BAB 2 LANDASAN TEORI. Universitas Sumatera Utara

Transkripsi

1 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroller AVR Atmega32 Merupakan sebuah mikrokontroler low power CMOS 8 bit berdasarkan arsitektur AVR RISC. Mikrokontroler ini memiliki karakteristik sebagai berikut. 1. Menggunakan arsitektur AVR RISC perintah dengan satu clock cycle - 32 x 8 register umum 2. Data dan program memori - 32 Kb In-System Programmable Flash - 2 Kb SRAM - 1 Kb In- System EEPROM 3. 8 Channel 10-bit ADC 4. Two Wire Interface 5. USART Serial Communication 6. Master/Slave SPI Serial Interface 7. On-Chip Oscillator 8. Watch-dog Timer Bi-directional I/O 10. Tegangan operasi 2,7 5,5 V Arsitektur AVR ini menggabungkan perintah secara efektif dengan 32 register umum. Semua register tersebut langsung terhubung dengan Arithmetic Logic Unit (ALU) yang memungkinkan 2 register terpisah diproses dengan satu perintah tunggal dalam satu clock cycle. Hal ini menghasilkan kode yang efektif dan kecepatan prosesnya 10 kali lebih cepat dari pada mikrokontroler CISC biasa. Berikut adalah blok diagram Mikrokontroler AVR ATMega32. 4

2 Gambar 2.1 Blok diagram AVR ATMega Konfigurasi pin Mikrokontroler AVR ATMega32 Gambar 2.2 Pin-pin ATMega32 5

3 Secara fungsional konfigurasi pin ATMega32 adalah sebagai berikut: a. VCC - Tegangan sumber b. GND (Ground) - Ground c. Port A (PA7 PA0) Port A adalah 8-bit port I/O yang bersifat bi-directional dan setiap pin memilki internal pull-up resistor. Output buffer port A dapat mengalirkan arus sebesar 20 ma. Ketika port A digunakan sebagai input dan di pull-up secara langsung, maka port A akan mengeluarkan arus jika internal pull-up resistor diaktifkan. Pin-pin dari port A memiliki fungsi khusus yaitu dapat berfungsi sebagai channel ADC (Analog to Digital Converter) sebesar 10 bit. Fungsi-fungsi khusus pin-pin port A dapat dilihat seperti yang tertera pada Tabel 2.1 Tabel 2.1 Fungsi khusus port A Port Alternate Function PA7 ADC7 (ADC input channel 7) PA6 ADC6 (ADC input channel 6) PA5 ADC5 (ADC input channel 5) PA4 ADC4 (ADC input channel 4) PA3 ADC3 (ADC input channel 3) PA2 ADC2 (ADC input channel 2) PA1 ADC1 (ADC input channel 1) PA0 ADC0 (ADC input channel 0) d. Port B (PB7 PB0) Port B adalah 8-bit port I/O yang bersifat bi-directional dan setiap pin mengandung internal pull-up resistor. Output buffer port B dapat mengalirkan arus sebesar 20 ma. Ketika port B digunakan sebagai input dan di pull-down secara external, port B akan mengalirkan arus jika internal pull-up resistor diaktifkan. Pin-pin port B memiliki fungsi-fungsi khusus, diantaranya : 1. SCK port B, bit 7 6

4 Input pin clock untuk up/downloading memory. 2. MISO port B, bit 6 Pin output data untuk uploading memory. 3. MOSI port B, bit 5 Pin input data untuk downloading memory. Fungsi-fungsi khusus pin-pin port B dapat dilihat seperti pada Tabel 2.2 Tabel 2.2 Fungsi khusus port B Port Alternate Function PB7 SCK (SPI Bus Serial Clock) PB6 MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output) PB6 MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input) PB5 SS (SPI Slave Select Input) AIN1 (Analog Comparator Negative Input) PB3 OCO (Timer/Counter0 Output Compare Match Output) AIN0 (Analog Comparator Positive Input) PB2 INT2 (External Interrupt 2 Input) PB1 T1 (Timer/Counter1 External Counter Input) T0 (Timer/Counter External Counter Input) XCK (USART PB0 External Clock Input/Output) e. Port C (PC7 PC0) Port C adalah 8-bit port I/O yang berfungsi bi-directional dan setiap pin memiliki internal pull-up resistor. Output buffer port C dapat mengalirkan arus sebesar 20 ma. Ketika port C digunakan sebagai input dan di pull-down secara langsung, maka port C akan mengeluarkan arus jika internal pull-up resistor diaktifkan. Fungsi-fungsi khusus pin-pin port C dapat dilihat seperti yang tertera pada Tabel dibawah ini Tabel 2.3 Fungsi khusus port C Port Alternate Function PC7 TOSC2 (Timer Oscillator Pin 2) PC6 TOSC1 (Timer Oscillator Pin 1) PC6 TD1 (JTAG Test Data In) 7

