PERANCANGAN ALAT PENYINARAN SCREEN SABLON PCB DENGAN PENGATURAN INTENSITAS CAHAYA BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S52

Transkripsi

1 PERANCANGAN ALAT PENYINARAN SCREEN SABLON PCB DENGAN PENGATURAN INTENSITAS CAHAYA BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S52 Bakhtiar 1 dan Muzanni Reza 2 1 Dosen Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Lhokseumawe 2 Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Lhokseumawe ABSTRAK Perkembangan Mikrokontroler semakin canggih di dunia Ilmu pengetahuan dan Teknologi semakin pesat. Komponen yang diciptakan semakin kecil dan memungkinkan untuk diaplikasikan ke berbagi bidang. Dalam Perkembangannya Mikrokontroler mempunyai system memori, RAM, ROM, timer, port paralel, port serial, dan 32 bit I/O yang memungkinkan membentuk system terdiri dari keping tunggal (single chip). Tujuan pembuatan tugas akhir ini adalah untuk merencanakan dan merealisasikan suatu system pada pembuatan alat penyinaran screen sablon PCB untuk memudahkan dalam pengeringannya, sehingga akan mempersingkat langkah dan waktu kerja. Pada saat cahaya dan waktu diset maka sensor akan menghidupkan lampu secara otomatis hingga tingkat intensitas cahaya dan waktu mencapai titik terang yang dibutuhkan, setelah cahaya dan waktu mencapai setpoint maka sensor akan mematikan lampu secara otomatis pula. Hasil pengujian sistem menunjukkan bahwa intensitas cahaya yang dibutuhkan telah dapat dikontrol oleh Mikrokontroler AT89S52 serta telah dapat di sensor oleh LDR secara otomatis, serta hasil dari proses penyablonan PCB akan ditampilkan langsung pada LCD ( Liquit Crystal Display ). Kata Kunci : Sensor LDR, Mikrokontroller AT89S52, LCD I. PENDAHULUAN Screen sablon merupakan peralatan yang digunakan untuk membuat desain berupa gambar ataupun text yang menjadi pola cetak sablon. Pada umumnya benda yang disablon berupa kain, kertas, plastik dan PCB serta benda apa saja yang bisa dicetak dengan sablon. Seperti yang telah kita ketahui, bahwa saat ini screen sablon umumnya memasukkan proses penyinaran menggunakan cahaya matahari. Adapun dalam proses penyinaran screen sablon menggunakan cahaya matahari terdapat kelemahan yaitu dari segi cuaca, karena penyinarannya tergantung pada suhu cuaca. Sehingga dalam proyek akhir ini penulis mencoba membuat sebuah alat yang dapat melakukan proses penyinaran tanpa tergantung cahaya sinar matahari, serta penulis akan merancang alat penyinaran screen sablon PCB dengan pengaturan intensitas cahaya berbasis mikrokontroler AT89S52 yang dipandu dengan waktu (timer). Sebagai mana timer yang telah diatur untuk bisa mengetahui lama waktu yang di perlukan cahaya, karena apabila waktu sudah mencapai 90 detik maka intensitas cahaya mencapai 100% sehingga telah mencapai titik terang yang sempurna. maka dalam melakukan alat tersebut, dibutuhkan keterampilan dan keahlian serta kecerdikan karena pada saat penyinaran screen sablon PCB berlangsung harus diutamakan ketelitian agar tidak terjadi keteledoran agar mendapatkan hasil yang efektif dan sempurna. Mengingat begitu banyaknya permasalahan yang timbul, agar tidak menyimpang dari pokok bahasan permasalahan dibatasi pada; Implementasi sistem mikrokontroller AT89S52 sebagai pengatur tingkat intensitas cahaya lampu untuk penyinaran screen sablon PCB. Sedangkan tujuan penelitian ini adalah untuk merencanakan dan merealisasikan suatu sistem pada pembuatan alat penyinaran screen sablon PCB untuk memudahkan dalam pengeringannya, sehingga akan mempersingkat langkah dan waktu kerja. II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Mikrokontroler AT89S52 Mikrokontroler merupakan sistem komputer kecil yang biasa digunakan untuk sistem pengendali atau pengontrol yang dapat diprogram sesuai kebutuhan. Mikrokontroller memiliki 4KB Flash Programmable and Erasable Read Only Memory (PEROM) didalamnya. Konfigurasi pin mikrokontroller AT9S52 digolongkan menjadi pin sumber tegangan, pin osilator, pin I/O dan pin untuk proses interupsi luar. Pemisahan memori program dan memori data memperbolehkan memori data untuk diakses oleh alamat 8 bit. Sekalipun demikian, alamat data memori 16 bit dapat dihasilkan melalui register DPTR (Data Point Register). Keluarga mikrokontroler MCS51, misalnya AT89S52 dan AT89Cx051, dilengkapi dengan dua perangkat Timer/Counter, masing-masing dinamakan sebagai Timer 0 dan Timer 1. Sedangkan untuk jenis yang lebih besar, misalnya AT89S52, mempunyai tambahan satu perangkat Timer/Counter lagi yang dinamakan sebagai Timer. Register TMOD dan register TCON merupakan register pembantu untuk mengatur kerja Timer 0 dan Timer 1, kedua register ini dipakai bersama oleh Timer 0 dan Timer 1[1][2].

