BAB 2 LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1. Intensitas Cahaya dan Kuat Penerangan Intensitas cahaya (I) dengan satuan candela (cd) adalah arus cahaya dalam lumen yang diemisikan setiap sudut ruang (pada arah tertentu) oleh sebuah sumber cahaya. Kata candela berasal dari candle (lilin) merupakan satuan tertua pada teknik penerangan dan diukur berdasarkan intensitas cahaya standar. Kuat penerangan (E) adalah pernyataan kuantitatif untuk intensitas cahaya (I) yang menimpa atau sampai pada permukaan bidang. Kuat penerangan disebut pula tingkat penerangan atau intensitas penerangan. Dengan menganggap sumber penerangan sebagai titk yang jaraknya (h) dari bidang penerangan, maka kuat penerangan (E) dalam lux (lx) pada suatu titik pada bidang penerangan adalah: = Light Dependent Resistor ( LDR ) Light dependent resistor (LDR) adalah sebuah bahan semikonduktor yang terbuat dari komponen Cadmium Sulfida atau Silicon. Prinsip kerja LDR adalah jika ada sebuah cahaya yang mengenai bahan semikonduktor pada LDR maka cahaya tersebut akan memberikan energi pada semikonduktor yang akan diserap oleh ikatan elektron. Energi ini memutuskan ikatan antara atom-atom sehingga 5

2 elektron menjadi lepas dari ikatan dan bebas untuk bergerak dalam LDR. Hal ini mengakibatkan sejumlah arus besar mengalir dalam semikonduktor. Dengan demikian resistansi dari Light Dependent Resistor akan berkurang dengan bertambahnya intensitas cahaya. LDR (light dependent resistor) merupakan salah satu contoh komponen pasif dalam kumpulan komponen elektronika. LDR bekerja berdasarkan jumlah intensitas cahaya yang diterima pada permukaannya. LDR sama fungsi kerjanya seperti resistor namun nilainya dapat berubah mengikuti cahaya yang diterima. Jika jumlah cahaya yang diterima banyak, maka nilai hambatannya akan mengecil, dan begitu pula sebaliknya jika cahaya yang didapat sedikit, maka nilai hambatannya akan menjadi besar. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang. Gambar 2.1 LDR (Light Dependent Resistor) 6

3 2.2.1 Karakteristik LDR A. Laju Recovery Bila sebuah LDR dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahayatertentu kedalam suatu ruangan yang gelap sekali, maka bisa kita amati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut hanya akan bisa mencapai harga dikegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu. dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K Ω /detik. untuk LDR type arus harganya lebih besar dari 200 K Ω /detik (selama 20 menitpertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arahsebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktukurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai dengan level cahaya 400 lux. B. Respon Spektral LDR tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, alumunium, baja, emas, dan perak.dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak digunakan karena mempunyai daya hantar yang baik.sensor ini sebagai pengindera yang merupakan eleman yang pertama tama menerima energi dari media untuk memberi keluaran berupa perubahan energi.sensor terdiri berbagai macam jenis serta media yang digunakan untuk melakukan perubahan. Media yang digunakan misalnya: 7

4 panas, cahaya, air, angin, tekanan, dan lain sebagainya. Sedangkan pada rangkaian ini menggunakan sensor LDR yang menggunakan intensitas cahaya, selain LDR dioda foto juga menggunakan intensitas cahaya atau yang peka terhadap cahaya (photo conductivecell).pada rangkaian elektronika, sensor harus dapat mengubah bentuk bentuk energi cahaya ke energi listrik, sinyal listrik ini harus sebanding dengan besar energi sumbernya. Gambar 1.2 dibawah ini merupakan karakteristik dari sensor LDR Gambar 2.2 Karakteristik LDR (Light Dependent Resistor) Pada karakteristik diatas dapat dilihat bila cahaya mengenai sensor itu maka harga tahanan akan berkurang. Perubahan yang dihasilkan ini tergantung dari bahan yang digunakan serta dari cahaya yang mengenainya. 8

