BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI

2.1

Mikrokontroller Mikrokontroller merupakan suatu komponen elektronika berupa chip atau

IC digital dimana didalamnya terdapat rangkaian mikroprosesor, memori (RAM/ROM) dan port input/output (I/O). Sebuah mikrokontroller dapat bekerja dengan cara memberi atau memasukkan program yang berisi instruksi-instruksi yang dapat digunakan untuk menjalankan sistem mikrokontroller tersebut. Banyak sedikitnya instruksi program ini disesuaikan dengan aplikasi yang akan dirancang. Semakin kompleks aplikasinya, maka semakin banyak instruksi yang diberikan dan semakin besar memori yang digunakan untuk mengeksekusi aplikasi yang diinginkan. Oleh karenanya mikrokontroller dapat di program berulang-ulang dan dapat digunakan untuk mengolah data pada aplikasi-aplikasi kontrol otomasi sederhana.

2.1.1 Mikrokontroller AVR ATmega128 ATmega 128 adalah salah satu mikrokontroller dari keluarga AVR yang menggunakan teknologi RISC (Reduce Instruction Set Computing) dimana program berjalan lebih cepat karena hanya membutuhkan satu siklus clock untuk mengeksekusi satu instruksi program. Semua jenis AVR dilengkapi dengan flash memori sebagai memori program dimana ATmega 128 sendiri mempunyai kapasitas flash memori 128 Kb, sebuah kapasitas yg merupakan terbesar untuk sebuah mikrokontroller di kelasnya. Mikrokontroller AVR Atmega128 memiliki fitur yang cukup lengkap, diantaranya : 1.

AVR®– High-Performance dan Low-Power RISC Arsitektur

5

6

2.

CPU yang terdiri atas 32 buah register.

3.

Memori Flash sebesar 128 Kb dengan kemampuan Read / Write.

4.

SRAM Internal sebesar 4Kb.

5.

EEPROM sebesar 4Kb.

6.

Dua buah 8-bit Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan dan Prescaler terpisah.

7.

Dua buah 16-bit Timer/Counter dengan kemampuan pembanding, Prescaler terpisah.

8.

Dua buah 8-bit saluran PWM.

9.

Dua buah 8-bit PWM Channel.

10. ADC internal 10-bit, 8 Channel. 11. Port USART untuk komunikasi serial. 12. Port antarmuka komparator analog. 13. Real time counter. 14. Port I/O sebanyak 53 buah, yaitu: port A, port B, port C, port D, Port E, port F dan port G. 15. Tegangan operasi sampai dengan 5,5 V

2.1.2 Arsitektur Atmega128 Mikrokontroler ATmega128 memiliki 2 buah memori utama, yaitu memori program dan memori data serta 1 buah memori tambahan, yaitu memori EEPROM. Ketiganya memiliki ruang sendiri dan terpisah. a. Memori program Atmega128 memiliki kapasitas memori progam sebesar 128 Kbytes dengan kemampuan ketahanan minimal tulis/hapus sebanyak 10.000 siklus yang terpetakan dari alamat 0000h – FFFFh dimana masingmasing alamat memiliki lebar data 16 bit. Memori program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian program boot dan bagian program aplikasi.

7

b. Memori data Dalam konfigurasi normal, ATmega128 memiliki kapasitas memori data sebesar 4096 byte yang terbagi menjadi 3 bagian yaitu register serba guna, register I/O, I/O tambahan dan SRAM. Atmega128 memiliki 32 byte register serba guna, 64 byte register I/O, 160 byte I/O tambahan yang dapat diakses sebagai bagian dari memori SRAM (menggunakan instuksi LD atau ST) atau dapat juga diakses sebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau OUT), dan 4096 byte digunakan untuk memori data SRAM. c. Memori EEPROM Atmega128 memiliki memori EEPROM sebesar 4 Kbytes yang terpisah dari memori program maupun memori data dengan kemampuan ketahanan minimal tulis/hapus sebanyak 100.000 siklus. Memori EEPROM ini hanya dapat diakses dengan menggunakan register-register I/O yaitu register EEPROM Address, register EEPROM Data, dan register EEPROM Control. Untuk mengakses memori EEPROM ini diperlakukan seperti mengakses data eksternal, sehingga waktu eksekusinya relatif lebih lama bila dibandingkan dengan mengakses data dari SRAM.

