21DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB III

BAB III

PEMBAHASAN

A. PROSES PERANCANGANSebelum membuat sebuah rangkaian , tentulah kita harus

mencari sebuah ide sebagai dasar perancangan. Mencari ide tidak lah mudah, memerlukan kreativitas dan tentu nya pengalaman yang memadai. Dari situlah konsep pengarahan ide mulai di bentuk. Kemudian dalam proses penuangan ide dan gagasan menjadi sebuah gambaran nyata yang nantinya berbentuk sebuah rangkaian digital , penulis mencari literatur dari sumber di buku ataupun di internet. Tema yang diusung penulis adalah sebauh rangkaian penghitung manggunakan sensor. Kemudian bagaimana proses dari ide untuk menjadi bentuk real , kami coba jelaskan dalam beberapa poin di bawah ini.

1. Perancangan Skema Rangkaian menggunakan software

Dalam pembentukan skema dasar dari rangkaian , kami menggunakan software PCB designer yang bernama “ Circuit Maker 2000 “. Software ini cukup mudah di dapat, dan juga disertai dengan petunjuk penggunaan sehingga membantu proses operasional dari software ini.

Sebelum memulai menggunakan software ini , anda dapat mendownload atau membeli software ini terlebih dahulu. Kemudian install di komputer anda.

22DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB III

Berikut adalah design skematik yang telah dibuat menggunakan software circuit maker 2000.

2. Pembuatan Layout PCB Setelah skema yang kita rancang sudah terbentuk,

langkah berikut nya adalah membuat layout untuk PCB . Pembuatan Layout pun masih menggunakan software, yaitu “ Trax Maker “.

3. Mencetak PCBDalam membuat PCB kita menggunakan teknik

sederhana yang cukup ekonomis, namun hasil nya tidak lah jelek. Bahan-bahan dan peralatan yang harus disiapkan adalah :

1. Printer Laser Jet (harus Tinta Toner) jika tidak ada bisa pakai mesin Foto Copy. 2. Kertas bekas Kalender dinding yang masih baik (tidak kusut/lecek) 3. Papan PCB 4. Kertas Ampelas (abrasive paper) No.P500 atau P600 5. Setrika listrik 6. Ferric Cloride 7. Bor PCB

23DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB III

8. Kikir (halus) 9. Pisau (Cutter) 10. Penggaris (stainless steel) 11. Spidol kecil permanent (for OHP) produk SNOWMAN

Langkah-langkah untuk membuat PCb adalah

sebagai berikut :- Print layout yang sudah kita design sebelum nya dikertas

bekas kalender ( pada halaman putih yang polos nya ).

- Jika printer Toner tidak ada, maka hasil print diatas kertas biasa yang tadi lalu di Foto Copy, tapi hasil Foto Copynya (Target) harus diatas kertas Kalender.

- Setelah ter-print ke kertas kalender dan memastikan tidak ada trace yang putus, guntinglah gambar PCB tersebut kira-kira 2-3mm diluar garis gambar.

- Potong PCB dengan pisau Cutter seukuran gambar PCB yang baru saja di-print, lalu kikir bagian tepi PCB agar tidak menonjol..sampai permukaanya rata dan tidak tajam

- Ampelas seluruh permukaan PCB sambil dibasahi dengan air, lakukan proses pengampelasan dengan cara memutar searah jarum jam sampai bersih, lalu keringkan.

- Panaskan Setrika, jgn putar sampai penuh.

- Posisikan gambar PCB diatas papan PCB, trace PCB (tinta Toner) menghadap ke papan PCB (tembaga).

24DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB III

- Diatas kertas kalender lapisi dengan kertas biasa, agar Text yg ada di kalender tidak menempel ke permukaan Setrika.

- Tekan Setrika agak kuat diatas kertas kalender yang sudah dilapisi dgn kertas biasa tadi sampai kira-kira 30 detik sampai gambar menempel ke papan PCB dan lakukan penggosokan secara merata ke permukaan yg lain.