5 2.3 Mikrokontroller Atmega 8535 Mikrokontroler merupakan sebuah mikroprosessor CPU (Central Procesing Unit) yang dikombinasikan dengan I/O dan memori ROM (Read Only Memory) dan RAM (Random Acces Memory). Berbeda dengan mikrokomputer yang memiliki bagian-bagian tersebut secara terpisah, mikrokontroler mengkombinasikan bagian tersebut dalam tingkat chip. Mikrokontroller Atmega 8535 memiliki arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computing) 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian instruksi di eksekusi dalam satu siklus clock. Selain itu pada mikrokontroller atmega 8535 terdapat memori EPROOM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) yang berguna untuk menyimpan data saat tidak ada catu daya sehingga sangat berguna untuk menyimpan informasi seperti nilai kalibrasi, nomor ID, dan juga Pasword. Oleh karena itu dalam penelitian ini digunakan mikrokontroller atmega8535 karena selain memiliki fasilitas yang lengkap, mikrokontroller atmega8535 juga mudah didapat dan harganya terjangkau. Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit dan sebagian besar instruksi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Hal ini terjadi karena kedua jenis mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing), sedangkan seri MCS51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu 9

6 keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya, yang membeda-bedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan sama.piranti dapat diprogram secara in-system programming (ISP) dan dapat diprogram berulang-ulang selama kali baca/tulis didalam sistem 10

7 2.3.1 Arsitektur Mikrokontroller Atmega 8535 Gambar 2.3 Diagram Blok Mikrokontroler Atmega 8535 Pada gambar 2.3 dapat dilihat blok diagram dari mikrokontroller atmega8535 yang meliputi dari: 1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D. 2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran. 3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan. 11

8 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register. 5. Watchdog Timer dengan osilator internal. 6. SRAM sebesar 512 byte. 7. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. 8. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 9. Unit interupsi internal dan eksternal. 10. Port antarmuka SPI. 11. Antarmuka komparator analog. 12. Port USART untuk komunikasi serial Konfigurasi Pin ATMega 8535 Konfigurasi pin ATmega8535 dengan kemasan 40 pin DIP (Dual Inline Package) dapat dilihat pada gambar xxxxxx. Dari gambar di atas dapat dijelaskan fungsi dari masing-masing pin Atmega8535 sebagai berikut: 1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya. 2. GND merukan pin Ground. 3. Port A (PortA0 PortA7) merupakan pin input/output dua arah dan pin masukan ADC. 4. Port B (PortB0 PortB7) merupakan pin input/output dua arah dan dan pin fungsi khusus, 12

9 5. Port C (PortC0 PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus, 6. Port D (PortD0 PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi khusus, 7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler. 8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal. 9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC. 10. AREFF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC. Gambar 2.4 Konfigurasi Pin ATmega8535 PDIP Berikut ini penjelasan mengenai konfigurasi pin ATMega8535 sebagai berikut : 1. Port A Pin33 sampai dengan pin 40 merupakan pin dari port A. Merupakan 8 bit directional port I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port A dapat memberi arus 20 ma 13

10 dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port A (DDRA) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port A digunakan. Bit-bit DDRA diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port A yang disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. 2. Port B Pin 1 sampai dengan pin 8 merupakan pin dari port B. Merupakan 8 bit directional port I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port B dapat memberi arus 20 ma dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port B (DDRB) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port B digunakan. Bit-bit DDRB diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port B yang disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin port B juga memiliki fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel: Tabel 2.1 Penjelasan pin pada port B Pin PB.7 PB.6 PB.5 PB.4 PB.3 Keterangan SCK (SPI Bus Serial Clock) VISO (SPI Bus Master Input/Slave Output) VOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input) SS (SPI Slave Select Input) AIN1 (Analog Comparator Negative Input)OCC (Timer/Counter0 Output Compare Match Output) PB.2 AIN0 (Analog Comparator Positive Input)INT2 (External 14

11 Interrupt2 Input) PB.1 PB.0 T1 (Timer/Counter1 External Counter Input) T0 (Timer/Counter0 External Counter Input)XCK (JSART External Clock Input/Output) 3. Port C Pin 22 sampai dengan pin 29 merupakan pin dari port C. Port C sendiri merupakan port input atau output. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port C dapat memberi arus 20 ma dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port C (DDRC) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port C digunakan. Bit-bit DDRC diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port C yang disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. 4. Port D Pin 14 sampai dengan pin 20 merupakan pin dari port D. Merupakan 8 bit directional port I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port D dapat memberi arus 20 ma dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port D (DDRD) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port D digunakan. Bit-bit DDRD diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port D yang disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin port D juga memiliki fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel: 15

12 Tabel 2.2 Penjelasan pin pada port D Pin PD.0 PD.1 PD.2 PD.3 PD.4 PD.5 PD.6 PD.7 Keterangan RDX (UART input line) TDX (UART output line) INT0 (external interrupt 0 input) INT1 (external interrupt 1 input) OC1B (Timer/Counter1 output compareb match output) OC1A (Timer/Counter1 output comparea match output) ICP (Timer/Counter1 input capture pin) OC2 (Timer/Counter2 output compare match output) Peta Memori ATMega 8535 ATMega8535 memiliki dua jenis memori yaitu Data Memori dan Program Memori ditambah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memori untuk penyimpan data. 1. Program Memori ATMEGA 8535 memiliki On-Chip In-Sistem Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memori dibagi menjadi dua bagian, yaitu Boot Flash Section dan Application Flash Section. Boot Flash Section digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan. 16

