BAB 2 LANDASAN TEORI. (hardware) yang dapat mengolah data, menghitung, mengingat dan mengambil

Transkripsi

1 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Perangkat Keras Dalam merancang sebuah peralatan yang cerdas, diperlukan suatu perangkat keras (hardware) yang dapat mengolah data, menghitung, mengingat dan mengambil pilihan. Mikrokontroler merupakan salah satu jawabannya. Vendor dari mikrokontroler ini ada beberapa macam, diantaranya yang paling terkenal adalah Atmel, Motorola dan Siemens Mikrokontroler AT98S52 Mikrokontroler, sebagai suatu terobosan teknologi mikrokontroler dan mikrokomputer, hadir memenuhi kebutuhan pasar (market need) dan teknologi baru. Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang kecil serta dapat diproduksi secara massal (dalam jumlah banyak) sehingga harga menjadi lebih murah (dibandingkan mikroprosesor). Sebagai kebetuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk

2 memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat bantu dan mainan yang lebih canggih. Ilustrasi yang mungkin bisa memberikan gambaran yang jelas dalam penggunaan mikrokontroler adalah aplikasi mesin tiket dalam arena permainan yang saat ini terkenal di Indonesia. Jika kita sudah selesai bermain, maka akan diberikan suatu nilai, nilai inilah yang menentukan berapa jumlah tiket yang bisa diperoleh dan jika dikumpulkan dapat ditukar dengan berbagai macam hadiah. Sistem tiket ini ditangani dengan mikrokontroler, karena tidak mungkin menggunakan komputer PC yang harus dipasang di samping (atau di belakang) mesin permainan yang bersangkutan. Selain sistem tiket, kita juga dapat menjumpai aplikasi mikrokontroler dalam bidang pengukuran jarak jauh atau yang dikenal dengan sistem telemetri. Misalnya pengukuran disuatu tempat yang membahayakan manusia, maka akan lebih nyaman jika dipasang suatu sistem pengukuran yang bisa mengirimkan data lewat pemancar dan diterima oleh stasiun pengamatan dari jarak yang cukup aman dari sumbernya. Sistem pengukuran jarak jauh ini jelas membutuhkan suatu sistem akuisisi data sekaligus sistem pengiriman data secara serial (melalui pemancar), yang semuanya itu dapat diperoleh dari mikrokontroler yang digunakan.

3 Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka dan lain sebagainya), mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM-nya. Pada sistem komputer RAM dan ROM-nya besar. Sedangkan pada mikrokontroler ROM dan RAM-nya terbatas. Pada mikrokontroler AT89S52 ROM atau flash PEROM berukuran 2 kilo byte, sedangkan RAM-nya berukuran 128 byte Konstruksi AT89S52 Mikrokontroler AT89S52 hanya memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor dan 1 kristal serta catu daya 5 Volt. Kapasitor 10 mikro-farad dan resistor 10 Kilo Ohm dipakai untuk membentuk rangkaian reset. Dengan adanya rangkaian reset ini AT89S52 otomatis direset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan frekuensi maksimum 24 MHz dan kapasitor 30 piko-farad dipakai untuk melengkapi rangkaian oscilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja mikrokontroler. Memori merupakan bagian yang sangat penting pada mikrokontroler. Mikrokontroler memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda.

4 Read Only Memory/ROM (memori pembaca) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Sesuai dangan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpanan progam ini dinamakan sebagai memori program. Random Access Memori/RAM isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat progam bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data. Ada berbagai jenis ROM. Untuk mikrokontroler dengan progam yang sudah baku dan diproduksi secara masal, progam diisikan ke dalam ROM pada saat IC mikrokontroler dicetak di pabrik IC. Untuk keperluan tertentu mikrokontroler mengunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang disingkat menjadi PEROM atau PROM. Dulu banyak dipakai UV-EPROM (Ultra Violet Eraseable Progamble ROM) yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah. Jenis memori yang dipakai untuk Memori Program AT89S52 adalah Flash PEROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89S52 Flash PEROM Programmer (pemograman AT89S52 flash PEROM).