8

Gambar 2.1 Blok Diagram ATmega128

Atmega128 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC Atmega128 dapat dikonfigurasi, baik secara single ended input maupun differential input. Selain itu, ADC Atmega128 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau yang amat fleksibel, sehingga dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri. ADC ATmega128 juga memiliki pin suplai tegangan analog

9

terpisah (AVCC), dimana besarnya AVCC ini tidak boleh melebihi + 0,3 V dari tegangan kerja (VCC). Atmega128 memiliki 4 modul timer yang terdiri dari 2 buah timer/counter 8 bit dan 2 buah timer/counter 16 bit. Keempat modul timer/counter ini dapat diatur dalam mode yang berbeda secara individu dan tidak saling mempengaruhi satu sama lain. Selain itu, semua timer/counter juga dapat difungsikan sebagai sumber interupsi. Masing-masing timer/counter ini memiliki register tertentu yang digunakan untuk mengatur mode dan cara kerjanya. Serial Peripheral Interface (SPI) merupakan salah satu mode komunikasi serial syncrhronous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh Atmega128. Universal Syncrhronous and Asyncrhronous Serial Receiver and Transmitter (USART) juga merupakan salah satu mode komunikasi serial yang dimiliki oleh Atmega128. USART merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi, yang dapat digunakan untuk melakukan transfer data baik antar mikrokontroler maupun dengan modul-modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur UART. USART memungkinkan transmisi data baik secara syncrhronous maupun asyncrhronous, sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel dengan UART. Pada Atmega128, secara umum pengaturan mode syncrhronous maupun asyncrhronous adalah sama. Perbedaannya hanyalah terletak pada sumber clock saja. Jika pada mode asyncrhronous masing-masing peripheral memiliki sumber clock sendiri, maka pada mode syncrhronous hanya ada satu sumber clock yang digunakan secara bersama-sama. Dengan demikian, secara hardware untuk mode asyncrhronous hanya membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan RXD, sedangkan untuk mode syncrhronous harus 3 pin yaitu TXD, RXD dan XCK.

10

2.1.3 Konfigurasi Pin Atmega128 Konfigurasi pin Atmega128 dapat dilihat pada Gambar 2.2 di bawah ini.

Gambar 2.2 Pin Atmega128

Dari gambar di atas dapat dijelaskan fungsi dari masing-masing pin Atmega128 sebagai berikut: 1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya / sumber tegangan. 2. AVCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya / sumber tegangan untuk analog (masukan analog maupun ADC). 3. GND merupakan pin Ground. 4. Port A (PortA0…PortA7) merupakan pin input/output dua arah dan pin dengan fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel 2.1 di bawah ini. Tabel 2.1 Fungsi khusus Port A Port Pin Fungsi Khusus PA7

AD7 (Alamat interface memori eksternal dan bit data ke-7)

PA6


11

PA5


PA4


PA3


PA2


PA1


PA0


5. Port B (PortB0…PortB7) merupakan pin input/output dua arah dan pin dengan fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel 2.2 di bawah ini. Tabel 2.2 Fungsi khusus Port B Port Pin Fungsi Khusus OC2/OC1C (Keluaran pembanding dan keluaran PWM untuk PB7

Timer/Counter2 atau keluaran pembanding dan keluaran PWM C untuk Timer/Counter1)

PB6

PB5

PB4

OC1B (Keluaran pembanding dan keluaran PWM B untuk Timer/Counter1) OC1A (Keluaran pembanding dan keluaran PWM A untuk Timer/Counter1) OC0 (Keluaran pembanding dan keluaran PWM untuk Timer/Counter0)

PB3

MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output)

PB2

MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input)

PB1

SCK (SPI Bus Serial Clock)

PB0

SS (SPI Slave Select input)

6. Port C (PortC0…PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin dengan fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel 2.3 dibawah ini. Tabel 2.3 Fungsi khusus Port C Port Pin Fungsi Khusus PC7

A15

PC6

A14

PC5

A13

12

PC4

A12

PC3

A11

PC2

A10

PC1

A9

PC0

A8

7. Port D (PortD0…PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin dengan fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel 2.4 dibawah ini. Tabel 2.4 Fungsi khusus Port D Port Pin Fungsi Khusus PD7

T2 (Timer/Counter2 Clock input)

PD6

T1 (Timer/Counter1 Clock input)

PD5

XCK1 (USART 1 External Clock Input/Output)

PD4

ICP1 (Timer/Counter1 Input Capture Pin)

PD3

INT3/TXD1 (External Interrupt3 Input or UART 1 Transmit Pin)

PD2

INT2/RXD1 (External Interrupt2 Input or UART 1 Receive Pin)

PD1

INT1/SDA (External Interrupt1 Input or TWI Serial Data)

PD0

INT0/SCL (External Interrupt0 Input or TWI Serial Clock)

