis yang

tepat mengakibatkan keadaan saturasi. Bagian dari garis beban antara Q1 dan Q2 pada


xxxvii

gambar grafik karakteristik transistor disebut daerah linier. Dapat disimpulkan bahwa

pada daerah linier, yaitu :

IC = hfe IB.........................................................................(2.10)

2.9. Transformator

Transformator adalah suatu peralatan yang bekerja secara elektromagnetik yang

berfungsi untuk mentransformasikan tenaga listrik dari suatu rangkaian

kerangkaian lain melalui suatu gandengan magnet pada frekwensi yang sama dan

daya yang tetap. Transformator dapat menaikkan dan menurunkan tegangan dari

satu rangkaian kerangkaian lain.

Transformator bekerja secara induksi elektromagnetik. Bila terjadi perubahan

fluks magnet pada kumparan transformator, maka perubahan fluks ini dapat

menghasilkan ggl induksi ataupun arus induksi pada keluaran transformator, agar

dapat terjadi perubahan fluks magnet pada transformator, maka arus yang

dimasukkan atau arus input dari trafo harus berubah-ubah terhadap waktu, atau

merupakan arus bolak- balik.

Beda tegangan yang dihubungkan pada ujung-ujung kumparan primer

dinamakan tegangan primer dan beda tegangan pada ujung-ujung kumparan

sekunder dinamakan tegangan sekunder. Perbandingan tegangan input dan output:

V1 : V2 = N1 : N2 ……………………………………………..…(2.11)

Untuk trafo yang ideal, tidak terjadi kehilangan energi dari primer ke sekunder

atau daya yang dihasilkan pada sekunder sama dengan yang diberikan oleh primer.


xxxviii

V1 . I1 = V2 . I2……………………………………………… …....(2.12)

Tetapi pada kenyataannnya tidak ada trafo yang ideal, jadi selalu terjadi

kehilangan energi dari kumparan primer ke kumparean sekunder.

Sesuai dengan prinsip kerja tranfo, yang memindahkan energi listrik dengan

cara induksi melalui pasangan kumparan primer dan sekunder, untuk memperkecil

kehilangan energi tersebut maka pasangan kumparan primer dan sekunder dibuat

dalam susunan tertutup dengan daerah besi lunak dibuat berlapis-lapis serta

dilekatkan satu sama lain dengan bahan isolasi untuk mengurang terjadinya arus

pusar.

Pada dua rangkaian yang mempunyai induksi bersama, perubahan arus pada

salah satu rangkaian akan membangkitkan tegangan pada rangkaian yang lainnya.

Arus bolak balik berubah harganya setiap saat, karena itu arus bolak-balik yang

mengalir pada belitan primer sebuah trafo akan menghasilkan arus bolak-balik

pada belitan sekunder. Jika tegangan outputnya lebih besar dari tegangan inputnya

maka trafo ini disebut trafo penaik tegangan (step-up) dan sebaliknya jika

tegangan outputnya lebih kecil dari tegangan inputnya maka trafo ini disebut trafo

penurun tegangan ( step down). Bagian bagian penting dari trafo terdiri dari:

Transformator terdiri dari

a. Inti (core) yang terdiri dari besi laminasi

Dua koil yang terdiri dari sisi primer dan sisi sekunder. Sisi primer dihubungkan

dengan beban. Belitan primer mempunyai jumlah belitan N1 dan belitan sekunder

dengan jumlah belitan N2. Belitan dari transformator terdiri bahan induktif murni,

sehingga dianggap tidak ada rugi-rugi pada belitan primer maupun sekunder.


xxxix

Gambar 2.22 Trafo dan lilitannya

Garis putus-putus pada gambar diatas menunjukkan fluks magnet yang dihasilkan

oleh suatu arus bolak-balik pada belitan primer, fluks maknet tersebut dilingkupi

oleh lilitan kumparan primer dan sekunder dan menginduksikan ggl pada masing-

masing belitan yang sebanding dengan perubahan fluks. Jika N1 dan N2 masing-

masing adalah jumlah lilitan kumparan primer dan kumparan sekunder, jika

dianggap semua fluks dilingkupi, maka:

13.2.........................................................................21

21

NN

EE

Anggap tahanan belitan dapat diabaikan, pada tegangan input primer (V1) sama

besar tetapi berlawanan arah dengan ggl balik (E1) dan tegangan output (V2) sama

besarnya dengan ggl induksi (E2) untuk keadaan ideal.

V1 dan V2 berbeda fasa sebesar 1800 jika sebuah tahanan R2 dihubungkan pada

terminal belitan arus sebesar I2 akan mengalir.

Dengan hukum ohm:

I2 =

)14.2.........(.................................................................................21

21

NN

VV

.)15.2..(......................................................................................................22

RV


xl

Arus ini mengalir pada belitan sekunder dan menghasilkan fluks magnetik

yang menentang fluks primer dan menyebabkan penurunan ggl lawan primer.

