BAB 2 LANDASAN TEORI

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1

Mikrokontroler

Dalam merancang aplikasi elektronika digital dibutuhkan sebuah alat/komponen yang dapat menghitung, mengingat, dan mengambil pilihan dan digunakan sebagai otaknya. Kemampuan ini dimiliki oleh sebuah komputer, namun tidaklah efisien jika harus menggunakan komputer hanya untuk keperluan tersebut. Untuk itu komputer dapat digantikan dengan sebuah mikrokontroler. Mikrokontroler sebenarnya adalah pengembangan dari mikroprosesor, namun dirancang khusus untuk keperluan instrumentasi sederhana. Mikrokontroler seri MCS-51 termasuk sederhana, murah dan mudah

didapat

dipasaran.

Salah

satu

mikrokontroler

seri

MCS-51

adalah

mikrokontroler AT89S51.

2.1.1 Mikrokontroler AT89S51

Mikrokontroler,

sebagai

suatu terobosan

teknologi

mikrokontoler

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

Universitas Sumatera Utara

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 computer PC yang harus dipasang disamping (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 system telemetri. Misalnya pengukuran disuatu tempat yang membahayakan manusia, maka akan lebih nyaman jika dipasang suatu system 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 system akuisisi data sekaligus system pengiriman data secara serial (melalui pemancar), yang semuanya itu bisa diperoleh dari mikrokontroler yang digunakan.

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-nya dan ROM. Pada system computer


perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relative besar, sedangkan rutin-rutin antarmuka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program control disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan.

Mikrokontroler

AT89S51

adalah

mikrokontroler

keluaran

ATMEL.Inc.

Mikrokontroler ini kompatibel dengan keluaran mikrokontroler 80C51. Mikrokontroller AT89S51 terdiri dari 40 pin dan sudah memiliki memory flash didalamnya, sehingga sangat praktis untuk digunakan. Beberapa kemampuan (fitur) yang dimiliki adalah sebagai berikut : 

Memiliki 4K Flash EPROM yang digunakan untuk menyimpan program. Flash EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory) dapat ditulis dan dihapus sebanyak 1000 kali (menurut manual).



Memiliki internal RAM 128 byte. RAM (Random Access Memory), suatu memori yang datanya akan hilang bila catu padam, diakses secara random, tidak sekuensial, artinya dialamat mana saja dapat dicapai secara langsung dengan cepat.



4 buah 8-bit I/O (Input/Output) port Port ini berfungsi sebagai terminal input dan output. Selain itu, dapat digunakan sebagai terminal komunikasi paralel, serta komunikasi serial (pin10 dan 11).



Dua buah timer/counter 16 bit.




Tegangan operasi dinamis dari 2,7 volt hingga 6 volt.



Operasi clock dari 0 hingga 24 MHz



Program bisa diproteksi, sehingga tidak dapat dibaca oleh orang lain.



Menangani 6 sumber interupsi.



Ada kemampuan Idle mode dan Down mode

Berikut adalah gambar susunan pin pada Mikrokontroller AT89S51:

Gambar 2.1 Susunan Pin IC Mikrokontroller AT89S51

Keterangan fungsi-fungsi masing-masing pin adalah sebagai berikut : Pin 40

Vcc, Masukan catu daya +5 volt DC

Pin 20

Gnd, Masukan catu daya 0 volt DC


Pin 32-39

P0.0-P0.7, Port input/output delapan bit dua arah yang juga dapat berfungsi sebagai bus data dan bus alamat bila mikrokontroler menggunakan memori luar (eksternal).

Pin 1-8

P1.0-P1.7, Port input/output dua arah delapan bit dengan internal pull up.

Pin 10-17

P3.0-P3.7Port input/output delapan bit dua arah, selain itu Port 3 juga memiliki alternativef fungsi sebagai : RXD (pin 10)

Port komunikasi input serial

TXD (pin 11)

Port komuikasi output serial

INT0 (pin 12)

Saluran Interupsi eksternal 0 (aktif rendah)

INT1 (pin 13)

Saluran Interupsi eksternal 1 (aktif rendah)

T0

(pin 14)

Input Timer 0

T1

(pin 15)

Input Timer 1

WR (pin 16)

Berfungsi sebagai sinyal kendali tulis, saat prosesor akan menulis data ke memori I/O luar.