5 PC5 PC3 PC2 PC1 PC0 TD0 (JTAG Test Data Out) TMS (JTAG Test Mode Select) TCK (JTAG Test Clock) SDA (Two-wire Serial Bus Data Input/Output Line) SCL (Two-wire Serial Bus Clock Line) f. Port D (PD7 PD0) Port D adalah 8-bit port I/O yang berfungsi bi-directional dan setiap pin memiliki internal pull-up resistor. Output buffer port D dapat mengalirkan arus sebesar 20 ma. Ketika port D digunakan sebagai input dan di pull-down secara langsung, maka port D akan mengeluarkan arus jika internal pull-up resistor diaktifkan. Fungsi-fungsi khusus pin-pin port D dapat dilihat seperti yang tertera pada Tabel dibawah ini. Tabel 2.4 Fungsi khusus port D Port Alternate Function PD7 OC2 (Timer / Counter2 Output Compare Match Output) PD6 ICP1 (Timer/Counter1 Input Capture Pin) PD6 OCIB (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output) PD5 TD0 (JTAG Test Data Out) PD3 INT1 (External Interrupt 1 Input) PD2 INT0 (External Interrupt 0 Input) PD1 TXD (USART Output Pin) PD0 RXD (USART Input Pin) 2.2Liquid Crystal Display( LCD ) Liquid Crystal Display (LCD) merupakan sebuah teknologi layar digital yang menghasilkan citra pada sebuah permukaan yang rata (flat) dengan memberi sinar pada Kristal cair dan filter berwarna yang mempunyai struktur molekul polar, diapit antara dua elektroda yang transparan. Bila medan listrik diberikan, molekul menyesuaikan posisinya pada medan membentuk susunan kristalin yang mempolarisasi cahaya yang melaluinya. 8

6 Teknologi yang ditemukan semenjak tahun 1888 ini merupakan pengolahan kristal cairan kimia, dimana molekul-molekulnya dapat diatur sedemikian rupa bila diberi medan elektrik seperti molekul-molekul metal bila diberi medan magnet. Bila diatur dengan benar, sinar dapat melewati Kristal cair tersebut. Lapisan film yang berisis Kristal cair diletakkan di antara dua lempeng kaca yang telah ditanami elektroda logam transparan. Dari hasil pemantulan atau penyerapan cahaya tersebut akan terbentuk pola huruf, angka, atau gambar sesuai bagian yang di aktifka. LCD membutuhkan tegangan dan daya yang kecil sehingga sangat popular untuk aplikasi pada kalkulator, arloji digital, dan instrument elektronika lain seperti Global Positioning System (GPS), baragraph display dan multimeter digital. LCD umumnya dikemas dalam bentuk Dual In Line Package (DIP) dan mempunyai kemampuan untuk menampilkan beberapa kolom dan baris dalam satu panel. Untuk membentuk pola, baik karakter maupun gambar pada kolom dan baris secara bersamaan digunakan metode Screening. Banyak sekali kegunaan LCD dalam perancangan suatu sistem yang menggunakan mikrokontroler. LCD berfungsi untuk menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilkan teks atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler. Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD. Pemakaian LCD disini adalah untuk pengecekan dan untuk mempermudah pemakai agar dapat melihat apakah berat benda sudah cukup atau belum sesuai dengan yang diinginkan. LCD yang digunakan adalah jenis LCD yang menampilkan data dengan 2 baris tampilan pada display. Keuntungan dari LCD ini adalah : 1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk membuat program tampilan. 2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya mengunakan 8 bit data dan 3 bit control. 3. Ukuran modul yang proporsional. 4. Daya yang digunakan relative sangat kecil. 9