Keseimbangan pada rangkaian primer akan terganggu dan arus pertama akan

mengalir untuk mengembalikan ggl lawan primer.

I1 . N1= I2.N2……………………………………….(2.16)

Karena I1 sefasa dengan V1 dan I2 sefasa dengan V2 maka I1dan I2 berbeda frasa

sebesar 1800

Gambar 2.23 Trafo ideal pada keadaan terbeban

b. belitan primer

c. belitan sekunder

Sifat dasar trafo dapat diringkas sebagai berikut:

1. perbandingan tegangan sama dengan perbandingan lilitan

2. perbandingan arus berbanding terbalik dengan perbandingan lilitan.

3. Arus primer dan arus sekunder berbeda fasa sebesar 1800.

)17.2..(.................................................................................12

21

NN

II


xli

2.10 Potodioda

Potodioda adalah dioda yang tahanan reserve-nya berubah-ubah jika cahaya yang

menyinari dioda itu berubah intensitasnya. Yang menyebabkan tahanan reserve

Potodioda itu berubah-ubah adalah karena energi cahaya, maka untuk merangkainya

dapat disusun dengan reserve bias seperti pada gambar dibawah ini :

Gambar 2.24 Cara permberian reserve bias pada Potodioda

Seperti pada gambar diatas dalam keadaan gelap tahanan reserve pada dioda

sangat besar sehingga arus tidak ada yang mengalir. Akan tetapi bila cahaya yang

jatuh pada dioda makin kuat, maka tahanan reservenya makin menurun dan arus

reserve-nya akan sangat bertambah besar. Perubahan nilai arus reserve ini pada

umumnya sangat kecil, hanya beberapa mikro ampere, namun hal itu cukup dapat

dimanfaatkan untuk berbagai keperluan terutama dalam saklar-saklar elektronik yang

bekerja pada intensitas cahaya yang disebut dengan istilah sakelar photoelektrik.

Perubahan tegangan reserve tidak berpengaruh terhadap besarnya arus reserve sebab

arus reserve hanya bergatung pada besarnya intensitas cahaya yang jatuh pada

potodioda itu. Oleh karenan itu potodioda dalam reserve bias dapat dianggap sebagai

sumber arus yang besarnya diatur oleh intensitas cahaya yang menyinarinya.


xlii

Sebagai sumber cahaya digunakan sebuah pemancar infra merah, sebuah

rangkaian penerima sinyal infra merah. Rangkaian pemancar infra merah tampak

seperti gambar di bawah ini,

Gambar2.25 Rangkaian Pemancar infra merah

Pada rangkaian di atas digunakan sebuah LED infra merah yang diserikan

dengan sebuah resistor 18 ohm. Resistor ini berfungsi untuk membatasi arus yang

masuk ke LED infra merah agar LED infra merah tidak rusak. Resistor yang

digunakan adalah 18 ohm sehingga arus yang mengalir pada LED infra merah adalah

sebesar:

5 0, 277 27718

Vi A atau mAR

Dengan besarnya arus yang mengalir ke LED infra merah, maka intensitas pancaran

infra merah akan semakin kuat, yang menyebabkan jarak pancarannya akan semakin

jauh.

VCC5V

Infra Merah

18


xliii

Fotodioda memiliki hambatan sekitar 15 s/d 20 Mohm jika tidak terkena sinar

infra merah, dan hambatannya akan berubah menjadi sekitar 80 s/d 300 Kohm jika

terkena sinar infra merah tergantung dari besarnya intensitas yang mengenainya.

Semakin besar intensitasnya, maka hambatannya semakin kecil.

2.11 Bahasa Program

Bahasa yang digunakan untuk memprogram IC mikrokontroler AT89S51 adalah

bahasa assembly untuk MCS-51. Angka 51 merupakan jumlah instruksi pada bahasa

ini hanya ada 51 instruksi. Dari 51 instruksi, yang sering digunakan orang hanya 10

instruksi. Instruksi –instruksi tersebut antara lain :

1. Instruksi MOV

Perintah ini merupakan perintah untuk mengisikan nilai ke alamat atau register

tertentu. Pengisian nilai dapat secara langsung atau tidak langsung.

Contoh pengisian nilai secara langsung

MOV R0,#20h

Perintah di atas berarti : isikan nilai 20 Heksadesimal ke register 0 (R0).

Tanda # sebelum bilangan menunjukkan bahwa bilangan tersebut adalah nilai.

Contoh pengisian nilai secara tidak langsung

MOV 20h,#80h

...........

............

MOV R0,20h

Perintah di atas berarti : isikan nilai yang terdapat pada alamat 20

Heksadesimal ke register 0 (R0).


xliv

Tanpa tanda # sebelum bilangan menunjukkan bahwa bilangan tersebut adalah

alamat.