5 Memori Data yang disediakan dalam chip AT89S52 sebesar 128 byte, meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah cukup. Sarana Input/Ouput yang disediakan cukup banyak dan bervariasi. AT89S52 mempunyai 32 jalur Input/Ouput. Jalur Input/Ouput paralel dikenal sebagai Port 1 (P1.0..P1.7) dan Port 3 (P3.0..P3.5 dan P3.7). AT89S52 dilengkapi UART (Universal Asyncronous Receiver/Transmiter) yang biasa dipakai untuk komunikasi data secara seri. Jalur untuk komunikasi data seri (RXD dan TXD) diletakan berhimpitan dengan P3.0 dan P3.1 di kaki nomor 10 dan 11, sehingga kalau sarana input/ouput yang bekerja menurut fungsi waktu. Clock penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari oscillator kristal atau clock yang diumpan dari luar lewat T0 dan T1. T0 dan T1 berhimpitan dengan P3.4 dan P3.5, sehingga P3.4 dan P3.5 tidak bisa dipakai untuk jalur input/ouput parelel kalau T0 dan T1 dipakai. AT89S52 mempunyai enam sumber pembangkit interupsi, dua diantaranya adalah sinyal interupsi yang diumpankan ke kaki INT0 dan INT1. Kedua kaki ini berhimpitan dengan P3.2 dan P3.3 sehingga tidak bisa dipakai sebagai jalur input/output parelel kalau INT0 dan INT1 dipakai untuk menerima sinyal interupsi.

6 Port1 dan 2, UART, Timer 0,Timer 1 dan sarana lainnya merupakan register yang secara fisik merupakan RAM khusus, yang ditempatkan di Special Functoin Regeister /SFR (Register Fungsi Khusus) SFR (Register Fungsi Khusus ) Pada Keluarga 51 SFR (Register Fungsi Khusus) adalah memori yang berisi register-register yang mempunyai fungsi-fungsi khusus yang disediakan oleh mikrokontroler tersebut, seperti timer, serial dan lain-lain. AT89S52 mempunyai 21 Special Function Register yang terletak antara alamat 80H hingga FFH. Sekumpulan SFR (Register Fungsi Khusus) yang terdapat pada Mikrokontroler Atmel Keluarga 51 ditunjukan pada tabel 2.1, pada bagian sisi kiri dan kanan dituliskan alamat-alamatnya dalam format heksadesimal. Tidak semua alamat pada SFR digunakan, alamat-alamat yang tidak digunakan diimplementasikan pada chip. Jika dilakukan usaha pembacaan pada alamat-alamat yang tidak terpakai tersebut akan menghasilkan data acak dan penulisannya tidak menimbulkan efek sama sekali. Pengguna perangkat lunak sebaiknya jangan menuliskan 1 pada lokasi-lokasi tak bertuan tersebut, karena dapat digunakan untuk mikrokontroler generasi selanjutnya. Dengan demikian, nilai-nilai reset atau non-aktif dari bit-bit baru ini akan

7 selalu 0 dan nilai aktifnya adalah 1. Berikut akan dijelaskan secara singkat SFR- SFR beserta fungsinya: Tabel 2.1. Peta Register Fungsi Khusus SFR (Special Function Register) a. Akumulator ACC atau akumulator yang menempati lokasi E 0h digunakan sebagai register untuk penyimpanan data sementara, dalam program, instruksi mengacunya sebagai register A (bukan ACC). b. Register B

8 Register B (lokasi D 0h) digunakan selama operasi perkalian dan pembagian, untuk instruksi lain dapat diperlakukan sebagai register scratch pad ( papan coret-coret ) lainnya. c. Program Status Word (PSW) Register PSW (lokasi D 0h) mengandung informasi status program. d. Stack Pointer Register SP atau Stack Pointer (lokasi 81h) merupakan register dengan panjang 8-bit, digunakan dalam proses simpan menggunakan instruksi PUSH dan CALL.. Walaupun Stack bisa menempati lokasi dimana saja dalam RAM, register SP akan selalu diinisialisasi ke 07h setelah adanya reset, hal ini menyebabkan stack berawal di lokasi 08h. e. Data Pointer Register Data Pointer atau DPTR mengandung DPTR untuk byte tinggi (DPH) dan byte rendah (DPL) yang masing-masing berada dilokasi 83h dan 82h, bersama-sama membentuk register yang mampu menyimpan alamat 16-bit. Dapat dimanipulasi sebagai register 16-bit atau ditulis dari/ke port, untuk masing-masing Port 0,Port 1, Port2 dan Port 3.