7 +5VDC D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 2 VCC 15 V+BL LCD 16x2 RS RW EN GND LCD Drv V-BL Gambar 2.3 Konfigurasi Pin LCD Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses proses internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan instruksi membaca data. ROM pembangkit sebanyak 192 tipe karakter, tiap karakter dengan huruf 5x7 dot matrik. Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter (membaca program), maksimum pembacaan 80x8 bit tampilan data. Perintah utama LCD adalah Display Clear, Cursor Home, Display ON/OFF, Display Character Blink, Cursor Shift, dan Display Shift. Tabel 2.2 menunjukkan operasi dasar LCD Tabel 2.6 Operasi Dasar LCD RS R/W Operasi Input Instruksi ke LCD Membaca Status Flag (DB 7 ) dan alamat counter (DB 0 ke DB 6 ) Menulis Data Membaca Data Metode screening adalah mengaktifkan daerah perpotongan suatu kolo dan suatu baris secara bergantian dan cepat sehingga seolah-olah aktif semua. 10

8 Penggunaan metode ini dimaksudkan untuk menghemat jalur yang digunakan untuk mengaktifkan panel LCD. Saat ini telah dikembangkan berbagai jenis LCD, mulai jenis LCD biasa, Passive Matrix LCD (PMLCD), hingga Thin-Film Transistor Active Matrix (TFT-AMLCD). Kemampuan LCD juga telah ditingkatkan daru yang monokrom hingga yang mampu menampilkan ribuan warna Karakteristik Display LCD Display LCD memiliki terdiri dari beberapa pin I/O yang berfungsi untuk menampilkan maupun mengaktifkan kristal cair yang terkandung didalam kemasan LCD tersebut. Pada gambar 2.5 menampilkan bentuk fisik dari display LCD 16 X 2. LCD mempunyai tampilan dengan lebar 16 kolom dan 2 baris atau biasa disebut sebagai LCD karakter dengan 16 pin konektor. Gambar 2.4 Liquid Crystal Display (Lcd) Prinsip Kerja LCD Display Prinsip kerja LCD yaitu dengan memberika tegangan Vdd sebesar 5Vdc untuk mengaktifkan layar LCD, dan mengatur pin R/W dengan memberikan logika 0 agar LCD dapat menulis instruksi ke modul, R/W dalam kondisi 1 berfungsi untuk membaca data dari LCD seperti perintah untuk membersihkan layar dll, selanjutnya pin RS diatur menjadi nilai logika 1 agar dapat mengirim instruksi ke LCD, pengiriman data ke LCD dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan metode 4 bit atau 8 bit, metode 4 bit yaitu pengiriman data dikirim melalui 4 jalur bus dari mikrokontroller, dimana jalur yang tersedia untuk melakukan pengiriman data memiliki keterbatasan yaitu berjumlah 4 bus, oleh karena itu data akan dikirim sebanyak 2 kali agar sesuai dengan instruksi nya, hal ini akan menghasilkan waktu delay yang cukup lama, berbeda dengan metode 8 bit, pengiriman data dengan metode ini dapat dilakukan dengan 1 kali pengiriman 11

9 karena jalur bus yang tersedia cukup untuk melakukan penngiriman data sebesar 8 bit dalam 1 waktu. Tabel 2.7 Konfigurasi Pin Pada LCD Modul LCD memiliki karakteristik sebagai berikut: 1. Terdapat 16 x 2 karakter huruf yang bisa ditampilkan. 2. Setiap huruf terdiri dari 5x7 dot-matrix cursor. 3. Terdapat 192 macam karakter. 4. Terdapat 80 x 8 bit display RAM (maksimal 80 karakter). 5. Memiliki kemampuan penulisan dengan 8 bit maupun dengan 4 bit. 6. Dibangun dengan osilator lokal. 7. Satu sumber tegangan 5 volt. 8. Otomatis reset saat tegangan dihidupkan. Bekerja pada suhu 0oC sampai 55oC. 2.3 Keypad Keypad adalah bagian penting dari suatu perangkat elektronika yang membutuhkan interaksi manusia. Keypad berfungsi sebagai interface antara perangkat (mesin) elektronik dengan manusia atau dikenal dengan istilah HMI (Human Machine Interface). Matrix keypad 4 4 pada artikel ini merupakan salah satu contoh keypad yang dapat digunakan untuk berkomunikasi antara manusia 12