2. Instruksi DJNZ

Decreament Jump If Not Zero (DJNZ) ini merupakan perintah untuk

mengurangi nilai register tertentu dengan 1 dan lompat jika hasil

pengurangannya belum nol. Contoh ,

MOV R0,#80h

Loop: ...........

............

DJNZ R0,Loop

............

R0 -1, jika belum 0 lompat ke loop, jika R0 = 0 maka program akan

meneruskan ke perintah pada baris berikutnya.

3. Instruksi ACALL

Instruksi ini berfungsi untuk memanggil suatu rutin tertentu. Contoh :

.............

ACALL TUNDA

.............

TUNDA:

.................

4. Instruksi RET

Instruksi RETURN (RET) ini merupakan perintah untuk kembali ke rutin

pemanggil setelah instruksi ACALL dilaksanakan. Contoh,


xlv

ACALL TUNDA

.............

TUNDA:

.................

RET

5. Instruksi JMP (Jump)

Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu. Contoh,

Loop:

.................

..............

JMP Loop

6. Instruksi JB (Jump if bit)

Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu, jika pin yang

dimaksud berlogika high (1). Contoh,

Loop:

JB P1.0,Loop

.................

7. Instruksi JNB (Jump if Not bit)

Instruksi ini merupakan perintah untuk lompat ke alamat tertentu, jika pin yang

dimaksud berlogika Low (0). Contoh,

Loop:

JNB P1.0,Loop

.................

8. Instruksi CJNZ (Compare Jump If Not Equal)

Instruksi ini berfungsi untuk membandingkan nilai dalam suatu register

dengan suatu nilai tertentu. Contoh,

Loop:


xlvi

................

CJNE R0,#20h,Loop

................

Jika nilai R0 tidak sama dengan 20h, maka program akan lompat ke rutin

Loop. Jika nilai R0 sama dengan 20h,maka program akan melanjutkan

instruksi selanjutnya..

9. Instruksi DEC (Decreament)

Instruksi ini merupakan perintah untuk mengurangi nilai register yang

dimaksud dengan 1. Contoh,

MOV R0,#20h R0 = 20h

................

DEC R0 R0 = R0 – 1

.............

10. Instruksi INC (Increament)

Instruksi ini merupakan perintah untuk menambahkan nilai register yang

dimaksud dengan 1. Contoh,

MOV R0,#20h R0 = 20h

................

INC R0 R0 = R0 + 1

.............


xlvii

BAB III

PEMBUATAN DAN RANGKAIAN PROYEK

3.1 Proses Pembuatan Rangkaian

3.1.1 Pembuatan modul rangkaian.

Langkah-langkah dalam pembuatan modul rangkaian dapat dijelaskan melalui

diagram blok berikut ini:

Pemotongan PCB

Pembersihan PCB

Penggambaran Layout

Pelarutan PCB

Pembersihan PCB

Pengeboran PCB

Penyolderan Komponen


xlviii

Gambar 3.1 Diagram Proses Pembuatan Papan PCB (Printed Circuit Board )

Pada proses pembuatan PCB , bahan dan peralatan yang digunakan adalah:

1) Papan PCB

2) Tinta / spidol permanen

3) Larutan Fe2Cl3 alkohol 96 %

4) Kertas pasir

5) Wadah yang terbuat dari plastik

6) Bor dengan mata satu mm

Adapun langkah - langkah dalam pembuatan papan PCB adalah sebaga berikut :

Papan PCB dipotong sesuai dengan ukuran yang diperlukan, kemudian

permukaan yang berlapis tembaga dibersihkan dengan menggunakan kertas pasir

sampai permukaan tembaga benar – benar mengkilap. Tujuan dari pembersihan ini

adalah untuk menghilangkan lemak atau kotoran –kotoran yang menempel pada

permukaan tembaga. Selanjutnya papan PCB dicuci / dibasahi dengan air yang

mengalir untuk menghilangkan serbuk –serbuk sisa bekas penggosokan. Kemudian

papan PCB dijemur atau diangin – anginkan hingga permukaan tembaga benar –benar

kering.

Setelah papan PCB benar – benar kering, selanjutnya dilakukan proses

perencanaan peletakan komponen –komponen diatas permukan papan. Setelah itu

dilakukan penggambaran layout pada permukaan papan yang berlapis tembaga.

Penggambaran layout ini menggunakan tinta / spidol permanen. Tujuan dari

penggunaan tinta ini adalah untuk melindungi lapisan tembaga yang merupakan


xlix

tempat penyolderan dan jalur –jalur penghantar yang menghubungkan komponen –

komponen yang sesuai dengan gambar diagram rangkaian agar tidak turut larut saat

dilakukan proses pelarutan tembaga yang tidak digunakan.