9 f. Serial Data Buffer SBUF atau Serial Data Buffer (lokasi 99h) sebenarnya terdiri dari dua register yang terpisah, yaitu register penyangga pengirim (transmit buffer) dan penyangga penerima (receive buffer). Pada saat data disalin ke SBUF, maka data sesungguhnya dikirim ke penyangga pengirim dan sekaligus mengawali transmisi data serial. Sedangkan pada saat data disalin dari SBUF, maka sebenarnya data tersebut berasal dari penyangga penerima. g. Time Register Pasangan register (TH0, TL0) dilokasi 8Ch dan 8Ah,(TH1, TL1) dilokasi 8Dh dan 8Bh serta (TH2, TL2) dilokasi CDh dan CCH merupakan register-register pencacah 16-bit untuk masing-masing Timer 0, Timer 1 dan Timer 2. h. Capture Register Pasangan register (RCAP2H, RCAP21) yang menempati lokasi CBh dan CAh merupakan register capture untuk mode Timer 2 capture. Pada mode ini, sebagai tanggapan terjadinya suatu transisi sinyal di kaki (pin) T2EX (pada AT89C52/55), TH2 dan TL2 disalin masing-masing ke RCAP2H dan RCAP2L. Timer 2 juga memiliki mode isi-ulang-otomatis 16-bit dan RCAP2H serta RCAP2L digunakan untuk menyimpan nilai isi-ulang tersebut. i. Kontrol Register

10 Register-register IP, IE, TMOD, TCON, T2CON, T2MOD, SCON dan PCON berisi bit-bit kontrol dan status untuk sistem interupsi, pencacah/pewaktu dan port serial. Berikut ini merupakan spesifikasi dari IC AT89S52 : 1. Kompatible dengan produk MCS Delapan K byte In-Sistem Reprogammable Flash Memory 3. Daya tahan 1000 kali baca/tulis 4. Tegangan kerja 4,0 volt sampai 5,5 volt 5. Fully Static Operation : 0 Hz sampai 33 MHz 6. Tiga level kunci memori progam x 8 bit RAM internal jalur input/output (I/O) 9. Dua 16 bit Timer/Counter 10. Enam sumber interupt (2 timer, 2 counter, 1 serial, 1 reset) 11. Jalur serial dengan UART

11 Konfigurasi dan Fungsi Kaki Pin AT89S52 Mikrokontroler AT89S52 mempunyai 40 kaki, 32 kaki diantaranya adalah kaki untuk keperluan Port paralel. Satu Port paralel terdiri dari 8 kaki, dengan demikian 32 kaki tersebut membentuk 4 buah Port paralel. Berikut adalah gambar konfigurasi pin mikrokontroler AT89S52 : Gambar 2.1. Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52

12 Pada Gambar 2.1. terlihat bahwa AT89S52 mempunyai 4 buah port paralel, yang masing-masing dikenal dengan Port 0, Port 1, Port 2, dan Port 3. Nomor dari masing-masing jalur (kaki) dari Port paralel mulai dari 0 sampai 7, jalur pertama Port 0 disebut sebagai P0.0 dan jalur terakhir untuk Port 3 adalah P3.7. Tabel 2.2 Fungsi Pada Masing Masing Pin Mikrokontroler AT89S52 Nomor Nama Pin Alternatif Keterangan Pin 20 GND Ground 40 VCC Power Supply P0.7...P0.0 D7 D0 & A7 A0 1. Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa, low order multiplex address/data ataupun menerima kode byte pada saat Flash Programming. 2. Pada fungsi sebagai I/O biasa port ini dapat memberikan output sink kedelapan buah TTL Input atau dapat diubah sebagai input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut. 3. Pada fungsi sebagai low order multiplex address/data port ini akan mempunyai internal pull up. 4. Pada saat Flash Programming

13 diperlukan external pull up terutama pada saat verifikasi program. 1 8 P1.0...P Port 1 berfungsi sebagai I/O biasa atau menerima low order address bytes selama pada saat Flash Programming. 2. Port ini mempunyai internal pull up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika Sebagai output port ini dapat memberikan output sink keempat buah input TTL P2.0 P2.7 A8 A15 1. Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau high order address, pada saat mengakses memori secara 16 bit Dptr). 2. Pada saat mengakses memori secara 8 bit Rn), port ini akan mengeluarkan isi dari P2 Special Function Register. 3. Port ini mempunyai internal pull up dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika Sebagai output, port ini dapat memberikan output sink keempat buah input TTL.