10 dengan mikrokontroler. Matrix keypad 4 4 memiliki konstruksi atau susunan yang simple dan hemat dalam penggunaan port mikrokontroler. Gambar2.5 Matrix keypad 4 x 4 Konfigurasi keypad dengan susunan bentuk matrix ini bertujuan untuk penghematan port mikrokontroler karena jumlah key (tombol) yang dibutuhkan banyak pada suatu sistem dengan mikrokontroler. Konstruksi matrix keypad 4 4 untuk mikrokontroler dapat dibuat seperti pada gambar berikut. Konstruksi matrix keypad 4 4 diatas cukup sederhana, yaitu terdiri dari 4 baris dan 4 kolom dengan keypad berupas saklar push buton yang diletakan disetiap persilangan kolom dan barisnya. Rangkaian matrix keypad diatas terdiri dari 16 saklar push buton dengan konfigurasi 4 baris dan 4 kolom. 8 line yang terdiri dari 4 baris dan 4 kolom tersebut dihubungkan dengan port mikrokontroler 8 bit. Sisi baris dari matrix keypad ditandai dengan nama Row1, Row2, Row3 dan Row4 kemudian sisi kolom ditandai dengan nama Col1, Col2, Col3 dan Col4. Sisi input atau output dari matrix keypad 4 4 ini tidak mengikat, dapat dikonfigurasikan kolom sebagi input dan baris sebagai output atau sebaliknya tergantung programernya. Proses Scaning Matrix Keypad 4 4 untuk membaca penekanan tombol pada matrix keypad 4 4 untuk mikrokontroler diatas dilakukan secara bertahap kolom demi kolom dari kolom pertama sampai kolom ke 4 dan baris pertama hingga baris ke 4. Program untuk scaning matrix keypad 4 4 dapat bermacam-macam, tapi pada intinya sama. Misal kita asumsikan keyapad aktif LOW (semua line kolom dan baris dipasang resistor pull-up) dan dihubungkan ke port mikrokontrolr dengan jalur kolom adalah jalur input dan jalur baris adalah jalur output maka 13

11 proses scaning matrix keypad 4 4 diatas dapat dituliskan sebagai berikut. Mengirimkan logika Low untuk kolom 1 (Col1) dan logika HIGH untuk kolom yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111, atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan maka data pembacaan baris akan Mengirimkan logika Low untuk kolom 2 (Col2) dan logika HIGH untuk kolom yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111, atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan maka data pembacaan baris akan Mengirimkan logika Low untuk kolom 3 (Col3) dan logika HIGH untuk kolom yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111, atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan maka data pembacaan baris akan Mengirimkan logika Low untuk kolom 4 (Col4) dan logika HIGH untuk kolom yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111, atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan maka data pembacaan baris akan

12 Kemudian data pembacaan baris ini diolah sebagai pembacaan data penekanan tombol keypad. Sehingga tiap tombol pada matrix keypad 4 4 diatas dengan teknik scaning tersebut akan menghasilkan data penekanan tiap-tiap tombol sebagai berikut. SW1 = SW9 = SW2 = SW10 = SW3 = SW11 = SW4 = SW12 = SW5 = SW13 = SW6 = SW14 = SW7 = SW15 = SW8 = SW16 = Data port mikrokontroler, misalkan pada SW2 = tersebut terbagi dalam nible atas dan nible bawah dimana data nible atas (1011) merupakan data yang kita kirimkan sedangkan data nible bawah (0111) adalah data hasil pembacaan penekanan tombol keypad SW2 pada proses scaning matrix keypad4 4diatas. 2.4 MOSFET FET bentuk fisiknya seperti transistor. Fungsinya adalah untuk menaikkantegangan atau menurunkan tegangan. FET memiliki tiga kaki juga yaitu : 1. GATE (G) adalah kaki input 2. DRAIN (D) adalah kaki output 3. SOURCE (S) adalah kaki sumber Fungsinya biasanya digunakan pada rangkaian power supply jenis switching untuk menghasilkan tegangan tinggi untuk menggerakkan trafo.kakinya biasanya sudah pasti yaitu bila kita hadapkan FET ke arah kita maka urutan kakinya dari kiri ke kanan adalah GATE, DRAIN, SOURCE.. Contoh FET penaik tegangan : K 793, K 1117, K 1214, IRF 630, IRF 730, IRF 620, dll. Contoh FET penurun tegangan : IRF 9610, IRF 9630, dll (biasanya 4 angka u/ IRF) 15

13 FET PENAIK TEGANGAN Batas ukur Ohmmeter X10 / X1K 2.5 IC Regulator 7805 Gambar 2.6 ic regulator Fungi kaki dari IC Regulator Input voltage (5V-18V) Input 2. Ground (0V) Ground 3. Regulated output; 5V (4.8V-5.2V) Output Regulator ini menghasilkan tegangan output stabil 5 Volt dengan syarat tegangan input yang diberikan minimal 7-8 Volt (lebih besar dari tegangan output) sedangkan batas maksimal tegangan input yang diperbolehkan dapat dilihat pada 16