- Waktu yang diperlukan selama proses setrika +/- 3 menit, jangan sampai lebih dari 4 menit karena jika terlalu lama biasanya gambar akan melebar/pudar.

- Setelah kertas kalender menempel ke PCB lalu dinginkan papan PCB dengan cara di-angin-anginkan, jangan sekali-kali langsung direndam ke air atau diblow dengan udara dingin / AC, gambar (toner) bisa terkelupas sewaktu masuk pada proses selanjutnya.

- Jika sudah benar-benar dingin, rendam papan PCB ke dalam air selama +/- 15 s/d 30 menit, tergantung dari tebal/tipisnya kertas kalender, hingga kertas kalender nampak basah pada permukaan bagian dalam, biasanya jika menggunakan kertas kalender yang tipis… kertas akan terkelupas dengan sendirinya…. (terapung).

- Kupas kertas kalender pelan-pelan dengan tangan sampai gambar/trace nampak, lalu sedikit-demi sedikit bersihkan sisa-sisa kertas yang masih nempel dengan bantuan Sikat Gigi bekas, terutama kertas yang nempel pada bagian lubang/pads komponen dan diantara traces sampai bersih.

- Jika terdapat trace yang terkelupas/putus, gunakan Spidol permanent untuk membantu menyambungnya. Nah disinilah peran spidol menjadi sangat penting. Benar-benar pastikan bahwa jalur yang kita cetak di papan PCB tidak ada yg terputus sebelum nantinya kita larutkan lapisan tembaga dari PCB tersebut.

25DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB III

- Masukkan Ferrie Cloride secukupnya ke dalam “nampan plastic” yg tidak dipakai, dan masukkan air panas/hangat secukupnya +/- 100ml (1/2 gelas), sampai seluruhnya lebur dengan air, jangan lupa penutup hidung (masker) dan sarung tangan plastic/karet.

- Masukkan papan PCB kedalam larutan Ferric Cloride tadi, dan agar prosesnya lebih cepat, bantu dengan cara menggoyang-goyang nampan.

- Sambil diamati jika papan PCB sudah seluruhnya lebur, maksudnya tembaga yang tidak tertutup oleh gambar/toner, maka angkat papan PCB dan bersihkan dengan air yang mengalir (air kran).

- Bor papan PCB dengan mata Bor ukuran 0,8mm s/d 1mm.

- Papan PCB pun sudah siap untuk dipasangi komponen.

4. Pengetesan KomponenSebelum komponen-komponen kita pasang pada

papan PCB, sebaiknya kita lakukan pengetesan terlebih dahulu. Untuk komponen-komponen pendukung saya rasa anda sudah tahu bagaimana cara mengetes komponen tersebut, nah sedangkan untuk komponen berupa IC sangat sulit untuk melakukan pengetesan. Kita hanya bisa melihat bentuk nya secara fisik, apakah kaki-kaki IC nya ada yang goyang atau patah. Untuk pemasangan IC, sangatdi sarankan menggunakan socket IC. Keuntungan nya yaitu, kemungkinan IC overheat saat pemasangan dapat di hindari. Selain itu juga memudahkan proses troubleshooting apabila diduga IC tersebut bermasalah/rusak kita dapat dengan mudah untuk melepas ataupun mengganti IC tersebut.

5. Pemasangan Komponen

26DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB III

Untuk menghubungkan antar komponen melalui jalur di PCB , maka kita harus menyolder setiap komponen menggunakan timah. Dan kesempurnaan konektifitas komponen juga berperan penting dalam keberhasilan kerja rangkaian secara keseluruhan .