14 Port 3 P3.0 RXD Sebagai I/O biasa Port 3 mempunyai sifat yang sama dengan Port 1 maupun Port 2. Sedangkan sebagai fungsi special port-port ini mempunyai keterangan sebagai berikut: Port Serial Input 11 P3.1 TXD Port Serial Output 12 P3.2 INT0 Port External Interrupt 0 13 P3.3 INT1 Port External Interrupt 1 14 P3.4 T0 Port External Timer 0 Input 15 P3.5 T1 Port External Timer 1 Input 16 P3.6 WR External Data Memory Write Strobe 17 P3.7 RD External Data Memory Read Strobe 9 RST Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle. 30 ALE PROG 1. Pin ini dapat berfungsi sebagai Address Latch Enable (ALE) yang me-latch low byte address pada saat mengakses memori eksternal. 2. Sedangkan pada saat Flash Programming (PROG) berfungsi sebagai pulse input, pada operasi normal ALE akan mengeluarkan sinyal clock sebesar 1/16 frekuensi oscillator kecuali pada saat mengakses memorieksternal. Sinyal clock pada pin ini dapat pula di-disable dengan men-

15 set bit 0 dari Special Function Register di alamat 8EH. 3. ALE hanya akan aktif pada saat mengakses memori eksternal (MOVX & MOVC). 29 PSEN Pin ini berfungsi pada saat mengeksekusi program yang terletak pada memori ekternal. PSEN akan aktif dua kali setiap cycle. 31 EA VP 1. Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroller akan menjalankan program yang ada pada memori eksternal setelah di-reset. 2. Jika berkondisi high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan program yang ada pada memori internal. 3. Pada saat Flash Programming, pin ini akan mendapatkan tegangan 12 Volt (VP). 19 XTAL 1 Input Oscillator 18 XTAL 2 Output Oscillator 2.2 Perangkat Lunak

16 Dalam merancang suatu program mikrokontroler dibutuhkan suatu software yang dapat menulis program dan mengubahnya menjadi bilangan heksadesimal. Untuk menulis program dapat digunakan Software 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE). Untuk men-download program heksadesimal ke dalam mikrokontroler dapat digunakan Software Downloader (ISP Flash Programmer 3.0a) Instruksi Instruksi AT89S52 Beberapa instruksi yang sering digunakan dalam pemrograman IC mikrokontroler AT89S52 antara lain adalah: 1. Mov Merupakan perintah yang berfungsi untuk mengisikan suatu alamat atau nilai suatu alamat ke alamat tertentu. Contohnya Mov p0,#0ffh yang berarti mengisikan port 0 dengan harga ff heksadesimal. Sehingga nilai yang terdapat pada port 0 menjadi ff heksadesimal. 2. Setb Setbit merupakan perintah yang berfungsi memberikan nilai high atau 1 kepada alamat yang dituju. Contohnya Setb p2.0 yang berarti memberikan nilai high pada port 2.0 sehigga port 2.0 akan selalu bernilai high.

17 3. Clr Clear merupakan perintah yang berfungsi memberikan nilai low atau 0 pada alamat yang dituju. Contohnya Clr p2.4 yang berarti memberikan nilai low pada port 2.4 sehigga port 2.4 akan selalu bernilai low. 4. Bit Merupakan perintah yang berfungsi untuk mengenalkan suatu port terhadap suatu pengenalan port. Contohnya Tombol_1 bit p2.2 yang berarti tombol1 terletak atau terhubung ke port Equ Equvalen merupakan perintah yang berfungsi untuk menyamakan suatu pengenalan nilai dengan nilai tertentu. Contohnya Bilangan_0 equ 88h yang berarti nilai 88h merupakan nilai dari bilangan Jb Jump if bit merupakan perintah yang berfungsi untuk membandingkan nilai disampingnya dengan nilai high, jika nilainya high, maka program akan lompat kealamat yang ada disamping kanan. Misalnya Jb Tombol_0,Cek_Tombol_1 yang berarti mikrokontroler akan membandingkan nilai tombol 1 high atau low, jika high maka program akan lompat ke alamat cek tombol 1, tetapi jika bernilai low, maka program akan melaksanakan perintah yang ada dibawahnya. 7. Acall merupakan perintah yang berfungsi untuk memanggil alamat yang terletak di sampingnya. Misalnya Acall Isi_0 yang berarti memanggil rutin isi 0, sehingga perintah yang ada pada rutin isi 0 yang akan dikerjakan.

