BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 Regulator LM2576 BAB II LANDASAN TEORI Regulator LM 2576 adalah regulator dengan kemampuan switching. Regulator ini biasanya digunakan untuk menghasilkan output yang akurat. LM2576 sendiri mampu bekerja pada arus rata rata yang mencapai 3A. Regulator jenis ini adalah regulator yang bekerja untuk mengkonversikan tegangan DC ke DC. LM2576 merupakan sebuah regulator yang biasanya digunakan pada alat komunikasi. LM2576 mempunyai bermacam-macam keluaran tegangan yaitu 3,3 V, 5 V, 12 V, dan versi adjustable. Dalam pembuatan alat ini, digunakan LM2576 dengan keluaran tegangan 5 V. LM2576 bekerja dengan menggunakan prinsip switching power supply. LM2576 sendiri memiliki dua buah packaging yaitu TO dan TO Namun demikian pada rancangan ini digunakan tipe packaging TO Pada Gambar 2.1 ini adalah bentuk fisik LM2576 dan konfigurasi pin pin yang dimilikinya. Gambar 2.1 Konfigurasi pin LM2576 Sementara itu spesifikasi manufaktur dan elektrik yang dimiliki oleh LM2576 ditunjukan pada tabel 2.1 dan 2.2 di bawah ini. 4

2 Tabel 2.1 Spesifikasi manufaktur LM2576 Tabel 2.2 Spesifikasi elektrik LM2576 Mikrokontroler ATMEGA32 Mikrokontroler ATMEGA32 mempunyai kapasitas memori program besar, SRAM internal besar, EEPROM, dan kemampuan khusus. Mikrokontroler ATMEGA32 adalah sebuah mikrokontroler 8-bit AVR yang rendah dalam penggunaan daya dan memiliki performa kerja yang tinggi. ATMEGA32 5

3 mempunyai kapasitas 32 kilobit memori program, 1024 bit EEPROM, dan 2 kilobit SRAM internal. Kemampuan khusus dari ATMEGA 32, yaitu mempunyai 2 timer-8 bit, 1 timer 16-bit, Real Time Counter dengan osilator yang terpisah, 8 kanal ADC 10-bit, TW1, USART, SPI, Watchdog Timer, analog comparator, dan sleep mode. ATMEGA32 membutuhkan sumber tegangan yang berkisar antara 4,5 hingga 5,5 V untuk menjalankan fungsinya. Kristal yang dapat digunakan pada ATMEGA32 berkisar antara 0-16 MHz. Konfigurasi pin ATMEGA32 disajikan pada Gambar 2.2. Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMEGA32 Dari Gambar 2.2. dapat dijelaskan cara kerja fungsional masing masing pin, yaitu : VCC merupakan pin masukan positif catu daya. Setiap peralatan elektronika digital tentunya butuh sumber catu daya yang umumnya sebesar 5V, itulah sebabnya di PCB kit mikrokontroller selalu ada ICregulator 5V. GND sebagai pin Ground. Port.A (PAO..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan dapat diprogram sebagai pin masukan ADC. Port B (PBO..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Tirner/Counter, Komparator analog, dan SPI. 6

4 Port C (PCO..PC7) merupakan pin I/0 dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, dan Timer Osilator. Port D (PDO..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal dan komunikasi serial. Reset merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroller. XTAL 1 dan XTAL 2 sebagai pin masukan clock ekstemal. Suatu mikrokontroler membutuhkan sumber detak (clock) agar dapat mengeksekusi instruksi yang ada di memori. Semakin tinggi nilai kristalnya, maka semakin cepat mikrokontroller tersebut. AVCC sebagai pin masukan tegangan untuk ADC. AREF sebagai pin masukan tegangan referensi. RTC DS 1307 RTC DS1307 adalah IC serial Real Time Clock (RTC) di mana alamat dan data ditransmisikan secara serial melalui sebuah jalur data dua arah I2C. Oleh karena menggunakan jalur data I2C, maka hanya memerlukan dua buah pin saja untuk sarana komunikasi yaitu pin untuk data dan pin untuk sinyal clock. Real Time Clock (RTC) berfungsi untuk menyimpan data-data waktu berupa: detik, menit, jam, tanggal, bulan, dan tahun. RTC yang digunakan dalam pembuatan penelitian ini adalah RTC tipe DS1307. Gambar Pinout dari RTC DS1307 disajikan pada Gambar 2.3. Gambar 2.3 Pinout RTC DS