13 Application Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang dibuat user. AVR tidak dapat menjalakan program aplikasi ini sebelum menjalankan program Boot Loader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat diprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurasi bit di register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka program pada Application Flash Section juga sudah aman. Gambar 2.4 Peta Memori Program 2. Data Memori Gambar berikut menunjukkan peta memori SRAM pada ATMEGA Terdapat 608 lokasi address data memori. 96 lokasi address digunakan untuk Register File dan I/O Memori sementara 512 lokasi address lainnya digunakan untuk internal data SRAM. Register file terdiri dari 32 general purpose working register, I/O register terdiri dari 64 register. 17

14 Gambar 2.5 Peta Memori Data 3. EEPROM Data Memori ATMEGA 8535 memiliki EEPROM 8 bit sebesar 512 byte untuk menyimpan data. Loaksinya terpisah dengan sistem address register, data register dan control register yang dibuat khusus untuk EEPROM. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF. Gambar 2.6 EEPROM Data Memori Status Register (SREG) ATMega8535 Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroler. 18

15 Gambar 2.7 Status Register ATMega Bit 7-I : Global Interrupt Enable Bit harus diset untuk meng-enable interupsi. Setelah itu anda dapat mengaktifkan interupsi mana yang akan digunakan dengan cara mengenable bit kontrol register yang bersangkutan secara individu. Bit akan di-clear apabila terjadi suatu interupsi yang dipicu oleh hardware, dan bit tidak akan mengizinkan terjadinya interupsi, serta akan diset kembali oleh instruksi RETI. 2. Bit 6-T : Bit Copy Storage Instruksi BLD dan BST menggunakan bit-t sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register GPR dapat disalin ke bit T menggunakan instruksi BTS, dan sebaliknya bit-t dapat disalin kembali ke suatu bit dalam register GPR menggunakan instruksi BDL. 3. Bit 5-H : half Carry Flag 4. Bit 4-S : Sigh Bit Bit-S merupakan hasil operasi EOR antara Flag-N (negatif) dan flag V (komplemen dua overflow). 5. Bit 3-V : Two s Complement Overflow Flag Bit berguna untuk mendukung operasi aritmatika. 6. Bit 2-N : Negative Flag 19

16 Apabila suatu operasi menghasilkan bilangan negatif, maka flag-n akan di-set. 7. Bit 1-Z : Zero Flag Bit akan di-set bila hasil operasi yang diperoleh adalah nol. 8. Bit 0-C : Carry Flag Apabila suatu operasi menghasilkan carry, maka bit akan di-set. Port I/O pada mikrokontroler ATMega8535 dapat difungsikan sebagai input ataupun dengan keluaran high atau low. Untuk mengatur fungsi port I/O sebagai input ataupun output perlu dilakukan setting pada DDR dan Port. Logika port I/O dapat berubah-ubah dalam program secara byte atau hanya bit tertentu. Mengubah sebuah keluaran bit I/O dapat dilakukan menggunakan perintah cbi (clear bit I/O) untuk menghasilkan output low atau perintah sbi (set bit I/O) untuk menghasilkan output high. Perubahan secara byte dilakukan dengan perintah in atau out yang menggunakan register bantu. 2.4 LCD (Liquid Crystal Display) LCD merupakan suatu jenis penampil (display) yang menggunakan Liquid Crystal sebagai media refleksinya. LCD juga sering digunakan dalam perancangan alat yang menggunakan mikrokontroler. LCD dapat berfungsi untuk menampilkan suatu nilai hasil sensor atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler. Tergantung dengan perintah yang ditulis pada mikrokontroler. 20

17 Gambar 2.8 LCD 2 X 16 LCD yang akan digunakan dalam pembuatan alat ini dapat dilihat pada gambar 2.8 adalah LCD dengan jenis bertipe karakter 2 x 16. LCD yang digunakan dapat menampilkan karakter 2 baris dengan tiap baris terdri dari 16 karakter. Pada pembuatan alat ini LCD akan digunakan untuk menampilkan nilai kuat penerang cahaya pada ruang studio gambar. 2.5 IC 4094 IC shift register adalah sebuah komponen elektronik (IC) yang digunakan untuk memsukkan data secara serial dan mengeluarkan data secara paralel. IC 4094 merupakan IC shift register 8 bit yang memiliki register latch untuk setiap bit yang berguna untuk memindahkan data dari saluran serial kesaluran paralel dengan pergeseren bit Q0 sampai bit Q7 menuju output. Output paralel dapat dihubungkan langsung dengan jalur data umum. Data digeser ketika terjadi perubahan sinyal clock dari Low ke High, selanjutnya data digeser dari register geser ke register penyimpanan, kemudian dengan memberikan logika high pada pin OE akan menggeser data dari register penyimpanan menuju register output. 21