Setelah proses penggambaran layout selesai, selanjutnya dilakukan proses

pelarutan papan PCB dengan menggunakan larutan Fe2Cl3. Proses ini bertujuan untuk

menghilangkan sisa – sisa tembaga yang tidak digunakan. Pada proses ini Fe2Cl3 yang

masih berbentuk serbuk dilarutkan dengan menggunakan air hangat secukupnya pada

wadah yang terbuat dari bahan plastik / fiber. Kemudian papan PCB direndam

kedalam larutan dan untuk mempercepan proses pelarutan, wadah tempat pelarutan

digoyang –goyang agar larutan Fe2Cl3 lebih cepat mengikis lapisan tembaga yang

tidak digunakan. Setelah lapisan tembaga yang tidak digunakan terkikis dengan

bersih, maka selanjutnya dilakukan pembersihan lapisan tinta yang menutupi lapisan

tembaga yang digunakan.

Pembersihan lapisan tinta permanen dilakukan dengan menggunakan thiner

yang diteteskan kepermukaan PCB yang hendak dibersihkan, kemudian permukaan

tembaga yang dilapisi dengan tinta digosok dengan menggunakn kain lap lalu

dibersikan dengan menggunakn air yang mengalir. Selanjutnya dilakukan pengeboran

pada PCB dengan menggunakan mata bor yang berdiameter 1 mm.


l

3.1.2 Penyolderan Komponen

Penyolderan dilakukan dengan menggunakan solder berdaya 30 Watt dengan mata

solder yang agak runcing. Untuk memudahkan dalam proses penyolderan, komponen

– komponen seperti resistor (yang ukurannya lebih rendah ) disolder lebih dahulu.

Kemudian dilanjutkan ke komponen – komponen yang lainnya. Untuk menghindari

IC dari kerusakan , digunakan socket khusus IC. Setelah komponen selesai disolder,

selanjutnya dilakukan pengujian rangkaian.

3.2 Rangkaian Power Suplay

Rangkaian PSA yang dibuat dengan keluaran sebesar 5 volt. Dimana keluaran 5 volt

digunakan untuk menghidupkan seluruh rangkaian. Rangkaian tampak seperti gambar

di bawah ini,

Gambar 3.2 Rangkaian Power Supplay (PSA)

Trafo CT merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan

tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan

disearahkan dengan menggunakan empat buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan

Vreg

LM7805CT

IN OUT

TIP32C

1001 uF

2200 uF

220 V AC

0 V

5 Volt DC

0 Volt


li

P1.0

P1.1

P1.2

P1.3

P1.4

P1.5

P1.6

P1.7

RST

P3.0/RX0P3.1/TX0

P3.2/INT0

P3.3/INT1

P3.4/T0

P3.5/T1

P3.6/WR

P3.7/RD

XTAL2

XTAL1

GND P2.7/A16

P2.6/A14

P2.5/A13

P2.4/A12

P2.3/A11

P2.2/A10

P2.1/A9

P2.0/A8

PSEN

ALE/PROG

EA/VPP

P0.7/AD7

P0.6/AD6

P0.5/AD5

P0.4/AD4

P0.3/AD3

P0.2/AD2

P0.1/AD1

P0.0/AD0

VCC

AT89S51

40

39

38

37

36

35

34

33

32

31

30

29

28

27

26

25

24

23

22

2120

19

18

17

16

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

21

Xtal 12 MHz

10kohm10uF

4.7kohm

5VVCC

33pF33pF

diratakan oleh kapasitor 2200 µF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) digunakan

agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan

masukannya. LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP

TIP 32 disini berfungsi untuk mensupplai arus apabila terjadi kekurangan arus pada

rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805CT) tidak akan panas ketika

rangkaian butuh arus yang cukup besar. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari

keluaran empat buah dioda.

3.3 Rangkaian mikrokontroler

Rangkaian minimum mikrokontroller AT89S51 ditunjukkan pada gambar berikut ini :

Gambar 3.3 Rangkaian AT89S51


lii

AT 89S51 adalah mikrokontroler 40 Pin, dimana Pin 29 merupakan PSEN

(Program Store Enable) dan pin 30 sebagai Address Latch Enable (ALE)/PROG

dihubungkan ke ground (diset low), sedangkan Pin 31 External Access Enable (EA)

diset high (H). Ini dilakukan karena mikrokontroller AT89S51 tidak menggunakan

memori eskternal. Pin 18 dan 19 dihubungkan ke XTAL 12 MHz dan capasitor 33

pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroller AT89S51 dalam

mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif

tinggi). Pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan me-reset mikrokontroller ini. Pin 32

sampai 39 adalah Port 0 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit open collector dapat

juga digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya

akses ke memori program eksternal. Karena fungsi tersebut maka Port 0 dihubungkan

dengan resistor array. Pin 20 merupakan ground dihubungkan dengan ground pada

power supplay. Pin 40 merupakan sumber tegangan positif dihubungkan dengan + 5

volt dari power supplay.