5 Catatan waktu (clock) yang dihasilkan berupa informasi: detik, menit, jam, hari, tanggal, bulan, dan tahun. Saat akhir bulan RTC DS1307 secara otomatis akan disesuaikan untuk bulan dengan hari kurang dari 31, termasuk juga adanya penyesuaian untuk tahun. Clock tersebut beroperasi dalam 24 jam atau format 12 jam dengan tambahan adanya AM/PM. Berikut ini adalah fitur-fitur yang terdapat pada RTC DS1307: byte, battery-backed, RAM nonvolatile (NV) RAM untuk penyimpanan 2. Antarmuka serial Two-wire (I2C) 3. Sinyal luaran gelombang-kotak terprogram (Programmable squarewave) 4. Deteksi otomatis kegagalan-daya (powerfail) dan rangkaian switch 5. Konsumsi daya kurang daripada 500nA menggunakan mode baterai cadangan dengan operasional osilator 6. Tersedia fitur industri dengan ketahanan terhadap perubahan suhu dari -40 hingga +85 C Wavecom M 1206 B Wavecom GPRS M1206B adalah sebuah modul yang dapat digunakan sebagai komunikasi via wireless GSM. Dengan alat ini kita dapat dengan mudah mengirimkan data berupa SMS atau data GPRS. Wavecom dapat dihubungkan dengan computer dengan menggunakan komunikasi data serial RS 232. Dengan menggunakan AT- Command sebagai perintah untuk mengirimkan data. Di sini mikrokontroler dipake sebagai pengatur kapan ke nomor mana SMS akan dikirim serta isi SMS yg mau dikirim. Kita membutuhkan modem GPRS M1206B sebagai penghubung ke jaringan GSM. Mikrokontroller mengirimkan perintah AT-Command ke M1206 B lewat komunikasi serial RS232. Lalu modem GSM ini akan mengirim data sesuai dengan AT- Command yg diterimanya. 1. AT-command 8

6 AT-Command adalah perintah yang dapat diberikan kepada handphone atau GSM/CDMA modem untuk melakukan sesuatu hal, termasuk untuk mengirim dan menerima SMS. Dengan memprogram pemberian perintah ini di dalam komputer atau mikrokontroler maka perangkat didapat melakukan pengiriman atau penerimaan SMS secara otomatis untuk mencapai tujuan tertentu. Komputer ataupun mikrokontroler dapat memberikan perintah AT-Command melalui hubungan kabel data serial ataupun bluetooth. Dinamakan AT-Command karena semua perintah diawali dengan karakter A dan T. Berikut perintah AT-Command : Tabel 2.3 Perintah-perintah pada AT-Command dan fungsinya Perintah AT+CMGR AT+CGSN AT+CGMI AT+CSQ AT+CMGS= no_telpon Fungsi Cek tipe modem Cek IMEI Modem Cek pabrikasi Modem Cek ketersediaan sinyal Perintah mengirim SMS 2. Komunikasi serial Komunikasi serial adalah sebuah komunikasi dimana pengiriman data dilakukan per bit. Data yang ditransmisikan pada format transmisi satu byte dalam komunikasi serial adalah 8 bit. Sistem transmisi sinyal RS232 ini menggunakan level tegangan dengan sistem common (power ground). Sebelum data tersebut ditransmisikan maka akan diawali oleh start bit dengan logika 0 (0 Volt), kemudian 8 bit data dan diakhiri oleh satu stop bit dengan logika 1 (5 Volt). 1. Konektor serial 9

7 RS232 memiliki dua jenis konektor, yaitu konektor dengan pin 9 yaitu DB9 dan konektor dengan pin 25 yaitu DB25. Tampilan kedua konektor tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.4. Gambar 2.4 DB 9 (kiri) dan DB 25 (kanan) Sesuai dengan namanya pada Gambar 2.4 DB9 memiliki sembilan buah kaki. Sementara itu, DB 25 memiliki 25 buah kaki. Berdasarkan pada tampilan konektor DB9 dan DB25 diatas, pada tabel 2.4 berikut ini adalah konfigurasi pada setiap kaki yang dimilikinya. Berdasarkan tabel 2.4, untuk melakukan komunikasi serial, hanya tiga pin dari konektor RS232 yang digunakan, yaitu TD (Transmit Data), RD (Receive Data), dan GND (Signal Ground). Dalam komunikasi serial ini, ada beberapa hal yang perlu untuk diperhatikan antara lain: 1. Port number : kabel serial yang digunakan berada pada COM nomor berapa karena dalam satu PC ada lebih dari satu COM. 2. Baudrate : kecepatan pengiriman data yang dimiliki oleh device yang disambungkan secara serial. Baudrate pada masing-masing device berbeda, antara 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, dan Contohnya baudrate modul GSM yang digunakan pada tugas akhir ini adalah Parity : parity yang digunakan adalah none, odd, mark, atau even. 4. Size : byte size data yang akan dikirimkan apakah 7 bit atau 8 bit. 5. Stop Bits : stop bit yang dimiliki 1 ataukah 2. 10