RD (pin 17)

Berfungsi sebagai sinyal kendali baca, saat prosesor akan membaca data dari memori I/O luar.

Pin 9

RESET, Pin yang berfungsi untuk mereset mikrokontroller AT89S51 ke keadaan awal.

Pin 30

ALE

(Address Latch Enable), berfungsi menahan sementara

alamat byte rendah pada proses pengalamatan ke memori eksternal.


Pin 29

PSEN (Program Store Enable), Sinyal pengontrol yang berfungsi untuk membaca program dari memori eksternal.

Pin 31

EA, Pin untuk pilihan program, menggunakan program internal atau eksternal. Bila ‘0’, maka digunakan program eksternal.

Pin 19

X1, Masukan ke rangkaian osilator internal. Sumber osilator eksternal atau quartz crystal kristal dapat digunakan.

Pin 18

X2, Masukan ke rangkaian osilator internal, koneksi quartz crystal atau tidak dikoneksikan apabila digunakan eksternal osilator.

2.1.2 Interface

Interface merupakan rangkaian yang berfungsi sebagai antar muka antar 2 buah piranti dengan dua level yang berbeda dalam hal ini adalah komunikasi antara mikrokontroler dengan komputer. Seperti diketahui level komuikasi serial pada komputer pada umumnya berlevel RS 232 sedangkan pada mikrokontroler berlevel TTL, agar kedua piranti dapat berkomunikasi dibutuhkan konverter RS232 dalam hal ini adalah sebuah IC dengan tipe MAX 232.

RS-232adalah standar komunikasi serial yang didefinisikan sebagai antarmuka antara perangkat terminal data (data terminal equipment atau DTE) dan perangkat komunikasi data (data communications equipment atau DCE) menggunakan pertukaran data biner secara serial. Di dalam definisi tersebut, DTE adalah perangkat komputer dan DCE sebagai modem walaupun pada kenyataannya tidak semua produk antarmuka


adalah DCE yang sesungguhnya. Komunikasi RS-232 diperkenalkan pada 1962 dan pada tahun 1997, Electronic Industries Association mempublikasikan tiga modifikasi pada standar RS-232 dan menamainya menjadi EIA-232. Pada saat itu RS-232 lahir karena muncul dari ide-ide pada sebuah komite (Electronic Industries Association-EIA) yang mengembangkan sebuah interface untuk pertukaran data digital antara komputer mainframe yang sebagai pusatnya dengan komputer lain, tetapi perangkat ini dihubungkan

dengan

jaringan

telepon

sehingga

dibutuhkan

modem

untuk

menerjemahkan sinyal tersebut. Dan muncul RS-232 yang dianggap dapat diandalkan dalam melakukan komunikasi data (pertukaran data).

Standar RS-232 mendefinisikan kecepatan 256 kbps atau lebih rendah dengan jarak kurang dari 15 meter, namun belakangan ini sering ditemukan jalur kecepatan tinggi pada komputer pribadi dan dengan kabel berkualitas tinggi, jarak maksimum juga ditingkatkan secara signifikan. Dengan susunan pin khusus yang disebut null modem cable, standar RS-232 dapat juga digunakan untuk komunikasi data antara dua komputer secara langsung.

Gambar 2.2 interface cable Sebuah port RS-232 pernah menjadi fitur standar dari komputer pribadi untuk koneksi ke modem, printer, mouse, penyimpanan data, un-interruptible daya listrik, dan


perangkat periferal lainnya.Namun, kecepatan transmisinya terbatas, ayunan tegangan yang relatif besar, dan konektor standar yang besar, sehingga termotivasi untuk pengembangan universal serial bus (USB) untuk menggantikan RS-232.Banyak komputer pribadi modern tidak memiliki port RS-232 dan harus menggunakan konverter eksternal untuk terhubung ke peripheral yang lebih tua.Beberapa perangkat RS-232 masih ditemukan terutama di mesin-mesin industri atau instrumen ilmiah.

Gambar 2.3 RS 232

2.2 Resistor Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed Resistor dan Variable Resistor Dan umumnya terbuat dari carbon film atau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain. Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan tembaga perak emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil. Bahan – bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan konduktor.Kebalikan dari bahan yang konduktif, bahan material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran elektron dan disebut sebagai insulator.