Berikut ini beberapa tips menyolder yang baik dan benar :

- Gunakan solder dengan mata solder yang runcing- Gunakan solder dengan daya 30-40W

- Pastikan permukaan tembaga PCB mengkilap, jika buram maka amplaslah dengan amplas yang halus

- Hilangkan karat pada kaki komponen dengan mengeriknya hingga mengkilap, adanya karat pada kaki komponen ditandai dengan tidak mengkilapnya kaki komponen

- Saat menyolder, tempelkan solder pada tembaga PCB (jangan terlalu lama) kemudian tempelkan timah pada solder secukupnya, tunggu hingga timah mencari dan menyebar

- Segera setelah timah menyebar di seluruh daerah solder, jauhkan solder dan tunggu hingga timah dingin

- Penyolderan yang baik adalah yang melekatkan tembaga PCB dengan kaki komponen dengan jumlah timah yang sedikit (tidak cembung), dan tidak runcing

- Jepit kaki komponen semi konduktor seperti ic, transistor, led, diode dan sensor dengan tang atau logam lain agar tidak terlalu panas.

- Untuk menghindari IC terlalu panas, sebaik nya gunakan socket IC sebagai tempat pemasangan IC.

Teknik penyolderan kita lama-kelamaan akan bertambah baik, jika kita semakin biasa dalam melakukannya. Dalam menyolder IC,dan transistor kita seharusnya tidak menempelkan mata solder yang telah panas ke kaki IC dan Transistor tersebut. Karena, komponen ini adalah komponen elektronika yang sangat lemah dan sangat mudah rusak jika terkena panas lebih. Demikian juga pada komponen elektronika lainnya kita juga harus sangat memperhitungkan lamanya kita menyolder. Agar nantinya,

27DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB III

pas kita menyolder tidak ada komponen rusak dan proyek bisa berjalan dengan baik.

B. CARA KERJA1. Konsep sederhana

Berawal dari ide untuk membuat alat yang bisa mendeteksi adanya benda yang melintas, maka mulai lah tercipta konsep sederhana ini. Sebuah sensor yang berhadapan secara lurus yang terdiri dari Infrared dan photodioda merupakan kunci dari sensor ini. Ketika photodioda menerima intensitas cahaya infrared dengan cukup, maka rangkaian dalam keadaan mati ( logik 0 ). Jika ada suatu benda yang menutupi pancaran cahaya menuju photodioda, maka keadaan tersebut akan membangkitkan / mentriger rangkaian menjadi logik 1.

Sangat sederhana memang, namun jika rangkaian ini dikembangkan lebih jauh, bisa menjadi menarik dan memiliki fungsi lebih baik serta secara otomatis akan menikan nilai ekonomi dari rangkaian.

Lalu apakah yang terjadi setelah sensor mendapat pemicu / triger. Tentu saja ini hanyalah sebuah awal. Sensor tersebut dimaksudkan memang sebagai pemicu/triger untuk mengaktifan rangkaian-rangkaian berikutnya.

Output dari sensor akan dibandingkan dengan tegangan referensi. Proses ini dinamakan proses pembandingan atau comparasi, sedangkan IC yang bertugas membandingkan ( sebagai comparator ) digunakan IC LM358 series. IC ini menerima input kemudian membandingkan nya dengan tegangan referensi. Hasil keluaran dari IC ini adalah murni logik 0 atau 1.

Namun bentuk gelombang dari output IC LM358 tersebut belumlah stabil. Terkadang bentuk nya bisa mengkerucut dan kurang beraturan. Oleh karena itu, di gunakanlah rangkaian Schmitt Trigger yang menggunakan IC 74LS14 . Sebenarnya proses ini adalah melakukan invert nilai sebanyak dua kali, jadi input a di invert menjadi a’ kemudian di invert lagi , sehingga kembali menjadi nilai a. Namun keluaran dari IC 74LS14 memiliki bentuk gelombang yang lebih baik. Sudut gelombang nya lebih tajam dan waktu perubahan state lebih pendek sehingga bentuk gelombang menjadi kotak.

28DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB III

Output yang sudah stabil kemudian digunakan sebagai pemicu rangkaian pencacah/counter desimal. Setiap kali ada denyut berlogik 1, maka akan membuat IC 74LS192 ( Decade counter up ) bekerja dan menghitung dari 0 hingga 9. Namun sayang nya output dari IC ini berbentuk deretan bilangan biner, sedangkan kita akan mengalami kesulitan jika harus membaca kode biner secara langsung. Maka digunakan pula BCD to Desimal converter.

BCD to Desimal Converter menggunakan IC 74LS47 sebagai driver / peubah nilai biner, menjadi deretan kode 7 digit yang selanjut nya akan di tampilkan melalui display 7 segment.

29DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB III

2. Alur Kerja RangkaianUntuk memberikan gambaran yang lebih mudah

untuk dimengerti, kami tuangkan juga dalam bentuk diagram alur ( flowchart ) yang menjelaskan proses dan event dari rangkaian ini.

30DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB III

C. PENGAPLIKASIAN NYATA1. Pengembangan Rangkaian

Dari rangkaian kami yang sangat sederhana, masih sangat memungkinkan untuk di modifikasi dan dikembangkan lagi. Misal untuk jumlah digit yang ditampilkan, bisa saja di tambah menjadi 3 digit atau berapapun sesuai keinginan anda.

Pengembangan lain yang dapat diterapkan misalnya memadukan suara saatn adanya triger. Suara tersebut pun dapat berupa suara monoton, ataupun suara yang dinamis mengikuti nilai nominal angka yang tertera pada display 7 segment. Untuk masalah pengembangan dan modifikasi itu menjadi kebebasan anda. Kreasikan ide-ide anda dengan sekreatif mungkin agar rangkaian dasar ini dapat lebih bermanfaat dan bernilai tentunya.

2. Contoh Penggunaan RangkaianLalu apakah rangkaian dasar ini sudah pernah di

aplikasikan menjadi sebuah produk yang inovatif ? Tentu saja . Dan berikut penulis berikan beberapa contoh nyata dari rangkaian yang penulis buat. Disamping manfaat yang tinggi, nilai ekonomis dari rangkaian pun sudah tinggi.

- Escalator OtomatisDalam

rangka efisiensi energi , maka saat ini banyak escalator ( tangga jalan ) yang juga mengaplikasikan system sensor ini . Jadi ketika tidak ada tamu yang menggunakan

escalator, maka otomatis escalator akan mati.

31DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB III

Kemudian, saat ada tamu yang melangkah menuju eskalator maka sensor akan mendeteksi adanya pemicu trigger dan menjalankan escalator tersebut.

Bagi sebuah mall, langkah tersebut merupakan sebuah

penghematan yang cukup signifikan. Solusi ini memberikan efisiensi energi yang terpakai, baik energi listrik untuk penggerak motor, maupun energi dari engineer yang harus memantau escalator tersebut dan mematikan nya saat sudah malam dan tidak ada tamu.

- Penghitung Mobil yang melewati sebuah gate.Salah satu aplikasi dari sistem counter adalah alat

penghitung jumlah mobil yang melalui sebuah gate/gerbang. Dengan menggunakan sistem penghitung ini di area parkir , dapat menjadi prediksi perhitungan space parkir yang masih kosong. Jika dalam counting ( perhitungan ) menunjukan bahwa jumlah mobil yang berada di dalam parkir sudah memenuhi jumlah maksimal yang di izinkan, maka secara otomatis display yang berada di depan Gate akan menunjukan informasi bahwa area parkir tersebut sudah penuh. Dengan bantuan alat yang sederhana ini, management parkir pun lebih tertata. Arus keluar masuk kendaraan pun dapat lebih terprediksi.

Aplikasi dari rangkaian dasar ini sebenarnya masih sangat banyak, dan kami persilakan anda untuk mencoba mencari informasi tersebut.