14 datasheet IC 78XX karena jika tidak maka tegangan output yang dihasilkan tidak akan stabil atau kurang dari 5 Volt Keunggulan Jika dibandingkan dengan regulator tegangan lain, seri 78XX ini mempunyai keunggulan di antaranya: 1. Untuk regulasi tegangan DC, tidak memerlukan komponen elektronik tambahan. 2. Aplikasi mudah dan hemat ruang 3. Memiliki proteksi terhadap overload (beban lebih), overheat (panas lebih), dan hubungsingkat 4. Dalam keadaan tertentu, kemampuan pembatasan arus peranti 78XX tidak hanya melindunginya sendiri, tetapi juga melindungi rangkaian yang ditopangnya Kekurangan 1. Tegangan input harus lebih tinggi 2-3 Volt dari tegangan output sehingga IC 7805 kurang tepat jika digunakan untuk menstabilkan tegangan battery 6 Volt menjadi 5 Volt. 2. Seperti halnya regulator linier lain, arus input sama dengan arus output. Karena tegangan input harus lebih tinggi dari tegangan output maka akan terjadi terjadi panas pada IC regulator 7805 sehingga diperlukan heatsink (pendingin) yang cukup Cara kerja rangkaian Ketika switch (S1) ditutup (On), arus dari sumber DC 12 Volt akan mengalir menuju fuse (F1) yang berfungsi sebagai pengaman hubungsingkat, kemudian akan mengalir melalui dioda (D1) yang berfungsi sebagai pengaman polaritas. Condensator C1 yang berfungsi sebagai filter dapat dihilangkan jika tegangan input merupakan tegangan DC stabil misalnya dari sumber battery (accu/aki). Setelah melalui IC 7805, tegangan akan diturunkan menjadi 5 Volt stabil. Fungsi C2 adalah sebagai filter terakhir yang berfungsi mengurangi noice (ripple 17

15 tegangan) sedangkan LED1 yang dipasang seri dengan resistor (R1) berfungsi sebagai indikator Fungsi Rangkaian regulator ini dapat dipakai untuk menurunkan tegangan 12 Volt aki (accu) pada sebuah perangkat elektronika atau pada sebuah kendaran menjadi 5 Volt stabil. Gambar 2.7 rangkaian regulator 2.6 POTENSIOMETER Dalam Peralatan Elektronik, sering ditemukan Potensiometer yang berfungsi sebagai pengatur Volume di peralatan Audio / Video seperti Radio, Walkie Talkie, Tape Mobil, DVD Player dan Amplifier. Potensiometer juga sering digunakan dalam Rangkaian Pengatur terang gelapnya Lampu (Light Dimmer Circuit) dan Pengatur Tegangan pada Power Supply (DC Generator). Jadi apa sebenarnya Potensiometer itu? Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya. Gambar dibawah ini menunjukan Struktur Internal Potensiometer beserta bentuk dan Simbolnya. 18

16 Gambar 2.8 struktur dan symbol potensiometer Struktur Potensiometer beserta Bentuk dan Simbolnya Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah : 1. Penyapu atau disebut juga dengan Wiper 2. Element Resistif 3. Terminal Jenis-jenis Potensiometer Berdasarkan bentuknya, Potensiometer dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu : 1. Potensiometer Slider, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara menggeserkan Wiper-nya dari kiri ke kanan atau dari bawah ke atas sesuai dengan pemasangannya. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk menggeser wiper-nya. 2. Potensiometer Rotary, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara memutarkan Wiper-nya sepanjang lintasan yang melingkar. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk memutar wiper tersebut. Oleh karena itu, Potensiometer Rotary sering disebut juga dengan Thumbwheel Potentiometer. 3. Potensiometer Trimmer, yaitu Potensiometer yang bentuknya kecil dan harus menggunakan alat khusus seperti Obeng (screwdriver) untuk memutarnya. Potensiometer Trimmer ini biasanya dipasangkan di PCB dan jarang dilakukan pengaturannya. 19