2.2.1 Fixed Resistor Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon.Tipe resistor yang umum berbentuk tabung porselen kecil dengan dua kaki tembaga dikiri dan kanan.Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan ohm meter.Kode warna tersebut adalah standar menufaktur yang dikeluarkan oleh EIA (Electronic Industries Association).

Gambar 2.4 Resistor Karbon Resistansi dibaca dari warna gelang yang paling depan ke arah gelang toleransi berwarna coklat, emas, atau perak. Biasanya warna gelang toleransi ini berada pada bahan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol, sedangkan warna gelang yang keempat agak sedikit ke dalam.Dengan demikian pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resitor tersebut.Kalau anda telah bisa menentukan mana gelang pertama selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya. Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki gelang (tidak termasuk gelang toleransi).Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil) memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang toleransi).Gelang pertama dan


seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang terakhir adalah faktor penggalinya.

2.2.2 Variable Resistor Untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe.Untuk tipe pertama dinamakan variable resistor dan nilainya dapat diubah sesuai keinginan dengan mudah dan sering digunakan untuk pengaturan volume, bass, balance, dll.Sedangkan yang kedua adalah semi-fixed resistor.Nilai dari resistor ini biasanya hanya diubah pada kondisi tertentu saja. Contoh penggunaan dari semi-fixed resistor adalah tegangan referensi yang digunakan untuk ADC, fine tune circuit, dll. Ada beberapa model pengaturan nilai Variable resistor, yang sering digunakan adalah dengan cara nya terbatas sampai 300 derajat putaran. Ada beberapa model variable resistor yang harus diputar berkali – kali untuk mendapatkan semua nilai resistor. Model ini dinamakan “Potentiometers” atau “Trimmer Potentiometers”.

Gambar 2.5 Potensiometer Pada gambar di atas untuk bentuk 3 biasanya digunakan untuk volume kontrol. Bentuk yang ke 2 merupakan semi fixed resistor dan biasanya di pasang pada PCB (Printed


Circuit Board). Sedangkan bentuk 1 dpotentiometers. Ada 3 tipe didalam perubahan nilai dari resistor variabel, perubahan tersebut dapat dilihat pada gambar :

Gambar 2.6Grafik Perubahan Nilai pada Potensiometer

Pada saat tipe A diputar searah jarum jam, awalnya perubahan nilai resistansi lambat tetapi ketika putarannya mencapai setengah atau lebih nilai perubahannya menjadi sangat cepat. Tipe ini sangat cocok dengan karakteristik telinga manusia. Karena telinga sangat peka ketika membedakan suara dengan volume yang lemah, tetapi tidak terlalu sensitif untuk membedakan perubahan suara yang keras. Biasanya tipe A ini juga disebut sebagai “Audio Taper” potensiometer. Untuk tipe B perubahan resistansinya adalah linier dan cocok digunakan untuk Aplikasi Balance Control, resistance value adjustment in circuit, dll.Sedangkan untuk tipe C perubahan resistansinya kebalikan dati tipe A.

2.3 Kapasitor Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka


muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki elektroda metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan elektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduktif pada ujung- ujung kakinya. Di alam bebas phenomena kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif diawan. Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif serta memiliki cairanelektrolit dan biasanya berbentuk tabung. Lambang kondensator (mempunyai kutub positif dan negatif) pada skema elektronika.

Gambar 2.7 Lambang kondensator Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju yang sering disebut kapasitor (capacitor).

Gambar 2.8 Skema Kapasitor Namun kebiasaan dan kondisi serta artikulasibahasa setiap negara tergantung pada masyarakat yang lebih sering menyebutkannya. Kini kebiasaan orang tersebut


hanya menyebutkan salah satu nama yang paling dominan digunakan atau lebih sering didengar. Pada masa kini, kondensator sering disebut kapasitor (capacitor) ataupun sebaliknya yang pada ilmu elektronika disingkat dengan huruf (C).Satuan dalam kondensator disebut Farad.

Adapun cara memperluas kapasitor atau kondensator dengan jalan:

1. Menyusunnya berlapis-lapis. 2. Memperluas permukaan variabel. 3. Memakai bahan dengan daya tembus besar

Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai didalam merancang suatu sistem yang berfungsi untuk mengeblok arus DC, Filter, dan penyimpan energi listrik. Didalamnya 2 buah pelat elektroda yang saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah insulator.Sedangkan bahan yang digunakan sebagai insulator dinamakan dielektrik.Ketika kapasitor diberikan tegangan DC maka energi listrik disimpan pada tiap elektrodanya.Selama kapasitor melakukan pengisian, arus mengalir. Aliran arus tersebut akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap - tiap kapasitor adalah dielektriknya. Berikut ini adalah jenis– jenis kapasitor yang dipergunakan dalam perancangan ini.