3.4 Rangkaian 7-segment

Keadaan yang terdeteksi oleh potodioda diolah mikrokontroler AT89S51

untuk selanjutnya ditampilkan pada 5 digit 7-segmen. Rangkaian display seven

segmen tampak seperti gambar di bawah ini :


liii

Gambar 3.4 Rangkaian Display Seven Segmen

Display ini menggunakan 5 buah seven segmen yang dihubungkan ke IC 4094

yang merupakan IC serial to paralel. IC ini akan merubah 8 bit data serial yang masuk

menjadi keluaran 8 bit data paralel. Rangkaian ini dihubungkan dengan P3.0 dan P3.1

AT89S51. P3.0 merupakan fasilitas khusus pengiriman data serial yang disediakan

oleh mikrokontroler AT89S51. Sedangkan P3.1 merupakan sinyal clock untuk

pengiriman data serial.

Dengan menghubungkan P3.0 dengan IC serial to paralel (IC 4094), maka

data serial yang dikirim akan diubah menjadi data paralel. Kemudian IC 4094 ini

dihubungkan dengan 7-segment agar data tersebut dapat ditampilkan dalam bentuk

angka. 7-segment yang digunakan adalah aktif low, ini berarti 7-segment akan hidup

jika diberi data low (0) dan 7-segment akan mati jika diberi data high (1).

5VVCC

SEVEN_SEG_DISPLAY

A B CDE FG

InClo

ck

Out

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

4094

D7

2310

141312117654

SEVEN_SEG_DISPLAY

A B CDE FG

InClo

ck

Out

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

4094

D7

2310

141312117654

A B CDE F G

InClo

ck

Out

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

4094

D7

2310

141312117654

SEVEN_SEG_DISPLAY

A B CDE FG

InClo

ck

Out

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

4094

D7

2310

141312117654

SEVEN_SEG_DISPLAY

A B CDE FG

InClo

ck

Out

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

4094

D7

2310

141312117654


liv

3.5 Rangkaian sensor

Untuk mendeteksi adanya barang yang lewat digunakan sebuah sensor. Sensor

dilengkapi dengan sebuah pemancar infra merah, sebuah potodioda dan sebuah

rangkaian penerima sinyal infra merah. Rangkaian pemancar infra merah tampak

seperti gambar di bawah ini:

Gambar 3.5. Rangkaian Pemancar infra merah

Pada rangkaian di atas digunakan sebuah LED infra merah yang diserikan


masuk ke LED infra merah agar LED infra merah tidak rusak. Resistor yang

digunakan adalah 18 ohm sehingga arus yang mengalir pada LED infra merah adalah

sebesar:

5 0, 277 27718

Vi A atau mAR

VCC5V

Infra Merah

18


lv

Dengan besarnya arus yang mengalir ke LED infra merah, maka intensitas pancaran

infra merah akan semakin kuat, yang menyebabkan jarak pancarannya akan semakin

jauh.

Pancaran dari sinar infra merah akan diterima oleh potodioda, kemudian akan

diolah oleh rangkaian penerima agar menghasilkan data biner, dimana jika potodioda

menerima pancaran sinar infra merah maka output dari rangkaian penerima ini akan

mengeluarkan logika high (1), namun jika potodioda tidak menerima pantulan sinar

infra merah, maka output dari rangkaian penerima akan mengeluarkan logika low (0).

Rangkaian penerima infra merah seperti gambar di bawah ini:

Gambar 3.6 Rangkaian Penerima sinar infra merah

Potodioda memiliki hambatan sekitar 15 s/d 20 Mohm jika tidak terkena sinar

infra merah, dan hambatannya akan berubah menjadi sekitar 80 s/d 300 Kohm jika

terkena sinar infra merah tergantung dari besarnya intensitas yang mengenainya.

Semakin besar intensitasnya, maka hambatannya semakin kecil.

VCC5V

330k

Poto dioda

4.7kC828

10k

1.0k

Q2

2SA733

10k2SC9454.7k

1.0k

1.0k

Q4

2SA733

10k330

LED1

AT89S51


lvi

Pada rangkaian di atas, output dari potodioda diumpankan ke basis dari

transistor tipa NPN C828, ini berari untuk membuat transistor tersebut aktip maka

tegangan yang keluar dari potodioda harus lebih besar dari 0,7 volt. Syarat ini akan

terpenuhi jika potodioda mendapatkan sinar infra merah. Analisanya sebagai berikut:

Jika ada sinar infra merah yang mengenai potodioda, maka hambatan pada

potodioda 300 Kohm, sehingga:

2 330.000 5 2,6191 2 300.000 330.000RVo xVcc x Volt

R R

Vout akan diumpankan ke basis dari transistor C828, karena tegangannya lebih besar

dari 0,7 volt yaitu 2,619 Volt maka transistor akan aktif.