17 Gambar 2.9 jenis-jenis potensiometer Prinsip Kerja (Cara Kerja) Potensiometer Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah Potensiometer. Elemen Resistif pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal (logam) dan Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon). Berdasarkan Track (jalur) elemen resistif-nya, Potensiometer dapat digolongkan menjadi 2 jenis yaitu Potensiometer Linear (Linear Potentiometer) dan Potensiometer Logaritmik (Logarithmic Potentiometer) Fungsi-fungsi Potensiometer Dengan kemampuan yang dapat mengubah resistansi atau hambatan, Potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan Elektronika dengan fungsi-fungsi sebagai berikut : 1. Sebagai pengatur Volume pada berbagai peralatan Audio/Video seperti Amplifier, Tape Mobil, DVD Player. 2. Sebagai Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply 3. Sebagai Pembagi Tegangan 20

18 4. Aplikasi Switch TRIAC 5. Digunakan sebagai Joystick pada Tranduser 6. Sebagai Pengendali Level Sinyal 2.7 Resistor Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Sebagaimana fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan atau nilai resistansi suatu resistor di sebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω). Sesuai hukum Ohm bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor juga memiliki nilai yang lain seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang mampu dilewatkannya. Semua nilai yang berkaitan dengan resistor tersebut penting untuk diketahui dalam perancangan suatu rangkaian elektronika oleh karena itu pabrikan resistor selalu mencantumkan dalam kemasan resistor tersebut. Berikut adalah simbol resistor dalam bentukgambar ynag sering digunakan dalam suatu desain rangkaian elektronika. Gambar2.10 simbol resistor Resistor dalam suatu teori dan penulisan formula yang berhubungan dengan resistor disimbolkan dengan huruf R. Kemudian pada desain skema elektronika resistor tetap disimbolkan dengan huruf R, resistor variabel 21

19 disimbolkan dengan huruf VR dan untuk resistorjenis potensiometer ada yang disimbolkan dengan huruf VR dan POT Kapasitas Daya Resistor Kapasitas daya pada resistor merupakan nilai daya maksimum yang mampu dilewatkan oleh resistor tersebut. Nilai kapasitas daya resistor ini dapat dikenali dari ukuran fisik resistor dan tulisan kapasitas daya dalamsatuan Watt untuk resistor dengan kemasan fisik besar Nilai Toleransi Resistor Toleransi resistor merupakan perubahan nilai resistansi dari nilai yang tercantum pada badan resistor yang masih diperbolehkan dan dinyatakan resistor dalam kondisi baik. Toleransi resistor merupakan salah satu perubahan karakteristik resistor yang terjadi akibat operasional resistor tersebut. Nilai torleransi resistor ini ada beberapa macam yaitu resistor dengan toleransi kerusakan 1% (resistor 1%), resistor dengan toleransi kesalahan 2% (resistor2%), resistor dengan toleransi kesalahan 5% (resistor 5%) dan resistor dengan toleransi 10% (resistor 10%). Nilai toleransi resistor ini selalu dicantumkan di kemasan resistor dengan kode warna maupun kode huruf. Sebagai contoh resistor dengan toleransi 5% maka dituliskan dengan kode warna pada cincin ke 4 warna emas atau dengan kode huruf J pada resistor dengan fisik kemasan besar. Resistor yang banyak dijual dipasaran pada umumnya resistor 5% dan resistor 1% Jenis-jenis Resistor Berdasarkan jenis dan bahan yang digunakan untuk membuat resistor dibedakan menjadi resistor kawat, resistor arang dan resistor oksida logam atau resistor metal film. 22

20 1. Resistor Kawat (Wirewound Resistor) Gambar 2.11 resistror kawat Resistor kawat atau wirewound resistor merupakan resistor yang dibuat dengan bahat kawat yang dililitkan. Sehingga nilai resistansiresistor ditentukan dari panjangnya kawat yang dililitkan. Resistor jenis ini pada umumnya dibuat dengan kapasitas daya yang besar. 2. Resistor Arang (Carbon Resistor) Gambar 2.12 resistor arang Resistor arang atau resistor karbon merupakan resistor yang dibuat dengan bahan utama batang arang atau karbon. Resistor karbon ini merupakan resistor yang banyak digunakan dan banyak diperjual belikan. Dipasaran resistor jenis ini dapat kita jumpai dengan kapasitas daya 1/16 Watt, 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt, 1 Watt, 2 Watt dan 3 Watt. 3. Resistor Oksida Logam (Metal Film Resistor) Gambar 2.13 resistoroksida logam 23