2.3.1 Electrolytic Capacitor (ELCO)

Gambar 2.9 Electrolytic Capacitor (ELCO) Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari alumunium yang menggunakan membrane oksidasi yang tipis.Karakteristik utama dari Electrolytic Capacitor adalah perbedaan polaritas pada kedua kakinya. Dari karakteristik tersebut kita harus berhati – hati di dalam pemasangannya pada rangkaian, jangan sampai terbalik. Bila polaritasnya terbalik maka akan menjadi rusak bahkan “MELEDAK”. Biasanya jenis kapasitor ini digunakan pada rangkaian power supply. Kapasitor ini tidak bisa digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya tegangan kerja dari kapasitor dihitung dengan cara mengalikan tegangan catu daya dengan 2. Misalnya kapasitor akan diberikan catu daya dengan tegangan 5 Volt, berarti kapasitor yang dipilih harus memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5 = 10 Volt.

2.3.2 Ceramic Capacitor Kapasitor menggunakan bahan titanium acid barium untuk dielektriknya.Karena tidak dikonstruksi seperti koil maka komponen ini dapat digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya digunakan untuk melewatkan sinyal frekuensi tinggi menuju


ke ground. Kapasitor ini tidak baik digunakan untuk rangkaian analog, karena dapat mengubah bentuk sinyal. Jenis ini tidak mempunyai polaritas dan hanya tersedia dengan nilai kapasitor yang sangat kecil dibandingkan dengan kedua kapasitor diatas.

Gambar 2.10 Ceramic Capacitor

2.3.3 Nilai Kapasitor Untuk mencari nilai dari kapasitor biasanya dilakukan dengan melihat angka/kode yang tertera pada badan kapasitor tersebut. Untuk kapasitor jenis elektrolit memang mudah, karena nilai kapasitansinya telah tertera dengan jelas pada tubuhnya. Sedangkan untuk kapasitor keramik dan beberapa jenis yang lain nilainya dikodekan. Biasanya kode tersebut terdiri dari 4 digit, dimana 3 digit pertama merupakan angka dan digit terakhir berupa huruf yang menyatakan toleransinya. Untuk 3 digit pertama angka yang terakhir berfungsi untuk menentukan 10n, nilai n dapat dilihat pada tabel dibawah.

2.4 Transistor Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya.Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana


berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal.Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya.Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern.Dalam

rangkaian

analog,

transistor

digunakan

dalam

amplifier

(penguat).Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio.Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi.Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya. Transistor adalah komponen elektronika

yang

mempunyai tiga

buah

terminal.Terminal itu disebut emitor, 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. Dengan cara penggabungan seperti dapat diperoleh dua buah dioda sehingga menghasilkan transistor NPN. 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 E NPN PNP Gambar 2.11 Simbol Tipe Transistor Keterangan : C = kolektor E = emiter B = basis Didalam pemakaiannya transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor. Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda. Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut. FET ( juga dinamakan transistor unipolar ) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat dirubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah


ketebalan kanal konduksi tersebut.Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori:Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide. 1. Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan lain-lain 2. Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain. 3. Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel 4. Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power 5. Maximum frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain 6. Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain. Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emiter terhubung langsung (short). Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor emiter (VCE) = 0 Volt pada keadaan ideal, tetapi pada kenyataannya VCE bernilai 0 sampai 0,3 Volt. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan on seperti pada gambar .


Vcc

Vcc IC

R

RB VB

Saklar On

VCE IB

VBE

Gambar 2.12 Transistor sebagai Saklar ON Saturasi pada transistor terjadi apabila arus pada kolektor menjadi maksimum.

IC Penjenuhan (saturation)

Vcc Rc

IB > IB IB = IB

IB

(sat) (sat)

Titik Sumbat (Cut off)

IB = 0 VCE

Gambar 2.13 Karakteristik Daerah Saturasi Pada Transistor Pada daerah penyumbatan,nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan tak terhitung atau terminal kolektor dan emiter terbuka (open). Keadaan ini menyebabkan tegangan (VCB) sama dengan tegangan sumber (Vcc). Tetapi pada kenyataannya Vcc pada saat ini kurang dari Vcc karena terdapat


arus bocor dari kolektor ke emiter. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan off seperti gambar dibawah ini.