Aktifnya transistor C828 akan menyebabkan colektornya terhubung ke emitor,

sehingga colektor mandapat tegangan 0 volt dari ground, tegangan ini diumpankan ke

basis dari transistor ke-2 tipe PNP A733, sehingga transistor ini juga aktif. Seterusnya

aktipnya transistor A733 akan menyebabkan colektornya terhubung ke emitor,

sehingga kolektor mandapat tegangan 5 volt dari Vcc. Kolektor dari transistor A733

dihubungkan ke mikrokontroler AT89S51 sehingga jika transistor ini aktif, maka

kolektor akan mendapatkan tegangan 5 volt dari Vcc. Tegangan 5 volt inilah yang

merupakan sinyal high (1) yang diumpankan ke mikrokontroler AT89S51, sehingga

mikrokontroler dapat mengetahui bahwa sensor ini mengirimkan sinyal high (1), yang

berarti bahwa tidak ada barang yang menghalangi sensor. Tegangan ini juga

diumpankan ke basis dari transistor ke-3 tipe NPN C945, sehingga transistor ini juga

aktif.


lvii

Transistor ke-4 tipe PNP A733 berfungsi untuk menyalakan LED sebagai

indikator bahwa sensor ini menerima pantulan sinar infra merah dari pemancar. LED

ini akan menyala jika sensor menerima sinar infra merah, dan akan mati jika sensor

tidak menerima sinar infra merah.

Jika ada barang yang melewati sensor, maka pancaran infra merah yang

mengenai potodioda akan terhalang sesaat. Hal ini menyebabkan hambatan pada

potodioda berubah dari 300 Kohm menjadi 15 Mohm, sehingga:

2 330.000 5 0,1071 2 15.000.000 330.000RVo xVcc x Volt

R R

Vout akan diumpankan be basis dari transistor C828, karena tegangannya hanya 0,107

Volt maka transistor tidak aktip.

Tidak aktipnya transistor C828 akan menyebabkan kolektornya tidak

terhubung ke emitor, sehingga kolektor mandapat tegangan 5 volt dari Vcc, tegangan

ini diumpankan ke basis dari transistor ke-2 tipe PNP A733, sehingga transistor ini

juga tidak aktif. Seterusnya tidak aktifnya transistor A733 akan menyebabkan

kolektornya tidak terhubung ke emitor, sehingga kolektor mandapat tegangan 0 volt

dari ground. Kolektor dari transistor A733 dihubungkan ke mikrokontroler AT89S51

sehingga jika transistor ini tidak aktif, maka kolektor akan mendapatkan tegangan 0

volt dari ground. Tegangan 0 volt inilah yang merupakan sinyal low (0) yang

diumpankan ke mikrokontroler AT89S51, sehingga mikrokontroler dapat mengetahui

bahwa sensor ini mengirimkan sinyal low (0), yang berarti bahwa ada barang yang

menghalangi sensor ini (ada barang yang melewati sensor). Tegangan ini juga

diumpankan ke basis dari transistor ke-3 tipe NPN C945, sehingga transistor ini juga

tidak aktif, sehingga LED tidak nyala.


lviii

Untuk mendeteksi adanya sinyal yang dikirimkan oleh sensor, maka

mikrokontroler harus diprogram untuk untuk dapat mengecek sinyal apa yang

dikirimkan oleh sensor. Jika sinyal yang dikirimkan adalah sinyal high (1), berarti

tidak ada barang yang lewat, namun jika sinyal yang dikirimkan adalah sinyal low,

maka ini berarti ada barang yang lewat.


lix

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1 Program Rangkaian

Pada mikrokontroler AT89S51 dimasukkan program yang menjadi prinsip kerja dari

mikrokontroller.

bil0 equ 20h

bil1 equ 0ech

bil2 equ 18h

bil3 equ 88h

bil4 equ 0c4h

bil5 equ 82h

bil6 equ 2h

bil7 equ 0e8h

bil8 equ 0h

bil9 equ 80h

bilkosong equ 0ffh

utama:

mov 70h,#0h

mov 71h,#0h

mov 72h,#0h

mov 60h,#0h

mov 61h,#0h

mov r3,#0

loop:

Jb P0.0,terus


lx

Jnb P0.0,$

acall delay

kosong:

mov 73h,#bilkosong

mov 74h,#bilkosong

mov 75h,#bilkosong

mov 62h,#bilkosong

mov 63h,#bilkosong

acall tampil

Jb P0.1,kosong

Jnb P0.1,$

acall delay

terus:

mov r0,70h

acall transfer

mov 73h,r1

mov r0,71h

acall transfer

mov 74h,r1

mov r0,72h

acall transfer

mov 75h,r1

mov r0,60h

acall transfer

mov 62h,r1

mov r0,61h

acall transfer

mov 63h,r1

acall tampil

Jnb P2.7,loop

Jb P2.7,$

inc r3

cjne r3,#24,terus1


lxi

mov r3,#0

inc 60h

mov r2,60h

cjne r2,#0ah,terus1

mov 60h,#0h

inc 61h

terus1:

acall delay

inc 70h

mov r2,70h

cjne r2,#0ah,loop

mov 70h,#0h

inc 71h

mov r2,71h

cjne r2,#0ah,loop

mov 71h,#0h

inc 72h

mov r2,72h

cjne r2,#0ah,loop

ljmp utama

transfer:

cjne r0,#0h,satu

mov r1,#bil0

ret

satu:

cjne r0,#01h,dua

mov r1,#bil1

ret

dua:

cjne r0,#02h,tiga

mov r1,#bil2

ret


lxii

tiga:

cjne r0,#03h,empat

mov r1,#bil3

ret

empat:

cjne r0,#04h,lima

mov r1,#bil4

ret

lima:

cjne r0,#05h,enam

mov r1,#bil5

ret

enam:

cjne r0,#06h,tujuh

mov r1,#bil6

ret

tujuh:

cjne r0,#07h,delapan

mov r1,#bil7

ret

delapan:

cjne r0,#08h,sembilan

mov r1,#bil8

ret

sembilan:

cjne r0,#09h,transfer

mov r1,#bil9

ret

tampil:

mov sbuf,62h

jnb ti,$

clr ti


lxiii

mov sbuf,63h

jnb ti,$

clr ti

mov sbuf,73h

jnb ti,$

clr ti

mov sbuf,74h

jnb ti,$

clr ti

mov sbuf,75h

jnb ti,$

clr ti

acall delay

ret

delay:

mov r7,#255

dly:

mov r6,#255

djnz r6,$

djnz r7,dly

ret


lxiv

4.2 Prinsip Kerja Rangkaian

Sebagai sumber infra merah digunakan sebuah LED infra merah yang diserikan


masuk ke LED infra merah agar LED infra merah tidak rusak. Semakin besar arus

yang mengalir ke LED infra merah, maka intensitas pancaran infra merah akan

semakin kuat, yang menyebabkan jarak pancarannya akan semakin jauh.

Pancaran dari sinar infra merah akan diterima oleh potodioda, kemudian akan

diolah oleh rangkaian penerima agar menghasilkan data biner, dimana jika potodioda

menerima pancaran sinar infra merah maka output dari rangkaian penerima ini akan

mengeluarkan logika high (1), namun jika potodioda tidak menerima pantulan sinar

infra merah, maka output dari rangkaian penerima akan mengeluarkan logika low (0).

Potodioda memiliki hambatan sekitar 15 s/d 20 Mohm jika tidak terkena sinar infra

merah, dan hambatannya akan berubah menjadi sekitar 80 s/d 300 Kohm jika terkena

sinar infra merah. Besarnya tahanan tergantung dari besarnya intensitas yang

mengenainya. Semakin besar intensitasnya, maka hambatannya semakin kecil.

Bila tidak ada produk yang lewat akan menyebabkan tegangan yang diterima

rangkaian penerima sekitar 5 volt. Tegangan 5 volt inilah yang merupakan sinyal high

(1) yang diumpankan ke mikrokontroler AT89S51, sehingga mikrokontroler dapat

mengetahui bahwa sensor ini mengirimkan sinyal high (1), yang berarti bahwa tidak

ada produk yang menghalangi sensor ini (tidak ada barang yang lewat).

Bila ada produk yang lewat akan menyebabkan tegangan yang diterima

rangkaian penerima menjadi 0 volt. Tegangan 0 volt ini merupakan sinyal low yang


lxv

akan diumpankan kemikrokontroller AT89S51, sehingga mikrokontroller ini dapat

mengetahui bahwa ada produk yang lewat.

Kondisi low yang diterima mikrokontroller akan diproses sesuai program yang

dimasukkan. Hasil proses diterjemahkan sebagai penambahan jumlah yang akan

ditampilkan pada seven segment A. Semakin banyak produk yang lewat akan

menyebabkan nilai pada tiga 7-segmen A akan terus bertambah. Sesuai dengan

program yang dimasukkan bahwa bila produk yang lewat telah mencapai angka yang

ditentukan yaitu 24 maka 7-segment B akan menghitung angka 1. Sehingga setiap 7-

segment A menunjukkan kelipatan nilai 24 maka 7-segment akan bertambah 1.

Rangkaian mikrokontroler dapat dinon-aktifkan untuk sementara dengan

menenkan tombol kontrol 1. Sehingga rangkaian berhenti bekerja (pause). Hal ini

tidak menyebabkan nilai yang tertera pada 7-segment akan hilang. Tapi akan disimpan

pada memori mikrokontroller. Nilai ini dapat ditampilkan dengan menekan tombol

kontrol 2. Untuk mereset nilai pada seven segment kembali ke nol dilakukan dengan

menekan tombol dari mikro.