2 Jurnal Litek (ISSN: ) Volume 9 Nomor 2, September 2012: hal Gambar 1. Susunan bit dalam register TMOD[1] Gambar 2. Susunan bit dalam register TCON[1] Bit TFx (maksudnya adalah TF0 atau TF1) merupakan bit penampung limpahan, (TFx akan menjadi 1 setiap kali pencacah biner yang terhubung padanya melimpah (kedudukan pencacah berubah dari $FFFF kembali menjadi $0000). Bit TFx di-nolkan dengan istruksi CLR TF0 atau CLR TF1. Jika sarana interupsi dari Timer 0/Timer 1 dipakai, TRx di-nol-kan saat MCS51 menjalankan rutin layanan interupsi(isr=interupt Service Routine). Bit TRx (maksudnya adalah TR0 atau TR1) merupakan bit pengatur saluran sinyal denyut, bila bit ini =0 sinyal denyut tidak disalurkan ke pencacah biner sehingga pencacah berhenti mencacah. Bila bit GATE pada register TMOD =1, maka saluran sinyal denyut ini diatur bersama oleh TRx dan sinyal pada kaki INT0/INT1. Sensor LDR LDR adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan resistansi yang besarnya tergantung pada cahaya. Karakteristik LDR terdiri dari dua macam yaitu laju recovery dan respon spektral. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti kadmium sulfida. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat, artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan. Resistor peka cahaya atau fotoresistor adalah komponen elektronik yang resistansinya akan menurun jika ada penambahan intensitas cahaya yang mengenainya[4][5]. Digital To Analog Converter (DAC) 0808 DAC 0808 adalah suatu rangkaian pengubah informasi dari data digital menjadi data analog. Rangkaian ini diperlukan pada saat suatu rangkaian digital digunakan sebagai alat kontrol pada suatu sistem rangkaian yang mengoperasikan parameter tegangan atau arus dalam analog. DAC 0808 akan mengubah setiap konfigurasi logika pada input-inputnya ke dalam tegangan analog pada outputnya dengan perbandingan tertentu. Pada dasarnya keluaran dari DAC 0808 adalah arus, oleh karena itu setelah IC DAC 0808 diperlukan IC LM741 yang berfungsi sebagai op-amp[3]. Analog to Digital Converter ( ADC ) 0804 Pengubah Analog ke Digital (A/D) berfungsi untuk mengkonversikan besaran analog menjadi besaran digital. Tegangan analog yang tak diketahui dimasukkan ke dalam pengubah A/D, dan akan muncul keluaran biner yang bersangkutan. Keluaran biner tersebut akan berbanding lurus dengan masukan analog[3]. Relay Relay adalah sebuah kumparan dengan sebuah inti yang bila diliri arus menjadi magnitis dan menuju kontak panutup atau memutuskan ya-dkontak penutup kotak-kotak. Relay diantaranya dipakai untuk menghubungkan daya-daya yang besaran dengan perantaran daya-daya yang terkecil[6][7]. III. METODE PENELITIAN 3.1 Blok Diagram Sistem Sesuai dengan blok diagram yang ditunjukan pada gambar 3.1, maka peralatan yang dirancang terdiri dari fungsi masing-masing blok, yaitu : Sensor LDR berfungsi sebagai intensitas