18 Gambar Diagram fungsi register (Data Sheet IC 4094) Ada dua serial yang keluar dari IC 4094 yaitu Qs dan Q s yang disediakan untuk keperluan penyambungan beberapa IC secara serial. Data tersedia pada Qs pada pergeseran sinyal clock dari logika low ke logika high untuk memungkinkan pergeseran dengan kecepatan tinggi dalam keperluan penyambungan beberapa IC secara serial. Output pada Q s akan bergeser pada saat sinyal clock berubah dari logika high ke logika low. Gambar 2.4 menunjukkan posisi dan penamaan pin untuk IC Gambar Diagram Pin IC 4094 (Data sheet IC 4094). 22

19 Tabel 2.4 Keterangan Pin IC Cara Kerja Shift register Data masuk secara serial melalui pin D (1). Pada IC Shift Register ini data masuk baru disimpan setelah terjadi clock jadi cara memasukkan data pada shift register ini adalah data masuk- clock- data masuk-clock-data masul-clock begitu seterusnya. Pin OE atau Output Enable digunakan untuk mengaktifkan output serial maupun output paralel. Logika 1 untuk enable dan logika 0 untuk disable. QP0 - QP7 adalah output paralel dari shift register ini sedangkan QS1 - QS2 adalah output serial dari shift register ini. Jika menggunakan lebih dari satu IC Shift Register maka pin data dari IC Shift Register selanjutnya dihubungkan ke output serial dari IC Shift Register sebelumnya. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat di timing diagram berikut ini: Gambar 3.10 Timing Diagram IC Shift Register

20 2.6 LED (Light Emitting Diode) Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube. Gambar 2.10 Gambar LED 24

21 2.6.1 Cara Kerja LED (Light Emitting Diode) LED juga merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda. LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna). Gambar 2.9 P-Type dan N-Type LED 25

22 LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya Rangkaian Dasar Hidupkan LED (Light Emitting Dioda) Gambar 2.10 Rangkaian Dasar LED Besarnya arus maksimum pada LED (Light Emitting Dioda) adalah 20 ma, sehingga nilai resistor harus ditentukan. Dimana besarnya nilai resistor berbanding lurus dengan besarnya tegangan sumber yang digunakan. Secara matematis besarnya nilai resistor pembatas arus LED (Light Emitting Dioda) dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut. R =, Dimana : 26

23 R = resistor pembatas arus (Ohm) Vs = tegangan sumber yang digunakan untuk mensupply tegangan ke LED (volt) volt = tegangan LED (volt) 0,02 A = arus maksimal LED (20 ma) 2.7 Buzzer Buzzer adalah suatu alat yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi sinyal suara. Pada umumnya buzzer digunakan untuk alarm, karena penggunaannya cukup mudah yaitu dengan memberikan tegangan input maka buzzer akan mengeluarkan bunyi. adi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Frekuensi suara yang di keluarkan oleh buzzer yaitu antara 1-5 KHz. Gambar 2.11 Simbol Buzzer 27

24 2.8 Catu Daya Adaptor Catu daya berfungsi untuk memberikan suplay tegangan, khususnya ke IC mikrokontroler Atmega8535, catu daya yang di gunakan adalah 5 Volt dc. Gambar 2.12 Diagram blok Catu Daya Adaptor Gambar 2.13 Skema Rangkaian Catu daya Keterangan : 1. Stepdown (Penurun Tegangan) Bagian ini berfungsi menurunkan tegangan AC 110/220V menjadi tegangan AC yang lebih rendah yang diperlukan( 5V, 9V,12V, dll).bagian ini terdiri dari sebuah transformer (trafo) 2. Rectifier (Penyearah) Bagian ini merupakan bagian penyearah arus dari arus AC (bolak-balik) menjadi arus DC (searah).bagian ini terdiri dari sebuah dioda silikon, germanium, selenium atau Cuprox. 3. Filter (Penyaring) 28

