PENGGUNAAN ADC (Analog to Digital Converter) 0804 PADA PERANCANGAN SENSOR INTENSITAS CAHAYA

Transkripsi

1 PENGGUNAAN ADC (Analog to Digital Converter) 0804 PADA PERANCANGAN SENSOR INTENSITAS CAHAYA Oleh : Angga Mouammar NIM Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan untuk memperoleh Gelar Sarjana Sains Terapan (SST) PROGRAM DIPLOMA-IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2007

2 ABSTRAK ADC (Analog to Digital Converter) adalah sebuah rangkaian elektronika yang dapat mengubah besaran analog menjadi besaran digital. Pada setiap sensor yang berbasis mikrokontroler (sebagai pusat pengolah data) diperlukan adanya rangkaian ADC (Analog to Digital Converter) untuk mengubah sinyal yang diterima oleh sensor untuk menjadi besaran digital supaya sinyal tersebut bisa diterjemahkan atau dibaca mikrokontroler. Sensor- sensor disini dapat berupa sensor suhu, sensor level, sensor tekanan, dan lain- lain. Pada perancangan ini ADC diperlukan untuk merubah besaran yang diterima sensor berupa LDR (Light Dependent Resistor) menjadi suatu besaran atau tegangan yang dapat dibaca. Maka untuk membaca besaran dari sensor tersebut diperlukanlah ADC (Analog to Digital Converter) Perbedaan warna cahaya akan menyebabkan perbedaan tegangan dan output pada ADC. Untuk itulah penulis mengambil judul Penggunaan ADC (Analog to Digital converter) 0804 pada Perancangan Sensor Intensitas Cahaya

3 KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, karena berkat rahmat dan hidayah-nya penulis dapat menyelesaikan Karya Akhir ini, yang merupakan salah satu persyaratan untuk menyelesaikan perkuliahan pada Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Industri Fakultas Teknik. Tak lupa selawat beriring salam penulis ucapkan kepada junjungan Nabi besar Muhammad SAW, yang mana telah membawa umatnya dari zaman jahilliyah menuju jaman islamiah yang penuh dengan ilmu pengetahuan seperti saat sekarang ini. Karya akhir ini ditulis berdasarkan penelitian dan percobaan langsung terhadap rangkaian yang telah diteliti dan dipelajari dari buku dan internet. Karya akhir ini penulis beri judul. Penggunaan ADC (Analog to Digital converter) 0804 pada Perancangan Sensor Intensitas Cahaya Selama berlangsungnya penulisan Karya Akhir ini hingga menyelesaikannya, penulis banyak mendapat bantuan dan dukungan serta masukan dalam penulisan Karya Akhir. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya serta ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Papa dan Mama serta seluruh keluarga yang senantiasa memberikan dukungan semangat dan materi serta mendoakan penulis. 2. Bapak Prof. Ir. M. Nawawiy Loebis, M.Phil, Phd. selaku Dekan Fakultas Teknik.

4 3. Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Baafai selaku Ketua Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Industri Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 4. Bapak Drs. Hasdari Helmi, MT. selaku Sekretaris Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Industri. 5. Bapak Ir. Mansyur, Msi. selaku dosen pembimbing Karya Akhir. 6. Seluruh staf pengajar serta pegawai administrasi pada Program Diploma IV Teknologi Instrumentasi Industri pada Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 7. Teman - teman angkatan 2002 khususnya Indra, Dedek, Yuliandra, Lany, Mia, Safwan, Faisal, Kurniadi, Riza dan lain-lain. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih belum sempurna adanya, karena masih banyak kekurangan baik dari segi ilmu maupun susunan bahasanya. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran demi menyempurnakan laporan ini. Akhir kata bantuan dan budi baik yang telah penulis dapatkan, menghaturkan terima kasih dan hanya ALLAH SWT yang dapat memberikan limpahan pahala yang setimpal. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan bagi penulis sendiri tentunya. Medan, Juli 2007 Penulis (ANGGA MOUAMMAR) NIM :

5 DAFTAR ISI Lembar Pengesahan Abstrak... i Kata Pengantar... ii Daftar Isi... iv Daftar Gambar... vi Daftar Tabel... viii Daftar Rumus... ix Daftar Lampiran... x BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Tujuan Karya Akhir Rumusan Masalah Batasan Masalah Metode Penulisan Sistematika Penulisan... 3 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Umum Resistor Resistor Linear Resistor Seri Resistor Paralel... 9