cahaya. Pembagi tegangan fungsinya adalah agar tegangan seimbang. ADC digunakan untuk mengubah nilai analog menjadi nilai digital. Push button (Up-Down) berfungsi sebagai pengaturan cahaya dan waktu. Mikrokontroler AT89S52 berfungsi sebagai pengendali utama. LCD digunakan untuk menampilkan nilai intensitas cahaya dan waktu. DAC digunakan untuk mengubah nilai digital menjadi nilai analog. Penguat op-amp adalah berfungsi sebagai penguat sinyal. TCA 785 berfungsi untuk kerja Arus. Triac adalah mengawal kecerahan lampu. ULN 2003 berfungsi sebagai driver untuk mencatu daya pada relay. Relay digunakan untuk memutuskan output catu

3 daya ke beban apabila terjadi proteksi beban. Lampu 1 dan 2 berfungsi untuk menyinari screen sablon PCB. Gambar 3. Blok Diagram Sistem 3.2 Prinsip Kerja Rangkaian Sensor LDR dinyalakan bersama dengan dinyalakan sistem mikrokontroler yang mana telah dilengkapi dengan LCD untuk menampilkan intensitas cahaya yang ditanggapi oleh sensor LDR. Setting pada sensor dapat diganti sesuai keperluan melalui perubahan program mikrokontroller atau melalui input tombol push button yang telah tersedia pada alat penyinaran screen sablon PCB ini. Pada saat cahaya dan waktu diset maka sensor akan menghidupkan lampu secara otomatis hingga tingkat intensitas cahaya dan waktu mencapai titik terang yang dibutuhkan, setelah cahaya dan waktu mencapai setpoint maka sensor akan mematikan lampu secara otomatis pula. Lampu akan mati segera agar cahaya tidak melebihi dari pada setting yang telah ditetapkan, sedangkan untuk menyalakan sensor maka diberikan range intensitas cahaya dan diberikan range beberapa waktu serta beberapa lamanya untuk penyinaran agar lampu tidak terputus (shot). Jika naik turun sedikit cahaya yang disensor maka lampu akan berkedip-kedip seperti respon tiba-tiba, sebab itulah penyensoran dilakukan dengan adanya range waktu untuk penyinaran lampu yang maksimal. Untuk tampilan pada LCD menampilkan penyensoran yang realtime dan terus dapat dipantau oleh pengguna. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil penelitian diperlihatkan pada tabel data berikut in. Tabel 1. Hasil Pengukuran Rangkaian LDR Berdasarkan dari hasil pengujian rangkaian sensor LDR maka dapat kita lihat apa bila tingkat cahaya 0% membutuhkan waktu 196 detik yang diperlukan untuk pengeringan screen sablon PCB cukuplah lama dengan keluaran tegangan 0.73 V (V out), apabila cahaya yang diberi 0 % yang namun cahaya tidak ada (gelap) otomatis pengeringan screen sablon tidak bisa. Berdasarkan dari hasil pengujian rangkaian sensor LDR maka dapat kita lihat apa bila tingkat cahaya 0% membutuhkan waktu 196 detik yang diperlukan untuk pengeringan screen sablon PCB cukuplah lama dengan keluaran tegangan 0.73 V (Vout), apabila cahaya yang diberi 0 % yang namun cahaya tidak ada (gelap) otomatis pengeringan screen sablon tidak bisa.

