BAB II LANDASAN TEORI DAN KERANGKA BERPIKIR

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI DAN KERANGKA BERPIKIR 2.1 Teori Rangkaian Sebelum pembahasan seluruh rancangan sensor suhu pada power amplifier VOR type AWA VRB 52D dengan tampilan LCD yang akan dibuat guna mengatasi pembahasan yang ada, pada bab ini penulis akan menguraikan beberapa teori yang berhubungan dengan rancangan ini untuk memudahkan dalam pembuatan dan penyusunannya Doppler VHF Omni-directional Range (DVOR). Doppler VHF Omni-directional Range (DVOR).sebagai suatu alat navigasi udara. DVOR adalah alatnavigasi udara yang berfungsi untuk memberikan informasi arah kepadapesawat udara terhadap suatu bandara dengan azimuth tertentu dari 0 derajat sampai kepada 360 derajatdalam bentuk display visual.daerah frekuensi kerja dari DVOR adalah 108Mhz-118Mhz. Gambar 2.1 Doppler VHF Omni-directional Range (DVOR). Pada DVOR ada dua jenis antenna yang pertama adalah antenna reference yang berada ditengah dan kedua antenna variable berjumlah 48 buah yang mengelilingi antenna reference tadi. Antenna Reference pada DVOR mengirimkan sinyal 30 Hz AM yang didapat dari RF carier yang termodulasi secara AM secara omnidirectional atau ke segala arah, dan sinyal kedua dari antenna variable sangat terarah yang disebarkan oleh antena array bertahap dan 6

2 berputar searah jarum jam di ruang 30 kali per detik sebesar 9660 Hz dengan kecepatan 1800 rpm sehingga menimbulkan modulasi frekuensi 30 Hz. Dengan mengacu pada arah utara sebagai nol derajat maka perbandingan fasa yang terjadi antara dua sinyal ini akan menghasilkan sebuah nilai pergeseran fasa antara master (reference) dan sekunder (variable). Pergeseran fase sinyal sekunder dengan master tadi akan menghasilkan sudut (bearing) ke pesawat dari stasiun. Bearing ini kemudian ditampilkan di kokpit pesawat, dan dapat digunakan untuk memperbaiki arah pesawat agar menuju ke stasiun DVOR. Pencampuran antara master dan sekunder tadi disebut dengan Space Modulation. Fungsi dari DVOR Gambar 2.2 Perbedaan Fasa 1. Homing yaitu sebagai penunjuk arah ke suatu bandara 2. En-Route yaitu sebagai penunjuk jalur penerbangan pesawat 3. Holding 7

3 Standar Penempatan VHF Omnidirectonal Radio Range 1. Penempatan Antenna dan Shelter lokasi penempatan antenna dan shelter peralatan DVOR di dalam area bandara harus memenuhi beberapa hal yaitu : o Jarak terhadap garis tengah ladasan pacu minimal 150 m o Jarak terhadap garis tepi taxway ke samping minimal 75 m o Ketinggian counter poise dan antenna tidak menjadi obstacle untuk pesawat 2. Penempatan antenna dan peralatan DVOR di luar area bandara o DVOR dipasang minimal sejauh 360m sampai 7NM dari treshold runway o Jika fungsinya sebagai En-Route ketinggiannya jga tidak boleh mengganggu IC LM35. Sensor suhu LM 35 berfungsi untuk mengubah besaran yang berupa suhu menjadi besaran elektris tegangan. Sensor ini memiliki parameter bahwa setiap kenaikan suhu 1 0 C maka tegangan keluarannya naik sebesar dengan batas maksimal keluaran sensor adalah 1,5V pada suhu C. VLM35 = Suhu 0 C x 10 mv. Jika suhu sekitar 35 0 C maka : (35 0 Cx10mV= 350mV atau 0,35V) IC LM 35 beroperasi pada suhu antara C C. IC LM 35 membutuhkan tegangan suplai antara 4V sampai dengan 30V. Secara umum fisik dari IC LM 35 sebagai berikut : Gambar 2.3 IC LM35 8

4 2.1.3 IC LM 331 LM 331 adalah komponen yang menyediakan metoda sederhana dan mudah untuk konversi dari analog ke digital. Mereka memiliki semua keunggulan yang ada dalam teknik konversi tegangan ke frekuensi. Keluaran LM 331 berupa rentetan denyut denyut dengan kejangkaan yang konstan. Frekuensi dengan denyut denyut berbanding lurus dengan tegangan yang dikenakan pada jalan masuk. Konvertor konvertor ini dirancang untuk konversi data yang berjelajahan lebar, dan dalam penerapan pengindraan dari jauh. Gambar 2.4 IC LM Exhaust Fan Exhaust Fan atau biasa dilafalkan eksos-fen adalah kipas sederhana yang berfungsi berbeda dengan kipas pada umumnya. Kipas yang kita kenal dan banyak digunakan di masyarakat adalah kipas angin yang berfungsi untuk meniupkan angin ke arah depan. Dengan demikian kita akan merasakan tiupan angin yang akan menjadi penetralisir udara panas, terutama dikala terik. Berbeda dengan Exhaust Fan (EF) yang justru berfungsi terbalik dengan kipas angin pada umumnya (walaupun sebenarnya EF justru dapat meniupkan angin ke dua arah, depan dan belakang). Fungsi dasar EF adalah meniupkan udara ke arah belakang, dapat juga disebut sebagai menghisap udara. Gambar 2.5 Exhaust Fan 9