6 2.3. Kapasitor Filter RC Diode Zener LED (Light Emitting Diode) Trimpot (Trimmer Potensio) LDR (Light Dependent Resistor) IC Regulator (LM 7809 dan LM 7805) Komparator (Pembanding) ADC (Analog to Digital Converter) Intensitas Cahaya Mikrokontroler AT89S Struktur Memori Gerbang OR Gerbang NOR (Not OR) BAB III PERANCANGAN ALAT 3.1. Rangkaian ADC (Analog to Digital Converter) Rangkaian Sensor Intensitas Cahaya Rangkaian Seven Segmen Rangkaian Output LED BAB IV PEMBAHASAN RANGKAIAN ADC Pembahasan ADC (Analog to Digital Converter) Pegujian ADC (Analog to Digital Converter) Pengujian ADC 0804 tanpa Interface

7 dengan Mikrokontroler Pengujian ADC 0804 Inteface dengan Mikrokontroler Pengujian Sensor Intensitas Cahaya BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran Daftar Pustaka Lampiran

8 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Simbol untuk resistor linear... 6 Gambar 2.2. Sistem pemberian kode pita warna... 7 Gambar 2.3. Contoh kode warna resistor... 8 Gambar 2.4. Resistor hubungan seri... 9 Gambar 2.5. Resistor hubungan paralel Gambar 2.6. Simbol kapasitor nonelektrolitis Gambar 2.7. Simbol kapasitor elektrolitis Gambar 2.8. Kapasitor hubungan seri dan paralel Gambar 2.9. Nilai kapasitor tertera langsung Gambar Nilai kapasitansi dengan kode angka Gambar Filter RC Gambar Simbol LED Gambar Trimmer potensio Gambar LDR (Light Dependent Resistor) Gambar Bentuk fisik LM 7809 dan LM Gambar Blok diagram suatu pembanding tegangan Gambar Tegangan kesalahan (V error) dari pembanding Gambar IC ADC Gambar Operasi pengubah A/D jenis pendekatan berturut-turut Gambar Diagram balok sederhana untuk A/D jenis Gambar 2.21 Konfigurasi pin mikrokontroller AT89S5 pendekatan berturut-turut Gambar Struktur memori AT89S

9 Gambar Gerbang OR Gambar Gerbang NOR Gambar 3.1. Rangkaian skematik ADC (Analog to Digital Converter) Gambar 3.2. Pemberian tegangan refferensi Gambar 3.3. Rangkaian clock ADC Gambar 3.4. Frekuensi clock vs clock kapasitor Gambar 3.5. Rangkaian skematik Sensor LDR Gambar 3.6. Rangkaian Seven Segmen Gambar 3.7. Rangkaian output LED Gambar 4.1. Blok diagram ADC Gambar 4.2. Flowchart prinsip kerja ADC metode SAR sederhana Gambar 4.5. Pengujian ADC Gambar 4.6. Pengujian ADC 0804 tanpa Interface dengan Mikrokontroler Gambar 4.7. Pengujian ADC 0804 Interface dengan Mikrokontroler Gambar 4.8. Rangkaian Umum Sensor Intensitas Cahaya... 47

10 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Kode warna resistor... 7 Tabel 2.2. Tabel kebenaran gerbang OR Tabel 2.3. Tabel kebenaran gerbang NOR Tabel 4.1. Hasil pengujian ADC Tabel 4.2. Percobaan terhadap 5 buah LED berbeda warna Tabel 4.3. Percobaan terhadap 5 buah LED berbeda warna Tabel 4.4. Hasil pengujian lampu pijar

11 DAFTAR RUMUS Rumus 2.1. Persamaan Hukum Ohm... 5 Rumus 2.2. Persamaan Besar Daya... 7 Rumus 2.3. Persamaan Resistor dihubungkan Seri... 8 Rumus 2.4. Persamaan Arus pada Resistor Seri... 9 Rumus 2.5. Persamaan Resistor dihubungkan Paralel... 9 Rumus 2.6. Persamaan Arus total pada Resistor Paralel Rumus 2.7. Persamaan Tegangan pada resistor Paralel Rumus 2.8. Persamaan Kapasitansi Rumus 2.9. Persamaan Energi Yang Tersimpan Dalam Kapasitor Rumus Persamaan Arus Dioda Zener Maksimum Rumus Persamaan Flux Cahaya Rumus Persamaan Hukum Kuadrat Terbalik Rumus Bentuk lain dari Persamaan Hukum Kuadrat Terbalik Rumus 4.1. Persamaan Frekuensi Clock dari ADC... 35

12 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. ADC 0804 Lampiran 2. AT89S51. Lampiran 3. Light Dependent Resistor. Lampiran 4. IC Regulator LM 7809 dan LM Lampiran 5. Pemrograman bahasa Assembler AT89S51. Lampiran 6. Data lampu pijar.