8. Port E (PortE0…PortE7) merupakan pin input/output dua arah dan pin dengan fungsi khusus, seperti dapat dilihat pada tabel 2.5 dibawah ini. Tabel 2.5 Fungsi khusus Port E Port Pin Fungsi Khusus PE7

PE6

PE5

PE4 PE3

INT7/ICP3 (External Interrupt 7 Input or Timer/Counter3 Input Capture Pin) INT6/T3 (External Interrupt 6 Input or Timer/Counter3 Clock Input) INT5/OC3C (External Interrupt 5 Input or Output Compare and PWM Output C for Timer/Counter3) INT4/OC3B (External Interrupt 4 Input or Output Compare and PWM Output B for Timer/Counter3) AIN1/OC3A (Analog Comparator Negative Input or Output

13

Compare and PWM Output A for Timer/Counter3) PE2

PE1 PE0

AIN0/XCK0 (Analog Comparator Positive Input or USART 0 External Clock Input/Output) PDO/TXD0 (Programming Data Output or UART 0Transmit Pin) PDI/RXD0 (Programming Data Input or UART 0 Receive Pin)

9. Port F (PortF0…PortF7) merupakan pin masukan analog untuk ADC. 10. Port G (PortG0…PortG4) merupakan pin input/output dua arah. 11. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler. 12. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal. 13. AVCC merupakan pin sumber tegangan untuk masukan analog dan ADC. 14. AREFF merupakan pin referensi analog untuk ADC. 15. PEN merupakan pin untuk mengaktifkan pemrograman mode SPI (Serial).

2.2

RFID RFID (Radio Frequency Identification) atau yang biasa disebut

Identifikasi Frekuensi Radio merupakan suatu teknologi identifikasi otomatis untuk mengidentifikasi objek dengan menggunakan gelombang radio. Kelebihan dari teknologi ini dibanding teknologi identifikasi lainnya adalah tidak diperlukannya kontak langsung maupun kesejajaran posisi saat pembacaan antara detektor (reader) dengan objek yang akan diidentifikasi. Sebuah data RFID dapat dengan mudah dibaca melalui pakaian, tubuh manusia dan bahan-bahan non logam. Prinsip kerja sistem RFID pada dasarnya, tag atau transponder ditempelkan pada suatu objek. Setiap tag ini membawa informasi yang unik seperti nomor serial, model, warna, tempat perakitan dan data lain dari objek tersebut. Ketika tag ini melalui medan yang dihasilkan oleh pembaca RFID yang

14

kompatibel, tag akan mentransmisikan informasi yang ada pada tag kepada pembaca RFID, sehingga proses identifikasi objek dapat dilakukan.

Gambar 2.3 Prinsip kerja RFID

Pada gambar 2.3 Antena memancarkan sinyal radio untuk mengaktifkan tag dan untuk membaca dan menulis data ke dalamnya. Pembaca RFID memancarkan gelombang radio dalam rentang jarak mulai dari 1 inci sampai 100 kaki atau lebih, tergantung pada output daya dan frekuensi radio yang digunakan. Ketika suatu RFID tag melewati suatu medan elektromagnetis, mendeteksi sinyal aktivasi pembaca. Pembaca RFID meng-kodekan data yang telah dikodekan oleh sirkuit terpadu dalam tag tersebut (silikon chip) dan kemudian data dikirim ke komputer host untuk diproses dan divalidasi. Tujuan dari sistem RFID adalah untuk memungkinkan data yang akan ditransmisikan oleh perangkat portabel, yang disebut tag, dibaca oleh pembaca RFID dan diproses menurut kebutuhan dari aplikasi yang digunakan. Data yang dikirimkan oleh tag dapat menyediakan informasi identifikasi atau lokasi, atau secara khusus tentang produk tagged, seperti nomor seri, harga, tanggal warna, pembelian, dll. Teknologi RFID telah digunakan oleh ribuan perusahaan dalam satu dekade atau lebih. Teknologi RFID dengan cepat mendapat perhatian karena kemampuannya dalam melacak objek bergerak. Perkembangan teknologi yang semakin cepat, juga mendorong teknologi RFID mengalami peningkatan dan penyempurnaan, oleh karena itu teknologi ini banyak sekali diterapkan dalam berbagai aplikasi, seperti aplikasi keamanan dan akses kontrol, sistem pembayaran elektrik, sistem pelacakan material atau spare part, dll.