Vcc

Vcc IC

RB VB

VCE IB

R Saklar Off

VBE

Gambar 2.14 Transistor Sebagai Saklar OFF

Keadaan penyumbatan terjadi apabila besar tegangan habis (VB) sama dengan tegangan kerja transistor (VBE) sehingga arus basis (IB)

2.5 Dioda Dioda adalah suatu bahan yang dibuat dari bahan yang disebut PN Junction yaitu suatu bahan campuran yang terdiri dari bahan positif (P type) dan bahan negatif (N type). Apabila kedua bahan tersebut dipertemukan maka akan menjadi komponen aktif yang disebut Dioda. P type akan membentuk kaki yang disebut kaki Anoda dan N type akan membentuk Katoda. Pada dioda, arus listrik hanya akan dapat mengalir dari anoda ke kutub katoda.

A

K Gambar 2.15 Simbol Dioda


2.5.1 Karakteristik Dioda Sifat umum dioda adalah hanya dapat menghantarkan arus listrik ke satu arah saja. Oleh karena itu bila pemasangan dioda terbalik maka dioda tidak akan dapat menghantarkan arus listrik. Prinsip ini biasanya digunakan sebagai pengaman alat elektronika yaitu untuk menunjukkan benar atau salah penyambungan catu daya. Dioda memiliki dua elektroda (kaki), yaitu anoda dan katoda. Kaki – kaki ini tidak boleh terbalik dalam pemasangannya. Kaki katoda biasanya dekat dengan tanda cincin sedangkan kaki yang jauh dari tanda cincin berarti kaki anoda.Jika P (anoda) diberi tegangan positif dan N (katoda) diberi tegangan negatif maka pemberian tegangan ini disebut bias maju (biased forward), seperti yang diperlihatkan pada gambar 2.14.a. Sebaliknya, bila diberi tegangan yang terbalik yaitu P (anoda) diberi tegangan negatif dan N (katoda) diberi tegangan positif maka pemberian tegangan ini disebut bias mundur (biased reverse).Pada keadaan ini, arus yang mengalir dalam dioda sangat kecil sehingga dapat diabaikan (gambar 2.16.b).

P A

P

N K

I

A

N K

I=0

a. Bias Maju ( Biased Forward )

b. Bias Mundur ( Biased Reverse )

Gambar 2.16 Sifat Dioda Bias Maju dan Bias Mundur Pada saat diberi biased forward, dioda dapat dialiri arus dengan resistansi yang cukup kecil, yang dikenal dengan namaresistansi maju (forward). Sebaliknya, jika


dioda diberi biased reverse, maka arus listrik akan mengalami resistansi yang amat besar dan disebut resistance reverse Dioda dapat dianggap suatu Voltage Sensitive Electronic Switch, dimana dioda akan menutup atau dalam kondisi ON jika anoda lebih positif dari katoda dan dioda akan terbuka jika kondisi sebaliknya. Macam – macam dioda yang harus diketahui adalah : 1.

Dioda Penyearah (Rectifier)

2.

Dioda Zener

3.

Dioda Cahaya (LED – Light Emiting Dioda)

2.5.2 Dioda Penyearah (Rectifier) Dioda ini biasanya digunakan pada power supply, namun digunakan juga pada rangkaian radio sebagai detektor, dan lain – lain. Prinsip kerja dari dioda penyearah adalah sebagai berikut :

A

K

a. Simbol

Input

Output

b. Cara kerja dioda penyearah

Gambar 2.17 Dioda Penyearah Yang Diberi Arus Bolak Balik (AC) Arus AC yang mendorong elektron keatas melalui resistor, saat melewati dioda hanya ½ periode positif dari tegangan input yang akan memberikan biased forward pada dioda, sehingga dioda akan menghantarkan selama ½ periode positif. Tetapi untuk ½ periode negatif, dioda dibias reverse dan terjadilah penyumbatan karena kecil sekali arus yang dapat mengalir. Dengan demikian, arus AC telah disearahkan oleh dioda ini menjadi arus yang searah (DC).