4.3 Pengujian Rangkaian

Pengujian keberhasilan rangkaian dilakukan dengan melewatkan barang antara

sumber infra merah dengan penerima. Sehingga pancaran infra merah dari sumber ke

penerima terputus. Setelah barang dilewatkan, pada seven segment A akan

menunjukkan angka 1. Setiap kali barang dilewatkan, angka pada seven segmen A

akan bertambah sesuai dengan jumlah barang yang lewat. Bila jumlah pada 7-segment


lxvi

A menunjukkan angka 24, pada 7-segment B tertera angka 1. Angka pada 7-segment

B bertambah untuk setiap nilai kelipatan 24 pada 7-segment A. Pertambahan nilai

pada 7-segment B untuk setiap kenaikan nilai 24 pada 7-segment A sesuai dengan

program yang dimasukkan pada mikro. Bila ingin mengubah nilai tersebut maka

program pada mikro harus diubah dengan program baru.

Untuk menon-aktifkan rangkaian dilakukan dengan menekan tombol kontrol 1.

sedangkan untuk meng-aktifkan kembali dilakukan dengan menekan tombol kontrol 2.

selama proses non-aktif nilai yang sudah terhitung sebelum dinon–aktifkan akan

disimpan. Saat rangkaian dihidupkan nilai tersebut akan kembali ditampilkan.

4.4 Aplikasi Rangkaian

Perkembangan teknologi saat ini sudah sangat canggih. Berbagai alat, cara dan teknik

baru ditemukan. Sebagian besar pekerjaan manusia sudah dapat dikerjakan oleh alat

temuan manusia sendiri. Sehingga pekerjaan manusia sudah lebih mudah. Penulis

mencoba membuat alat yang dapat diaplikasikan untuk kehidupan manusia.

Alat ini cocok digunakan untuk industri pada bagian keluaran atau

pengemasan. Sebagai penghitung jumlah barang yang sudah keluar. Apalagi pada

pabrik yang produk akhirnya dikeluarkan dengan menggunakan ban berjalan atau

conveyor. Seperti pada perusahaan minuman botol. Sistem pengemasan botol

minuman dengan menggunakan krat. Sejumlah 24 untuk setiap krat. Penghitungan

jumlah botol yang sudah dikeluarkan tidak perlu secara manual. Sehingga dapat

mengurangi tenaga kerja.


lxvii

Rangkaian sensor dipasang sejajar dengan conveyor yang membawa botol.

Sumber cahaya infra merah dan rangkaian penerima ditempatkan diantara conveyor.

Saat conveyor membawa botol untuk dimasukkan ke dalam krat, sensor akan

menghitung setiap botol yang lewat. Botol yang lewat selanjutnya akan dimasukkan

kedalam krat secara manual dengan jumlah setiap krat adalah 24. 7-segment B akan

bertambah 1 untuk setiap kelipatan 24 pada 7-segment A. sehingga kita tahu jumlah

krat yang sudah dikemas.

Keungggulan lain dari alat ini adalah adanya tombol kontrol untuk menon-

aktifkan mikro. Nilai yang sudah dihitung akan disimpan mikro. Dan dapat

ditampilkan kembali saat mikro diaktifkan. Keunggulan ini saat besar manfaatnya.

Seperti saat pekerja perlu istirahat, tidak harus berkerja terus menerus. Selain itu

pekerja tidak perlu lagi menghitung dari awal jumlah botol yang sudah dikemas, saat

dia mulai bekerja.


lxviii

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V. 1. Kesimpulan

1. Mikrokontroller AT89S51 digunakan sebagai pengontrol dan pemproses pada

rangkaian.

2. Mikroprosesor AT89S51 merupakan mikroprosesor yang dapat bekerja dalam

berbagai keadaan. Sesuai dengan program yang dimasukkan kedalam

mikroprosesor tersebut.

3. Sensor, Transistor, dan merupakan sumber clock yang hanya membangkitkan

satu pulsa jika ada suatu benda yang menghalangi sinar led pada receiver.

4. Bila sinar potodioda diterima sensor, maka tegangan yang diterima sensor

adalah 5 volt dan dibaca mikroprosesor sebagai kondisi higt yang berarti tidak

ada barang yang lewat.

5. Selama ada barang yang menghalangi sinar menuju receiver maka tegangan

yang diterima sensor adalah 0 volt dan ini akan dihitung mikroprosesor

sebagai kondisi low dan dihitung satu. Jadi panjang dan waktu suatu barang

tidak mempengaruhi perhitungan.

6. LED yang digunakan pada seven segment adalah led commond diode yang

akan menyala bila kondisi yang diterimadalam keadaan low.

7. Sensor potodioda memiliki sensitivitas yang lebih baik dari LDR dengan

sumber cahaya laser.


lxix

V. 2. Saran

1. Untuk berbagai aplikasi rangkaian dapat dilakukan dengan mengubah

progream yang dimasukkan pada mikroprosesor.

2. Alat ini sangat cocok digunakan sebagai penghitung produk akhir pada suatu

industri.

3. Diharapkan adik junior maupun prmbaca yang berminat untuk dapat

menyempurnakan rancangan proyek ini.

4. Belajar program asembly sangat perlu untuk membuat berbagai perintah

program pada mikroprosesor.


ii perancangan counter digital sebagai...

Documents