15

2.2.1 RFID Tag Sebuah tag RFID umumnya terdiri dari sebuah microchip yang melekat ke antena radio dipasang pada substrat/objek. Chip berisi nomor identifikasi unik yang dapat menyimpan data sebanyak 2 kilobyte. Sedangkan antena berupa kumparan atau lilitan kawat tembaga, biasanya datar yang dapat mengirim dan menerima gelombang radio. Secara umum dapat dilihat pada gambar 2.4

Gambar 2.4 RFID Tag

Tag RFID dikelompokkan menjadi tiga, yaitu : a. Tag pasif Tag pasif tidak memiliki sumber daya internal dan aktif hanya ketika pembaca di dekatkan kepadanya. Antena dalam tag pasif dirancang baik untuk mengumpulkan daya dari sinyal yang masuk dan mengirimkan informasi sendiri kembali ke pembaca. Tergantung pada ukuran dan desain dari antena, jangkauan transmisi tag pasif adalah hanya sampai beberapa meter. Karena tidak adanya kontrol internal, tag ini bisa berbentuk kecil dan relatif murah untuk diproduksi.

b. Tag aktif Tag aktif memiliki sumber daya internal dalam suatu chip dan memiliki kemampuan memancarkan sinyal respon.

16

Tag ini juga memiliki lebih banyak ruang memori dalam microchip, sehingga dapat dibaca dengan kecepatan yang lebih tinggi dan - lebih penting - pada jarak yang lebih jauh (hingga ratusan meter). Tag ini jauh lebih mahal untuk memproduksi dan banyak digunakan oleh industri pertahanan, pengiriman dan pertambangan.

c. Tag semi-aktif / semi-pasif Tag semi-aktif memiliki sumber daya internal hanya untuk memantau kondisi lingkungan, namun memerlukan energi dari pembaca/reader untuk melakukan keperluan komunikasi data. Umumnya, tag jenis ini beroperasi pada kecepatan tinggi dengan jarak yang lebih besar, tetapi memiliki umur yang relatif lebih pendek dari tag lain, sedikit lebih rapuh dan mahal untuk diproduksi.

Gambar 2.5 RFID Tag yang banyak beredar di pasaran

2.2.2 RFID Reader Untuk mengambil/membaca data yang tersimpan pada tag RFID, diperlukan sebuah pembaca. Sebuah pembaca RF terdiri dari antena dan modul kontrol elektronik yang memancarkan gelombang radio dan membaca sebuah tag terdekat yang ada dalam jangkauan jarak pancar dan menerima informasi yang dikodekan menggunakan komunikasi frekuensi radio dan kemudian melewatkan informasi tersebut ke bentuk digital ke sistem komputer. Pembaca juga dapat menulis informasi untuk chip pada tag. Sebagai contoh, jika tag RF di dalam buku, kode ditulis ke chip dapat menunjukkan

17

buku tersebut telah diperiksa. Seorang pembaca keamanan di pintu keluar kemudian akan menerima informasi ini dari tag untuk memungkinkan bahwa buku ini aman untuk lewat. Contoh lain, adalah pengisian/penulisan pada pembayaran kartu elektrik. Kartu yang sudah disiapkan sebagai tag RF, dituliskan sejumlah nilai melalui pembaca. Jumlah nominal yang disimpan ini nantinya dapat digunakan sebagai alat pembayaran elektrik.

Gambar 2.6 RFID Reader yang banyak beredar di pasaran

2.3

LCD 16x2 (M1632) LCD (Liquid Crystal Display) adalah komponen display yang tidak

memancar (non-emissive), sehingga tidak menghasilkan sumber cahaya seperti CRT (Cathode Ray Tube), dan berdaya sangat rendah (lebih rendah dari LED) yaitu dalam hitungan mikrowatt (LED dalam hitungan miliwatt). LCD menahan atau membiarkan cahaya yang dipantulkan dari sunber cahaya luar dan cahaya yang berasal dari belakang atau samping yang melewatinya. LCD dikontrol oleh ROM/RAM generator karakter dan RAM data display. Semua fungsi display dikontrol dengan instruksi dan LCD dapat dengan mudah di-interface-kan dengan MPU (Mikroprosessor Unit).

18

Gambar 2.7 LCD M1632

Karakteristik dari LCD dot-matriks adalah sebagai berikut: • 16X2 karakter dengan 5X7 dot matriks+kursor • ROM generator karakter dengan 8 tipe karakter (untuk program write) • 80X8 bit RAM data display • Dapat diinterfacekan dengan 4 atau 8 bit MPU • RAM data dan RAM generator karakter dapat dibaca dari MPU • +5V single power supply • Power-on reset • Range temperature operasi 0-60ºC • Beberapa fungsi instruksi: Display clear, Cursor home, Display ON/OFF, Cursor ON/OFF, Display charackter blink, Cursor Shift dan Display shift.