2.5.3 Dioda Cahaya (LED : Light Emitting Dioda) LED merupakan salah satu jenis dioda yang mengubah energi perpindahan electron – electron yang jatuh dari pita konduksi ke pita valensi menjadi cahaya. Berwana – warninya cahaya yang dipancarkan ini, dikarenakan jenis bahan yang digunakan berbeda – beda. Bahan – bahannya antara lain gallium, arsen dan fosfor. Penggunaan LED biasanya berhubungan dengan segala hal yang dilihat oleh manusia, seperti untuk mesin hitung, jam digital, dan lain – lain.

A

K

Gambar 2.18 Simbol Dioda Cahaya ( LED )

2.7 Motor Stepper

Pada dasarnya prinsip kerja motor stepper sama dengan motor DC, yaitu membangkitkan medan magnet untuk memperoleh gaya tarik ataupun gaya tolak menolak dengan menggunakan catu tegangan DC pada lilitan/kumparannya. Motor stepper menggunakan gaya tarik untuk menarik fisik kutub magnet yang berlawanan sedekat mungkin ke posisi kutub magnet yang dihasilkan oleh kumparan. Motor Stepper yang di gunakan pada rangkaian Alat pemantau jarak jauh ini ialah Motor Stepper UnipolarMotor stepper unipolar terdiri dari dua lilitan yang memiliki center tap. Center tap dari masing masing lilitan ada yang berupa kabel terpisah sudah terhubung didalamnya sehingga center tap yang keluar hanya satu kabel. Center tap dari motor stepper dapat dihubungkan ke ground atau dapat juga yang


menghubungkannya ke +Vcc, tergantung pada driver yang digunakan. Sebagai gambaran dapat dilihat konstruksi motor stepper unipolar pada gambar berikut:

Gambar 2.19. Konstruksi Motor Stepper Unipolar

Rangkaian pengendali motor stepper unipolar lebih mudah dirancang karena hanya memerlukan satu switch pada setiap lilitannya. Agar motor ini berputar, tegangan positif diberikan pada terminal center tap, kemudian tegangan positif diberikan secara bergantian dan berurutan terus- menerus pada keempat terminal masing-masing lilitan. Oleh karena itu, pada alat ini digunakan motor stepper jenis unipolar.

Motor stepper dapat diatur posisinya dengan akurat pada posisi tertentu dan dapat berputar kearah yang diinginkan dengan memberi pulsa-pulsa digital dengan pola seperti pada table 2.8 dibawah ini. Untuk memutar motor stepper adalah dengan memberi pulsa ke koil secara berurutan dari koil 1 ke koil 2, dan seterusnya. Arah putaran motor stepper tergantung urutan pulsa yang diberikan ke koil, apabila diinginkan putaran dengan arah yang berlawanan, maka urutan pulsa yang dimasukkan ke koil pun digeser berlawanan pula.


Tabel 2.1. Arah Perputaran Motor

Searah jarum jam

Berlawanan arah jarum jam

Putaran koil 1

koil 2

koil 3

koil 4

koil 1

koil 2

koil 3

koil 4

step 1

1

0

0

0

0

0

0

1

step 2

0

1

0

0

0

0

1

0

step 3

0

0

1

0

0

1

0

0

step 4

0

0

0

1

1

0

0

0

Pada tabel 2.1 diatas, ‘1’ diartikan bahwa lilitan yang bersangkutan dilewati arus sehingga menghasilkan gaya tolak untuk rotor, sedangkan ‘0’ diartikan lilitan dalam kondisi off, yakni tidak mendapatkan arus. Pada tabel juga ditunjukkan, untuk membalik putaran motor stepper cukup membalik urutan pemberian pulsa pada lilitan. Untuk memperlambat atau mempercepat putaran motor stepper, dengan mengatur waktu urutan pemberian pulsa, akan tetapi, pemberian waktu pulsa jika terlalu lamban akan menyebabkan motor stepper bergetar dan jika terlalu cepat akan mengakibatkan motor tidak mau berputar.

2.8 Ultra VNC

VNC merupakan sebuah aplikasi yang bebas dari sistem operasi (multi platform).Sebuah VNCviewerdalam suatu sistem operasi dapat terhubung ke sebuah VNC Server yang menggunakan sistem operasi berbeda. Jadi kita tidak perlu repot memikirkan jika ingin meremote ke sistem operasi yang berbeda.