18 8. Sjmp merupakan perintah yang berfungsi untuk lompat kealamat yang ada disampingnya sebesar 2 kilo byte. Misalnya Sjmp Mulai yang berarti program akan lompat ke rutin mulai. 9. Ljmp merupakan perintah yang berfungsi untuk lompat kealamat yang ada disampingnya sebesar 8 kilo byte. Misalnya Ljmp Starter yang berarti program akan lompat ke rutin starter. 10. Jnb Jump if not bit merupakan perintah yang berfungsi untuk membandingkan nilai disampingnya dengan nilai low, jika nilainya low, maka program akan lompat kealamat yang ada disamping kanan. Misalnya Jnb Tombol_Reset,Kembali yang berarti mikrokontroler akan membandingkan nilai tombol reset high atau low, jika low maka program akan lompat ke alamat kembali, tetapi jika bernilai high, maka program akan melaksanakan perintah yang ada dibawahnya. 11. Cjne Compare jump if not equal merupakan perintah yang berfungsi untuk membandingkan alamat yang disampingnya dengan harga tertentu. Misalnya Cjne a,#1,kembali yang berarti membandingkan harga yang ada pada akumulator a dengan harga 1, jika sama maka program akan dilanjutkan ke perintah yang ada dibawahnya. Tetapi jika tidak sama maka program akan lompat ke rutin kembali.

19 12. Div Merupakan perintah yang berfungsi membagi nilai suatu akumulator. Misalnya Div ab yang berarti membagi nilai akumulator a dengan akumulator b. Jika nilai akumulator a adalah 25 dan akumulator b 10, maka hasilnya pada akumulator a adalah 2 dan pada akumulator b adalah Inc Merupakan perintah yang berfungsi menambahkan nilai 1 suatu akumulator atau register yang dituju. Misalnya Inc r0 yang berarti menambahkan nilai register 0 dengan nilai Dec Merupakan perintah yang berfungsi mengurangi nilai 1 suatu akumulator atau register yang dituju. Misalnya Dec r0 yang berarti mengurangi nilai register 0 dengan nilai Anl Merupakan perintah yang berfungsi untuk mengalikan suatu akumulator dengan logika and. Misalnya Anl a,#80h yang berarti mengalikan akumulator a dengan nilai 80h dengan cara logika and. 16. Djnz Decrement jump if not zero merupakan perintah yang berfungsi untuk mengurangi nilai register yang ada disampingnya denag nilai 1. Misalnya Djnz r6,tnd yang berarti mengurangi nilai yang terdapat pada register 6 dengan nilai 1, misalnya nilai register 6 bernilai 10 maka ketika mendapat perintah djnz maka nilai yang ada pada register 6 menjadi 9, jika belum bernilai 0 maka perogram akan lompat ke rutin tnd.

20 17. Ret Return merupakan perintah yang berfungsi untuk kembali ke pemanggil. 18. End merupakan perintah yang berfungsi untuk mengakhiri program Software 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE) Instruksi-instruksi yang merupakan bahasa assembly tersebut dituliskan pada sebuah editor, yaitu 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE). Tampilannya seperti ini: Gambar Editor, Assembler, Simulator (IDE) Setelah program selesai ditulis, kemudian di-save (disimpan) dan kemudian di- Assemble (di-compile). Pada saat di-assemble akan tampil pesan peringatan dan

21 kesalahan. Jika masih ada kesalahan atau peringatan, itu berarti ada kesalahan dalam penulisan perintah atau ada nama subrutin yang sama, sehingga harus diperbaiki terlebih dahulu sampai tidak ada pesan kesalahan lagi. Software 8051 IDE ini berfungsi untuk merubah program yang kita tuliskan ke dalam bilangan heksadesimal, proses perubahan ini terjadi pada saat peng-compile-an. Bilangan heksadesimal inilah yang akan dikirimkan ke mikrokontroler Software Downloader Untuk mengirimkan bilangan-bilangan heksadesimal ini ke mikrokontroller digunakan software ISP- Flash Programmer 3.0a yang dapat didownload dari internet. Tampilannya seperti gambar di bawah ini:

22 Gambar 2.3 ISP- Flash Programmer 3.0a Cara menggunakannya adalah dengan meng-klik Open File untuk mengambil file heksadesimal dari hasil kompilasi 8051IDE, kemudian klik Write untuk mengisikan hasil kompilasi tersebut ke mikrokontroler. 2.3 Sensor Temperatur (LM 35) LM 35 adalah jenis sensor temperatur dengan rangkaian ketetapan yang terintegerasi dan tegangan outputnya secara linier proposional terhadap derajat celcius ( o C), keuntungannya melebihi sensor temperatur yang dikalibrasi oleh satuan Kelvin serta output impedansi yang rendah. LM 35 mempermudah dalam pembacaan pengendalian rangkaian, ini biasa digunakan dengan catu daya tunggal (single) atau dengan supply plus dan minus (V in sebesar 5V). Pada tugas proyek ini sensor yang digunakan adalah sensor temperatur umum seperti terlihat pada gambar 2.3. (a). (a) (b)

23 Gambar 2.4 (a) Sensor Temperatur Umum (+2 o C sampai +150 o C) (b) Sensor Temperatur Dengan Rentang Penuh (-55 o C o C) Keuntungan menggunakan LM 35 adalah : - Dikalibrasi langsung pada derajat celcius ( o C). - Skala faktor linier + 10,0 mv/ o C LM 35 akan merubah temperatur yang diterimanya menjadi tegangan, yaitu 10 mv/ 0 C, yang berati bahwa setiap terjadi kenaikan temperatur 1 0 C, maka output dari LM 35 akan naik 10 mv. - Jaminan akurasi 0,5 o C (pada +25 o C). - Berkisar antara -55 o C o C. - Arus kurang dari 2μA - Beroperasi dari 4V sampai 30V. - Pemanasan rendah 0,08 o C - Tipe non linier hanya ±1 4 C - Harga murah. Ada beberapa jenis LM 35 yang terdapat di pasaran antara lain : - LM 35, LM 35A berkisar antara -55 o C o C. - LM 35C, LM 35CA berkisar antara -40 o C o C.

24 - LM 35D berkisar antara 0 o C o C. 2.4 ADC(Analog to Digital Converter atau Pengubah Sinyal Analog ke Digital) ADC digunakan sebagai rangkaian yang mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. Hal yang paling penting dalam suatu rangkaian ADC adalah resolusi, yaitu besaran analog terkecil yang masih dapat dikonversi menjadi satuan digital, yaitu : Resolusi (r) = 1 2 n. Vref... (2.1) dimana ; n adalah banyaknya bit ADC dan Vref adalah tegangan referensi yang digunakan. Data-data digital yang dihasilkan ADC hanyalah merupakan pendekatan proporsional terhadap masukan analog. Hal ini karena tidak mungkin melakukan konversi secara sempurna berkaitan dengan kenyataan bahwa informasi digital berubah dalam step-step, sedangkan analog berubahnya secara kontiniu. ADC 0804 dapat mentransformasikan sebuah tegangan analog menjadi sebuah angka dalam bentuk bilangan biner 8 bit. Jumlah bit yang dihasilkan, didapat dari hasil pengkonversian tegangan yang biasanya besar tegangan tersebut antara 0 volt sampai dengan +5 volt. Dengan demikian, apabila kita memasukan sebuah tegangan

25 antara 0 volt sampai dengan 5 volt pada sebuah ADC 8 bit maka setelah proses konversi akan menghasilkan sebuah kombinasi bilangan biner yang ditunjukkan dengan bilangan biner antara 0 sampai dengan 255. Metode ADC yang digunakan dalam konversi analog ke digital adalah metode aproksimasi berturut-turut, pada keluaran digital ke analog menggerakkan masukan membalik dari sebuah pembanding, perbedaannya dengan keluaran analog ke digital yaitu terletak pada proses yang ditempuh register aproksimasi berturut-turut. Apabila konversi telah selesai dilaksanakan, data digital yang ekivalen akan dipindahkan ke register buffer keluaran dan jika konversi telah selesai rangkaian kendali mengirimkan sinyal selesai konversi yang rendah, sinyal ini akan mengisikan data digital yang ekivalen kedalam register buffer, dengan demikian keluaran digital akan tetap tersimpan sekalipun memulai siklus konversi yang baru.