5 2.1.5 LCD (Lyquid Crystal Display) 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 cahayayang melaluinya.teknologi yang ditemukan semenjak tahun 1888 ini, merupakan pengolahan kristal cair merupakan cairan kimia, di mana 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. Gambar 2.6 LCD 16 X Relay. Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 ma mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A. 10

6 Gambar 2.7 Simbol dan bentuk Relay. Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu : 1. Electromagnet (Coil) 2. Armature 3. Switch Contact Point (Saklar) 4. Spring Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian Relay : Gambar 2.8 Struktur fisik relay. 11

7 Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu : Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup) Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka) Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil. Karena Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, maka istilah Pole dan Throw yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai Istilah Pole and Throw : Pole : Banyaknya Kontak (Contact) yang dimiliki oleh sebuah relay Throw : Banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah Kontak (Contact) Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay dapat digolongkan menjadi : Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4 Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil. Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5 Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil. 12

8 Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6 Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil. Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2 pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Selain Golongan Relay diatas, terdapat juga Relay-relay yang Pole dan Throw-nya melebihi dari 2 (dua). Misalnya 3PDT (Triple Pole Double Throw) ataupun 4PDT (Four Pole Double Throw) dan lain sebagainya. Untuk lebih jelas mengenai Penggolongan Relay berdasarkan Jumlah Pole dan Throw, silakan lihat gambar dibawah ini : Gambar 2.9 Penggolongan relay Beberapa fungsi Relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan Elektronika diantaranya adalah : Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function) 13

9 Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay Function) Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan rendah. Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat (Short) IC Pengatur Tegangan Untuk mendapatkan tegangan DC yang mendekati tegangan DC murni, output dari penyearah yang telah diratakan dengan kapasitor tetapi masih mempunyai tegangan kerut atau tegangan ripple yang besar, maka dapat diperbaiki lagi dengan menggunakan rangkaian pengatur tegangan. Rangkaian pengatur berbentuk rangkaian terpadu (IC) dengan tiga kaki atau terminal. Misalnya, seri LM 78XX. IC regulator seri LM 78XX, angka 78 menunjukkan bahwa keluarannya adalah positif, sedangkan angka XX yaitu angka yang menunujukkan besarnya keluaran, misalnya, LM 7805, berarti keluarannya adalah positif 5 Volt. Gambar 2.10 Bentuk IC regulator 14

10 IC Regulator GND Gambar 2.11 Simbol IC Pengatur Tegangan Tiga Terminal Mikrokontroler AT8S51 Mikrokontroller merupakan suatu komponen elektronika yang didalamnya terdapat rangkaian mikroprosesor, memori (RAM/ROM) dan I/O (Input/Output), rangkaian tersebut terdapat dalam level chip atau biasa disebut single chip microcomputer. Pada mikrokontroller sudah terdapat komponen komponen mikroprosesor dengan bus bus internal yang saling berhubungan. Komponen komponen tersebut adalah RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), timer, komponen I/O paralel dan serial, dan interrupt kontroller. Adapun keunggulan dari Mikrokontroler adalah adanya sistem interrupt. AT89S51 merupakan salah satu tipe mikrokontroller yang memiliki beberapa sifat umum sebagai berikut: - Kompatibel dengan keluarga mikrokontroller MCS51. - Bekerja pada tegangan kerja 4-5 volt dan pada rentang frekuensi 0-33 Mhz. - 4 Kbyte flash memory, dengan kemampuan 1000 kali baca/tulis. - 3 level penguncian program memori x8 bit internal RAM. - dua buah 16 timer/counter. - Enam buah sumber interrupt jalur I/O yang dapat diprogram - Saluran Full-Duplex serial UART. - Dual data pointer. - Mode pemrograman ISP yang sangat fleksibel (Byte dan Page Mode). 15

11 AT89S51 Gambar 2.12 Bentuk Fisik IC AT89S51 PDIP 40 Kaki Fungsi dari tiap-tiap kaki AT89S51 adalah sebagai berikut: - Kaki 1 sampai 8 Ini adalah port 1 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit dua arah. Dengan internal pull-up yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan. Pada port ini juga digunakan sebagai saluran alamat pada saat pemograman dan verifikasi. - Kaki 9 (Reset) Merupakan masukan reset (aktif tinggi), pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan me-reset mikrokontroler ini. - Kaki 10 sampai 17 Ini adalah port 3 merupakan saluran/bus I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up yang memiliki fungsi pengganti. Bila fungsi pengganti tidak dipakai, maka ini dapat digunakan sebagai port paralel 8 bit serbaguna. Selain itu sebagian dari port 3 dapat berfungsi sebagai sinyal kontrol pada saat proses pemrograman dan verifikasi. - Kaki 18 dan 19 Ini merupakan masukan ke penguat osilator berpenguat tinggi. Pada Mikrokontroler ini memiliki seluruh rangkaian osilator yang diperlukan pada serpih yang sama (on chip) kecuali rangkaian kristal yang mengendalikan frekuensi osilator. Karenanya 18 dan 19 sangat diperlukan untuk dihubungkan dengan kristal. Selain itu XTAL 1 dapat juga sebagai input untuk inverting 16