Untuk menyiapkan koneksi VNC kita memerlukan sebuah IP yang akan menjadi target remote dan sebuah password, jika koneksi ke LAN dinamakan IP static, dan jika koneksi ke Internet dinamakan IP publik, bila kita menggunakan VNC sekedar untuk remote jaringan LAN dapat menggunakan IP static biasanya yang sering di gunakan 192.168.1.1 akan tetapi jika kita menggunakan Internet untuk koneksi antar gedung atau international dapat menggunakan IP publik, cara mengetahui IP publik yaitu dengan masuk ke website www.myipaddress.comjika sudah terbuka pasti terlihat IP public user yang akan di remote.

Jika kita mengendalikan sebuah PC (remote) melalui jaringan yang lebih luas dan menggunakan IP publik kita harus menggunakan modem tersendiri yang di koneksikan ke komputer yang di gunakan untuk meremote agar terhubung ke internet, karena jika menggunakan router, kita tidak akan berhasil meremote menggunakan IP publik. Software Real VNC ini menggunakan sistem yang bernama VNC (Virtual Network Computing) adalah sistem yang memungkinkan seseorang untuk berbagi desktop (desktop sharing) yang menggunakan protocol RFB (Remote Frame Buffer) untuk mengendalikan komputer lain secara remote. Penekanan tombol dan gerakan mouse ditransmisikan dari komputer satu ke komputer lain melalui sebuah jaringan. VNC sendiri resmi di kembangkan oleh AT & T. Kode sumber VNC, asli bersifat terbuka dibawah lisensi GNU, dan sampai sekarang banyak sekali varian dari VNC.

Ultra VNC memungkinkan anda untuk menggunakan keyboard dan mouse untuk mengendalikan komputer lain dari jarak jauh melalui jaringan lokal maupun internet. Hal ini berarti anda dapat bekerja pada komputer target yang diremote, seolaholah seperti anda duduk di depan komputer yang dikendalikan langsung dari tempat


anda. Fitur dari UltraVNC : transfer file, video driver, MS Logon, obrolan teks, Viewer Toolbar, Java Viewer dengan File Transfer, didukung monitor yang banyak, auto reconnection, dan lain-lain.UltraVNC dapat menjadi solusi yang membuat Anda menjadi lebih mudah untuk memperbaiki masalah pada komputer klien tanpa harus berada di komputer klien tersebut. Aplikasi ini sangat cocok untuk admin yang harus memantau penggunaan komputer dalam jumlah yang besar secara jauh, seperti dikantor, sekolah atau komputer tempat pelatihan. 2.9 Wi-fi

Wi-Fi (

juga ditulis Wifi atau WiFi) adalah sebuah teknologi terkenal yang

memanfaatkan peralatan elektronik untuk bertukar data secara nirkabel (menggunakan gelombang radio) melalui sebuah jaringan komputer, termasuk koneksi Internet berkecepatan tinggi. Wi-Fi Alliance mendefinisikan Wi-Fi sebagai "produk jaringan wilayah lokal nirkabel (WLAN) apapun yang didasarkan pada standar Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11".[1] Meski begitu, karena kebanyakan WLAN zaman sekarang didasarkan pada standar tersebut, istilah "Wi-Fi" dipakai dalam bahasa Inggris umum sebagai sinonim "WLAN".

Sebuah alat yang dapat memakai Wi-Fi (seperti komputer pribadi, konsol permainan video, telepon pintar, tablet, atau pemutar audio digital) dapat terhubung dengan sumber jaringan seperti Internet melalui sebuah titik akses jaringan nirkabel. Titik akses (atau hotspot) seperti itu mempunyai jangkauan sekitar 20 meter (65 kaki) di dalam ruangan dan lebih luas lagi di luar ruangan. Cakupan hotspot dapat mencakup wilayah seluas kamar dengan dinding yang memblokir gelombang radio atau beberapa


mil persegi — ini bisa dilakukan dengan memakai beberapa titik akses yang saling tumpang tindih."Wi-Fi" adalah merek dagang Wi-Fi Alliance dan nama merek untuk produk-produk yang memakai keluarga standar IEEE 802.11. Hanya produk-produk Wi-Fi yang menyelesaikan uji coba sertifikasi interoperabilitas Wi-Fi Alliance yang boleh memakai nama dan merek dagang "Wi-Fi CERTIFIED".


BAB 2 LANDASAN TEORI

Recommend Documents