21 4. Resistor Metal Film Resistor oksida logam atau lebih dikenal dengan nama resistor metal film merupakan resistor yang dibuah dengan bahan utama oksida logam yang memiliki karakteristik lebih baik. Resistor metal film ini dapat ditemui dengan nilai tolerasni 1% dan 2%. Bentuk fisik resistor metal film ini mirip denganresistor kabon hanya beda warna dan jumlah cicin warna yang digunakan dalam penilaian resistor tersebut. Sama seperti resistorkarbon, resistor metal film ini juga diproduksi dalam beberapa kapasitas daya yaitu 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt. Resistor metal film ini banyak digunakan untuk keperluan pengukuran, perangkat industri dan perangkat militer. Kemudian berdasarkan nilai resistansinya resistor dibedakan menjadi 2 jenis yaitu resistor tetap (Fixed Resistor) dan resistor tidak tetap (Variable Resistor).Resistor tetap merupakan resistor yang nilai resistansinya tidap dapat diubah atau tetap. Resistor jenis ini biasa digunakan dalam rangkaian elektronika sebagai pembatas arus dalam suatu rangkaian elektronika. Resistor tetap dapat kita temui dalam beberpa jenis, seperti : 1. Metal Film Resistor 2. Metal Oxide Resistor 3. Carbon Film Resistor 4. Ceramic Encased Wirewound 5. Economy Wirewound 6. Zero Ohm Jumper Wire 7. S I P Resistor Network Resistor tidak tetap atau variable resistor terdiridari 2 tipe yaitu : 1. Pontensiometer, tipe variable resistor yang dapat diatur nilai resistansinya secara langsung karena telah dilengkapi dengan tuas kontrol. Potensiometer terdiri dari 2 jenis yaitu Potensiometer Linier dan Potensiometer Logaritmis Trimer Potensiometer, yaitu tipe variable resistor yang membutuhkan alat bantu (obeng) dalam mengatur nilai resistansinya. Pada umumnya resistor jenis ini disebut dengan istilah Trimer Potensiometer atau VR 24

22 Thermistor, yaitu tipe resistor variable yangnilairesistansinya akan berubah mengikuti suhu disekitar resistor. Thermistor terdiri dari 2 jenis yaitu NTC dan PTC. Untuk lebih detilnya thermistor akan dibahas dalam artikel yang lain. 2. LDR (Light Depending Resistor), yaitu tipe resistor variabel yang nilai resistansinya akan berubah mengikuti cahaya yang diterima oleh LDR tersebut Menghitung Nilai Resistor Nilai resistor dapat diketahui dengan kode warna dan kode huruf pada resistor. Resistor dengan nilai resistansi ditentukan dengan kode warna dapat ditemukan pada resistor tetap dengan kapasitas daya rendah, sedangkan nilai resistor yang ditentukan dengan kode huruf dapat ditemui pada resistor tetap daaya besar dan resistor variable Kode Warna Resistor Cicin warna yang terdapat pada resistor terdiri dari 4 ring 5 dan 6 ring warna. Dari cicin warna yang terdapat dari suatu resistor tersebut memiliki arti dan nilai dimana nilai resistansi resistor dengan kode warna yaitu : Gambar 2.13 kode warna resistor 1. Resistor dengan 4 cincin kode warna 25

23 Maka cincin ke 1 dan ke 2 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 3 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warnake 4 menunjukan nilai toleransi resistor. 2. Resistor dengan 5 cincin kode warna Maka cincin ke 1, ke 2 dan ke 3 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 4 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warna ke 5 menunjukan nilai toleransi resistor. 3. Resistor dengan 6 cincin warna Resistor dengan 6 cicin warna pada prinsipnya sama dengan resistor dengan 5 cincin warna dalam menentukan nilai resistansinya. Cincin ke 6 menentukan coefisien temperatur yaitu temperatur maksimum yang diijinkan untuk resistor tersebut Kode Huruf Resistor Resistor dengan kode huruf dapat kita baca nilai resistansinya dengan mudah karenanilia resistansi dituliskan secara langsung. Pad umumnya resistor yang dituliskan dengan kode huruf memiliki urutan penulisan kapasitas daya, nilai resistansi dan toleransi resistor. Kode huruf digunakan untuk penulisan nilai resistansi dan toleransi resistor. Kode Huruf Untuk Nilai Resistansi : 1. R, berarti x1 (Ohm) 2. K, berarti x1000 (KOhm) 3. M, berarti x (MOhm) Kode Huruf Untuk Nilai Toleransi : 1. F, untuk toleransi 1% 2. G, untuk toleransi 2% 3. J, untuk toleransi 5% 4. K, untuk toleransi 10% 5. M, untuk toleransi 20% Dalam menentukan suatu resistor dalam suatu rangkaian elektronika yang harus diingat selain menentukan nilai resistansinya adalah menentukankan kapasitas daya dan toleransinya. Hal ini berkaitan dengan harga jual resistor 26