12 oscilator amplifier dan input ke rangkaian internal clock sedangkan XTAL 2 merupakan output dari inverting oscilator amplifier. - Kaki 20 Merupakan ground sumber tegangan yang diberi simbol GND. - Kaki 21 sampai 28 Ini adalah port 2 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-ups. Saat pengambilan data dari program memori eksternal atau selama mengakses data memori eksternal yang menggunakan alamat 16 bit DPTR), port 2 berfungsi sebagai saluran/bus alamat tinggi (A8 A15). Sedangkan pada saat mengakses ke data memori eksternal yang menggunakan alamat 8 bit R1), port 2 mengeluarkan isi dari P2 pada Special Function Register. - Kaki 29 Program Store Enable (PSEN) merupakan sinyal pengontrol untuk mengakses program memori eksternal masuk ke dalam bus selama proses pemberian/pengambilan instruksi (fetching). - Kaki 30 Address Latch Enable (ALE)/PROG merupakan penahan alamat memori eksternal (pada port 1) selama mengakses ke memori eksternal. Penahan ini juga sebagai pulsa/sinyal input pemograman (PROG) selama proses pemograman. - Kaki 31 External Access Enable (EA) merupakan sinyal kontrol untuk pembacaan memori program. Apabila diset rendah (Low) maka Mikrokontroler akan melaksanakan seluruh instruksi dari memori program eksternal, sedangkan apabila diset tinggi (High) maka Mikrokontroler akan melaksanakan instruksi dari memori program internal ketika isi program counter kurang dari ini juga berfungsi sebagai tegangan pemograman (VPP = +12V) selama proses pemograman. - Kaki 32 sampai 39 Ini adalah port 0 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit open collector, dapat juga digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya akses ke memori program eksternal. Pada saat proses pemograman dan verifikasi 17

13 port 0 digunakan sebagai saluran/bus data. External pull-ups diperlukan selama proses verifikasi. - Kaki 40 Merupakan positif sumber tegangan yang diberi simbol VCC. Tabel 2.1. Fungsi pengganti dari port 3 Bit Nama Fungsi Alternatif P3.0 RXD Untuk menerima data port serial P3.1 TXD Untuk mengirim data port serial P3.2 INT0 Interupsi eksternal 0 P3.3 INT1 Interupsi eksternal 1 P3.4 T0 Input Eksternal waktu/pencacah 0 P3.5 T1 Input Eksternal waktu/pencacah 1 P3.6 WR Jalur menulis memori data eksternal P3.7 RD Jalur membaca memori data eksternal strobe Perangkat Lunak (Software) Mikrokontroler AT89S51 Perangkat lunak (software) ini berguna untuk mendukung perangkat keras (hardware) agar dapat bekerja dengan normal. Di dalamnya terdapat perintah atau instruksi penyusun program yang nantinya akan dijalankan oleh hardware.dalam mikrokontroler terdapat banyak deretan bit 1 dan 0 yang memiliki arti sangat penting, karena merupakan sumber informasi yang tersimpan dalam memori dan diproses dalam mikrokontroler tersebut. Karena dalam pelaksanaannya bit-bit tersebut susah dihafalkan, maka dibuatlah bahasa rakitan (assembly), dan merupakan bahasa yang dipakai dalam menulis program sumber pada mikrokontroler. Program sumber assembly ini berupa kumpulan baris-baris perintah yang ditulis pada perangkat lunak teks editor semisal Notepad ataupun Editor DOS. 18

14 2.2 Kerangka Berpikir Kinerja suatu peralatan navigasi ditentukan oleh bagaimana cara pengoperasian dan sistem pemeliharaan peralatan tersebut. Seorang teknisi bukan hanya bertugas memperbaiki peralatan navigasi dibandar udara tetapi juga memelihara peralatan navigasi Pemeriksaan harian ini bertujuan untuk mengetahui kondisi peralatan DVOR, kondisi temperatur peralatan dan khususnya pada power amplifier sangat mempengaruhi cara kerja peralatan DVOR. Batas maksimal suhu pada DVOR yaitu 60 0 C. Jika suhu pada power amplifier DVOR melebihi dari batas maksimal maka power amplifier sudah tidak dapat bekerja. Dari permasalahan yang ada penulis ingin merancang suatu alat yang dapat mengukur suhu secara realtime pada blok power amplifier DVOR dan merespon jika perangkat telah mencapai suhu 44 derajat Celsius dengan cara menghidupkan kipas. 19