4 Jurnal Litek (ISSN: ) Volume 9 Nomor 2, September 2012: hal Tabel 2. Hasil Pengukuran Rangkaian DAC Dari hasil data tabel 2 diatas, dapat dianalisis, bahwa pada cahaya 0% sampai 20% menghasilkan tegangan kaluaran dari DAC 3.26 V, maka tegangan output biner yaitu Cahaya 40% tegangannya 2.87 V, maka tegangan output biner yaitu Cahaya 60% tegangannya 2.09 V, maka tegangan output biner yaitu Cahaya 80% tegangannya 1.08 V, maka tegangan output biner yaitu Sedangkan untuk cahaya 100% tegangannya 0.85 V, maka tegangan output biner yaitu Dari hasil pengujian tabel 3, dapat dianalisis bahwa pada tingkat 0% - 20% lampu gelap (tidak ada cahaya) dikarenakan intensitas cahayanya 0 (nol), maka hasil screen sablon tidak bisa. Pada 40% - 60 % lampu redup dikarenakan intensitas cahayanya tidak mencukupi maka hasil screen sablon PCB nya lembek (cair). Sedangkan tingkat 80% lampu dari sensor cahaya dengan waktu 114 detik, cahayanya terang maka hasilnya bagus akan tetapi hasilnya kurang maksimal. Namun apabila cahaya lampu tepat pada tingkat 100% dengan waktu 90 detik, cahaya lampu terang maksimal maka hasil screen sablon PCB akan sempurna. Tabel 3.Hasil Pengukuran Rangkaian Keseluruhan Pada saat sistem menyala LCD menampilkan range cahaya dan waktu yang telah dideteksi oleh sensor LDR didalam box mencapai 0 % %, selam sistem masi menyala cahaya dan waktu akan langsung diukur dan ditampilkan oleh LCD sehingga memudahkan pengguna untuk melihat keadaan cahaya dan waktu. Begitu pula saat pengguna melakukan set point, LCD menampilkan intensitas cahaya yang diinginkan saat diset melalui push button. Keterangan tampilan LCD: Cahaya Waktu Bilangan pada cahaya yaitu 100, menunjukkan keadaan pada screen sablon PCB 100% intensitas cahayanya. Pada waktu yaitu 90 detik menunjukkan waktu pada screen sablon PCB 100%. Sedangkan ketika pengukuran pada LCD yaitu pengukuran pada titik TP9 hasil yang seharusnya 5V tapi setelah diukur maka akan menjadi penurunan tegangan, yakni 4,92 V. Pengujian perangkat lunak (software) bertujuan untuk mengetahui sistem yang telah dirancang sehingga dapat berfungsi dengan baik agar mendapat hasil yang sesuai dengan perencanaan seperti yang diinginkan. Perangkat lunak ditulis dalam bahasa c serta dalam penulisannya harus sesuai dengan spesifikasi sistem yang telah ditentukan. Adapun perancangan software yaitu editing program, yakni program yang dapat ditulis dengan menggunakan bahasa Assembler atau bisa juga dengan bahasa C. V. KESIMPULAN Setelah melakukan perancangan dan pembuatan alat tersebut, setelah itu melakukan pengujian serta telah menganalisisnya, maka penulis dapat mengambil beberapa kesimpulan tentang prinsip kerja pada alat penyinaran screen sablon PCB dengan pengaturan intensitas cahaya berbasis Mikrokontroller AT8952, yaitu: 1. Sistem penyinaran screen sablon PCB tersebut menggunakan sensor LDR serta memakai sistem Mikrokontroller AT89S52 yang sudah dapat berjalan dengan baik, yakni sudah dapat mengatur intensitas cahaya dan waktu penyinaran sesuai dengan yang diharapkan. 2. Sensor LDR dalam alat ini bekerja pada tingkat intensitaas cahaya 100% dengan waktu 90 detik (maksimal), maka akan menghasilkan screen sablon PCB yang sempurna. 3. Pada alat ini juga dilengkapi pula dengan LCD (Liquid Crystal Display) yang real time, sehingga pada saat mengsetting tingkat cahayanya, maka dapat memantau hasil dari cahaya yang dikeluarkan oleh sensor LDR saat penyablonan berlangsung dan dapat memantau waktu penyinarannya. 4. Serta pada alat ini menggunakan pula 2 buah lampu hemat energi 45 Watt, V sebagai monitoring intensitas cahaya. DAFTAR PUSTAKA [1] Ayala,Kenneth J, 1991, The 8952 Microkontroller Arcitecture Programming and Applications, West Publishing Company, St,

5 Paul-USA. [2] Budiharto, Widodo, 2007, Proyek Mikrokontroler Untuk Pemula, PT. Elex Media Komputindo [3] Data Sheet ADC 0803, ADC 0804 [4] Malvino, Albert Paul, 1990, Aproksimasi Rangkaian Semikonduktor, Penerbit: Erlangga, Jakarta. [5] Malvino, 2004, Prinsip - Prinsip Elektronika, Penerbit: Erlangga, Jakarta. [6] Rufus P. Turner, 1993, Rangkaian Elektronika. Penerbit PT. Elex Media Komputindo, Jakarta. [7] Rusmadi,1999. Mengenal Teknik Elektronika. Bandung: Pionir Jaya