26 Gambar 2.5 Konfigurasi Kaki ADC 0804 ADC ini akan merubah tegangan yang merupakan keluaran dari LM35 menjadi 8-bit data biner. 8-bit data yang keluar dari ADC inilah yang akan diolah oleh mikrokontroler kemudian ditampilkan pada display sevent segmen. 2.5 Sevent Segmen Sevent segmen merupakan komponen elektronika yang banyak digunakan untuk menampilkan angka. Sevent segmen ini sebenarnya merupakan LED yang disusun sedemikian rupa sehingga membentuk suatu pola tertentu, dimana jika LED LED tersebut dinyalakan dengan kombinasi tertentu, maka akan terbentuk suatu angka tertentu. Sevent segmen mempunyai 7 buah segmen ditambah 1 segmen yang berfungsi sebagai desimal point. Gambar susunan dari sevent segmen ditunjukkan pada gambar berikut ini :

27 Gambar 2.6 Susunan Sevent Segmen Segmen yang atas disebut segmen a, segmen sebelah kanan atas disebut segmen b, dan seterusnya sesuai gambar di atas. Dp merupakan singkatan dari desimal point. Sevent segmen ada 2 tipe, yaitu common anoda dan common katoda. Pada sevent segmen tipe common anoda, anoda dari setiap LED dihubungkan menjadi satu kemudian dihubungkan ke sumber tegangan positip dan katoda dari masing-masing LED berfungsi sebagai input dari sevent segmen, seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini : Gambar 2.7 Konfigurasi Sevent Segmen Tipe Common Anoda Sesuai dengan gambar di atas, maka untuk menyalakan salah satu segmen, maka katodanya harus diberi tegangan 0 volt atau logika low. Misalnya jika segmen a

28 akan dinyalakan, maka katoda pada segmen a harus diberi tegangan 0 volt atau logika low, dengan demikian maka segmen a akan menyala. Demikian juga untuk segmen lainnya. Pada sevent segmen tipe common katoda, katoda dari setiap LED dihubungkan menjadi satu kemudian dihubungkan ke ground dan anoda dari masing-masing LED berfungsi sebagai input dari sevent segmen, seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini : Gambar 2.8 Konfigurasi Sevent Segmen Tipe Common Katoda Sesuai dengan gambar di atas, maka untuk menyalakan salah satu segmen, maka anodanya harus diberi tegangan minimal 3 volt atau logika high. Misalnya jika segmen a akan dinyalakan, maka anoda pada segmen a harus diberi tegangan minimal

29 3 volt atau logika high, dengan demikian maka segmen a akan menyala. Demikian juga untuk segmen lainnya. 2.6 Transistor Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal. Terminal itu disebut emiter, basis, dan kolektor. Transistor seakan - akan dibentuk dari penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang lain saling digabungkan dengan cara menyambungkan salah satu sisi dioda yang senama. Transistor merupakan suatu semikonduktor mono kristal dimana terjadi dua pertemuan P-N. Dari pertemuan P-N tersebut dapat dibuat dua tipe transistor yaitu : 1. Transistor PNP Dalam transistor ini disisipkan suatu lapisan N tipis antara dua lapisan P. 2. Transistor NPN Dalam transistor ini disisipkan suatu lapisan P tipis antara dua lapisan N.

30 Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah silikon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan : 1. Transistor germanium PNP 2. Transistor silikon NPN 3. Transistor silikon PNP 4. Transistor germanium NPN Semua komponen di dalam rangkaian transistor dengan simbol. Anak panah yang terdapat di dalam simbol menunjukkan arah yang melalui transistor. C C B B E NPN E PNP Gambar 2.9 Simbol Tipe Transistor Ketiga bagian dari transistor dikenal sebagai emiter (penyebar), basis (landasan), kolektor (pengumpul). Panah pada emiter menyatakan arah aliran arus apabila persambungan emiter-basis diberi prategangan ke depan.dalam kedua kasus di