8 Tabel 2.4 Konfigurasi dan fungsi PIN serial 1. Max 232 Pada saat melakukan komunikasi dengan mikrokontroler level tegangan pada RS232 perlu diubah menjadi level yang lebih rendah pada tipe 3.3 atau 5 volt. Serial RS 232 dengan tegangan 24V yang dikomunikasikan dengan tegangan -15 sampai +15 volt 11

9 untuk tinggi dan rendah. Sementara itu untuk IC TTL logic operasinya terdapat pada level tegangan 0V dan +5V. Bahkan pada perkembangannya banyak yang bekerja pada tegangan 0V dan +3V atau lebih rendah. Tabel 2.5 Range tegangan Rs.232 Pada tabel 2.5 terdapat level tegangan yang digunakan oleh mikrokontroler memiliki perbedaan yang sangat jauh dengan level tegangan yang dimiliki oleh RS232 karena itu digunakan max 232 sebagai pengubah tegangan yang keluar dari DB 9 Pada Gambar 2.5 adalah Gambar bentuk fisik pin IC max 232. Gambar 2.5 Penampang fisik max 232 Berdasarkan pada Gambar 2.5 pada Gambar 2.6 adalah konfigurasi lengkap pin pin pada max 232 dan pada tipe operasi yang ada pada max

10 Gambar 2.6 Konfigurasi pin dan tipe operasi sirkuit max 232 Gambar 2.7 Skematik serial max 232 terhadap DB 9 dan mikrokontroler Max 232 yang terdapat pada Gambar 2.7 akan berhubungan dengan DB 9 yang membawa input tegangan dari sistem luar dan menghubungkannya dengan mikrokontroler. 13

11 2. Relay Relay adalah sebuah alat elektromagnetik yang dapat mengubah kontakkontak saklar sewaktu alat ini menerima sinyal listrik Bentuk fisik relay disajikan pada Gambar 2.8. Gambar 2.8 Bentuk Fisik Relay Pada pembuatan alat dalam penelitian ini digunakan relay tipe Single Pole Double Throw (SPDT) yang mempunyai 5 buah pin. Dua (2) pin digunakan sebagai coil, 1 pin sebagai common (COMx), Normally Open (NOx) dan Normally Closed (NCx). Relay tipe SPDT disajikan pada Gambar 2.9. Gambar 2.9 Relay Tipe SPDT Adapun spesifikasi hardware yang dipunyai oleh DT-I/O relay Board yang digunakan adalah: 1. Mempunyai tegangan kerja yang bervariasi antara 5 24 VDC (bergantung tipe). 1. Contact rating (besar arus dan tegangan yang dapat dilewatkan ke terminal relay terdapat pada bodi relay). 2. Input logika pada konektor input header ber-level tegangan TTL atau CMOS. 1. Pengapian Baterai 14

12 Sistem ini terdapat pada mesin yang mempunyai sistem kelistrikan dimana baterai sebagai sumber tegangan sehingga mesin tidak dapat dihidupkan tanpa baterai (Gambar 2.10). Hampir semua baterai menyediakan arus listrik tegangan rendah (12V) untuk sistem pengapian. Arus listrik DC (Direct Current) dihasilkan dari baterai (Accumulator). Baterai tidak menghasilkan arus listrik, tetapi dapat menyimpan arus listrik melalui proses kimia. Pada umumnya baterai yang digunakan pada sepeda motor ada dua jenis, yaitu baterai 6V dan 12V. Di dalam baterai terdapat sel-sel yang jumlahnya menyesuaikan jenis baterai, misalnya baterai 6V mempunyai tiga buah sel (masing-masing sel menghasilkan tegangan ±2,1V) dan baterai 12V mempunyai 6 buah sel yang berhubungan secara seri. Pada setiap sel terdiri dari dua buah pelat yaitu pelat positif dan pelat negatif yang terbuat dari timbal atau timah hitam (Pb) dan disusun bersebelahan antara pelat positif dan pelat negatif. Di antara pelat-pelat tersebut, dipasang pemisah (separator) non konduktor dengan jumlah pelat negatif lebih banyak daripada pelat positif untuk setiap selnya. Gambar 2.10 Konstruksi Baterai (Accumulator) 2. Kunci Kontak Pada sistem pengapian, kunci kontak (Gambar 2.11) diperlukan untuk memutus-hubungkan rangkaian tegangan baterai ke koil pengapian terminal saat 15

13 menghidupkan atau mematikan mesin. Jika kunci kontak posisi ON, maka arus dari baterai akan mengalir ke terminal positif koil pengapian dan tegangan primer sistem pengapian siap untuk bekerja (Gambar 2.12). Koil pengapian berfungsi untuk mengubah tegangan rendah dari baterai (12V) menjadi sumber tegangan tinggi (10kV) yang diperlukan untuk menghasilkan loncatan bunga api yang kuat pada celah busi dalam sistem pengapian. Gambar 2.11 Kunci Kontak Gambar 2.12 Alur Arus pada saat Kunci Kontak Posisi ON 16