25 Bagian ini berfungsi untuk menyaring arus DC yang masih berdenyut sehingga menjadi rata. Komponen yang digunakan yaitu gabungan dari kapasitor elektrolit dengan resistor atau induktor. 4. Stabilizer(Penstabil) Bagian ini berfungsi menstabilkan tegangan DC agar tidak terpengaruh oleh tegangan beban.komponen ini berupa Dioda Zener atau IC yang didalamnya berisi rangkaian penstabil. 5. Regulator(Pengatur) Bagian ini mengatur kestabilan arus yang mengalir ke rangkaian elektronika.komponen yang di gunakan merupakan gabungan dari transistor, resistor dan kapasitor. Ada juga yang di paket berupa sebuah IC seperti regulator LM7805. Pada gambar 2.13 regulator bekerja dengan cara mengendalikan arus basis pada transistor melalui dioda zener 5V tipe 1N4736 dan resistor 680 ohm sehingga penguatan tegangan pada output transistor mengalami penurunan sesuai dengan pengaturan tegangan kemudi pada arus basis yaitu sebesar 5V. Pada gambar ilustrasi transistor NPN berikut ini, junction base-emiter diberi bias positif sedangkan base-colector mendapat bias negatif (reverse bias). 2.9 Energi Listrik Energi listrik adalah energi utama yang dibutuhkan bagi peralatan listrik. Energi listrik untuk menggerakkan motor, lampu penerangan, memanaskan, mendinginkan ataupun untuk menggerakkan kembali suatu peralatan mekanik untuk menghasilkan bentuk energi yang lain. 29

26 Besar energi listrik tersebut dirumuskan sebagai berikut: W = P x t Dimana : W = Energi listrik yang diserap atau dipakai ( W.s) P = daya ( Watt) t = waktu ( second ) Daya listrik merupakan perkalian antara tegangan dan arus pada beban. Berdasarkan keadaan arus dan tegangan yang terdapat pada rangkaian, maka daya dapat digolongkan dua macam yaitu: 1. Daya dalam rangkaian arus searah. 2. Daya dalam rangkaian arus bolak-balik. Daya yang terdapat dalam tahanan yang dialiri oleh arus searah (DC) dituliskan dengan rumus : P = V I = = I2 R Sedangkan daya pada impedansi yang dialiri arus bolak balik (AC) terdiri dari : 1. Daya Aktif Daya aktif adalah daya yang terpakai untuk melakukan energi sebenarnya. Satuan daya aktif adalah Watt. Daya aktif dinyatakan dengan rumus : P = V I Cosφ

27 2. Daya Reaktif Daya reaktif merupakan daya yang terpakai sebagai energi pembangkitan medan magnetik sehingga timbul fluks magnetik. Satuan daya reaktif adalah Volt Ampere. Reaktif (VAR). Daya reaktif dinyatakan dengan rumus : Q = V I Sinφ Daya Semu Daya semu merupakan daya yang diberikan kepada konsumen atau gabungan penjumlahan trigonometri daya nyata dan daya reaktif. Satuan daya semu adalah Volt Ampere (VA). Daya semu dinyatakan dengan rumus : S = V I Transistor Transistor adalah komponen elektronika semikonduktor yang berfungsi sebagai penguat, pemutus dan penyambung (switching), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal dan fungsi lainnya. Berdasarkan polaritas ransistor terbagi menjadi 2, yaitu transistor tipe PNP dan transistor NPN. Transistor NPN merupakan transistor positive yang dapat bekerja mengalirkan arus listrik apabila basis dialiri tegangan arus positif. Sedangkan transistor PNP merupakan transistor negatif yang dapat bekerja mengalirkan arus apabila basis dialiri tegangan negatif. Transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu Basis, Kolektor, dan Emitorm seperti yang terlihat pada gambar

28 Gambar 2.14 Transistor NPN dan PNP Transistor dapat difungsikan sebagai saklar elektronika dengan memanfaatkan dua keadaan transistor yaitu keadaan saturasi (sebagai saklar tertutup) dan keadaan cut off (sebagai saklar terbuka). Gambar 2.15 Rangkaian Transistor Sebagai Saklar Pada saat saturasi maka arus kolektor adalah: Ic (saturasi) = Pada saat cut off tegangan kolektor emitter sama dengan tegangan sumber kolektor dan arus basis mendekati nol. Vce (cut) = Vcc Ib (cut) =

29 Untuk mencari arus basis pada keadaan resistor basis terpasang dapat dihitung dengan persamaan berikut: Ib = Vbb Vbe Rh Dimana : Ib = Arus bias base VBB = Tegangan yang masuk ke titik base VBE = Tegangan jepit diode junction base-emitor Rb = Tahanan pada base. 33