31 atas arus emiter, basis, dan kolektor dianggap positif apabila arus mengalir ke dalam transistor. Banyak kegunaan dari transistor, salah satunya adalah sebagai saklar. Jika transistor digunakan sebagai saklar, maka dalam hal ini transistor tersebut dioperasikan dalam daerah jenuhnya (saturasi) dan daerah yang menyumbat (cut-off). Pada saat transistor dalam keadaan jenuh, maka resistansi antara kolektor dan emiter akan sangat kecil sehingga transistor ini akan berfungsi sebagai saklar yang terhubung (close) atau dalam keadaan hidup (ON). Apabila transistor dalam keadaan cut-off, maka reisistansi antara kolektor dan emiter akan sangat besar sehingga transistor akan berfungsi sebagai saklar yang terbuka (open) atau dalam keadaan mati (OFF). Lebih lanjut dapat kita lihat pada gambar dibawah ini. Vcc Vcc I C R V B I B R B V BE V CE Saklar On Gambar 2.10 Transistor Sebagai Saklar ON Pada saat transistor hidup (ON) : 1. Arus I = maximum C 2. Tegangan V CE = 0 V

32 3. Tegangan pada R C = Tegangan sumber Vcc Vcc I C R V B I B R B V BE V CE Saklar Off Gambar 2.11 Transistor Sebagai Saklar OFF Pada saat transistor mati (OFF) : 1. Arus I = 0 V C 2. Tegangan V CE = Tegangan sumber 3. Tegangan pada R C = 0 V Pada saat basis transistor mengalir arus, transistor dalam keadaan ON, maka : I B = V i. V / R..(1) BE C I = V / R..(2) C CE C Transistor sebagai driver adalah transistor yang pada saat jenuh akan mengaktifkan komponen atau rangkaian yang lain, dimana variasi arus kolektor

33 penguatannya kecil kalau dibandingkan dengan arus kolektor stasioner. Penguatan sinyal kecil ini dapat diterapkan untuk berbagai rancangan sistem penguatan, penerima dan instrumen ukur. 2.7 Relay Relay merupakan saklar elektromagnetik yang cara kerjanya ditentukan oleh arus yang mengalir pada kumparan kawat penghantar yang dipasang pada sebuah angker elektromagnetik bersama-sama dengan sebuah kumparan. Bila relay dialiri arus, maka akan terjadi medan magnet disekitar kumparan sehingga angker akan menjadi magnet. Medan magnet pada angker akan menarik saklar sehingga akan menutup. Jika arus yang mengalir pada kumparan terlepas maka hubungan akan terputus. A. Keuntungannya : 1. Dapat switch AC dan DC, transistor hanya switch DC 2. Relay dapat switch tegangan tinggi, transistor tidak dapat. 3. Relay pilihan yang tepat untuk switching arus yang besar. 4. Relay dapat switch banyak kontak dalam 1 waktu. 5. Dapat bekerja secara otomatis sehingga digunakan untuk meng-on/off kan suatu piranti elektronika. 6. ON/OFF pada relay DC lebih lama dibandingkan pada relay AC.

34 B. Kekurangan relay : 1. Relay ukurannya jauh lebih besar dari pada transistor. 2. Relay tidak dapat switch dengan cepat. 3. Relay butuh daya lebih besar dibandingkan transistor. 4. Relay membutuhkan arus input yang besar. Gambar 2.12 Relay Saklar dapat menjadi kontaktor magnet. Kontaktor magnet adalah sejumlah kotak yang mempunyai aksi menutup dan membuka akibat adanya tarikan magnet. Terdapat dua macam kontak yang berada dalam kontaktor magnet, yaitu: 1. Normally Open (NO) yaitu kontak dalam kondisi terbuka, saat kontaktor magnet tidak bekerja. 2. Normally Close (NC) yaitu kontak dalam kondisi tertutup, saat kontaktor magnet bekerja.

35 Kontak normally open akan membuka ketika tidak ada arus yang mengalir pada kumparan, tetapi tertutup secepatnya setelah kumparan menerima arus atau diberi tenaga. Kontak normally closed akan tertutup apabila kumparan tidak diberi daya dan membuka ketika kumparan diberi daya. Masing-masing kontak biasanya digambarkan sebagai kontak yang tampak dengan kumparan tidak diberi daya.