24 dipasaran dan luas area yang dibutuhkan dalam meletakan resistor pada rangkaian elektronika. Untuk jenis-jenis resistor keperluan khusus dan resistor dengan karakteristik khusus akan dibahas dalam artikel lain. 2.8 Transistor Sebagai Saklar Transistor sebagai saklar adalah salah satu fungsinya sebagaimana saya jelaskan pada artikel sebelum ini. Prinsip kerja dari komponen ini yang difungsikan sebagai saklar ialah dengan mendapatkan manfaat dari cut-off dan kondisi jenuh dari transistor itu sendiri, yang mana kedua keadaan tersebut bisa didapat dgn mengatur besarnya arus yg melewati basis dari transistor. Saturasi atau disebut juga kondisi / keadaan jenuh akan didapat bila basis transistor dikasih arus yang cukup besar hingga transistor menjadi jenuh dan fungsinya menjadi saklar yang menutup. Sedangkan keadaan cut-off didapatkan apabila arus basisnya dilewati dengan arus yg amat kecil bahkan hampir nol amper, yang menjadikan transistor berfungsi sebagai saklar yg membuka. Bila dikaji lebih dalam lagi maka tiap jenis dan seri transistor mempunyai spesifikasi yg berlainan terhadap arus yg diperlukan hingga tercapainya keadaan cut-off dan jenuh. Walaupun berbeda, pada dasarnya sih tidak sangat jauh pebedaannya, kecuali pembuatannya dari bahan semi konduktor yg berbeda pula yaitu germanium atau silikon. Sebagaimana saya sebut diawal bahwa fungsi transistor sebagai saklar adalah salah satu dari fungsi-fungsinya, salah duanya adalah sebagai penguat. Transistor yang digunakan sebagai penguat akan bekerja dititik Q atau juga dikeadaan kerja transistornya. Bahasa sederhananya, diantara kondisi cut-off dan kondisi jenuhlah, titik Q itu berada dan membuat transisor berfungsi sebagai penguat kekurangan dan kelebihan dari Transistor Sebagai Saklar 1. kekurangan Penjelasan kekurangan dari saklar transistor ini adalah berdasar pengalaman pribadi, yaitu arus beban yang dapat bertahan disaklarkan itu jumlahnya kecil. Dengan demikian maka beban yang sesuai haruslah 27

25 terlebih dahulu dipilih dengan baik. Bila tidak dipilah maka resiko terjadinya kerusakan transistor akan besar, akibat dari berlebihnya dispasi daya yang ada. 2. Kelebihan kelebihannya komponen ini jika kita menggunakannya sebagai saklar, yaitu dapat difungsikan menjadi saklar dengan sangat cepat dan tidak adanya bouncing sebagaimana biasanya terjadi pada pensaklaran mekanik yang memakai relay. Lebih khusus lagi transistor ini sesuai buat pensaklaran pada rangkaian digital yg membutuhkan supply tegangan yang kecil, keakuratan dan kecepatan; karena tidak memakai alat-alat mekanik seperti pada saklar umumnya 2.9 selenoid doorlock Solenoid door lockadalah salah satu solenoid yang difungsikan khusus sebagai solenoid pengunci pintu secara elektrik. Solenoid ini mempunyai dua sistem kerja, yaitu Normaly Close(NC) dan Normaly Open(NO). Perbedaannya adalah jika cara kerja solenoid NC apabila diberi tegangan, maka solenoid akan memendek (terbuka) dan bila tidak diberi tegangan, maka solenoid akan memanjang (tertutup).begitu juga dengan cara kerja solenoid NO merupakan kebalikan dari solenoid NC. Door Lock Gambar 2.14 solenoid doorlock Pada umumnya solenoid doorlockmembutuhkan inputatau tegangan kerja sebesar 9-12V DC tetapi ada juga solenoid door lock yang 6V DC Solenoid door lock ini berfungsi sebagai aktuator. Didalam solenoid terdapat kawat yang 28

26 melingkar pada inti besi. Ketika arus listrik mengalir melalui kawat ini, maka terjadi medan magnet untuk menghasilkan energi yang akan menarik inti besi ke dalam. 29