LCD disini dapat menampilkan karakter yang ada pada ROM generator karakter, yang sudah berisi 192 jenis karakter, dengan cara memberikan kode karakter untuk tiap-tiap karakter yang diinginkan pada pada bus data dengan menggunakan sinyal kontrol. Tabel 2.6 Pin LCD NO

Simbol

Level

Function

1

Vss

-

0V (GND)

2

Vcc

-

5V

3

Vee

-

LCD Drive

4

RS

H/L

5

R/W

H/L

H: Data Input L: Instruktion In H: Read L: Write

19

2.4

6

E

1/0

Enable Signal

7

DB0

H/L

Data Bus

8

DB1

H/L

Data Bus

9

DB2

H/L

Data Bus

10

DB3

H/L

Data Bus

11

DB4

H/L

Data Bus

12

DB5

H/L

Data Bus

13

DB6

H/L

Data Bus

14

DB7

H/L

Data Bus

15

V+ BL

-

Vcc

16

V- BL

-

GND

Matriks keypad Keypad disini digunakan untuk memasukkan data verifikasi, proses

scanning matrik keypad pada dasarnya mendecoder penekanan suatu tombol dengan konfigurasi matrik. Diumpamakan Port B dioperasikan sebagai Output scanning bagian kolom. Scanning dilakukan secara berurutan dari kolom paling kiri sampai kolom paling kanan, Kolom yang aktif akan berada pada kondisi low. Untuk mengetahui ada tidaknya tombol ditekan, Maka harus dilakukan pembacaan terhadap port (Diumpamakan port A) yang dioperasikan sebagai input dari setiap baris pada kolom yang sedang aktif. Jika tidak ada tombol ditekan semua kondisi baris akan high karena dipull-up oleh resistor pull-up ke Vcc. Jika salah satu baris tombol ditekan maka tombol tersebut terletak pada kolom yang sedang aktif, Kondisi baris yang terbaca pada port A adalah low. Hal ini dapat dijelaskan pada gambar 2.8 berikut:

20

B Vcc +5V

R.pull-up 10k

1 0 1 1 7 8 4 5

9 F 6 E

1 2 3 D A 0 B C

1 0 1 1

A

Gambar 2.8 Proses scanning Keypad matriks 4X4

Diumpamakan pin Y1-Y4 sebagai row dan pin X1-X4 sebagai colom. yaitu apabila salah satu pin misalnya Y1 terhubung dengan X1 maka data outnya akan 0 sedangkan untuk Y1 dengan X2 data outnya akan 1. Diumpamakan tombol 5 ditekan, Maka pada proses kerjanya port B dikirim data 0111. Dalam keadaan ini dilakukan pembacaan pada port A dan hasil yang diperoleh adalah 1111. ini berarti tidak ada tombol yang ditekan pada kolom paling kiri. Selanjutnya pada port B dikirim data 1011 dan dilakukan pembacaan dari port A. Hasil diperoleh dari pembacaan tersebut yaitu 1011. Ini berarti ada tombol yang ditekan pada kolom kedua baris kedua. Melalui software yang dibuat dapat diketahui kode dari tombol yang ditekan. Untuk menghindari pembacaan yang salah karena adanya dua tombol atau lebih yang ditekan bersamaan, maka proses scanning dilakukan terhadap seluruh tombol keypad dan penghitungan jumlah tombol yang ditekan.

2.5

Motor Penggerak

2.5.1 Motor DC Motor DC adalah mesin arus searah yang membutuhkan arus DC untuk mengubah energi listrik yang diterima menjadi energi mekanis berupa kecepatan putar pada poros.

21

Karakteristik utama motor DC adalah kecepatannya dapat berubah sebanding dengan besarnya arus yang diberikan. Selain itu, arah perputarannya juga dapat diubah dengan hanya membalik arah arus yang diberikannya. Setiap motor DC memiliki dua bagian dasar, yaitu : 1. Bagian yang tetap disebut stator. Stator ini menghasilkan medan

magnet, baik yang dibangkitkan dari magnet permanen maupun dari sebuah koil yang dialiri arus listrik DC. 2. Bagian yang berputar disebut rotor atau armature. Rotor ini berupa

koil yang dialiri arus listrik DC.

Cara kerja motor DC diperlihatkan dalam Gambar 2.9. Arus listrik mengalir ke koil rotor melalui sikat-sikat yang berhubungan dengan komutator, yang ditekan oleh pegas. Pada posisi seperti dalam Gambar 2.9a. aliran arus koil akan menghasilkan medan magnet yang berlawanan dengan medan magnet dari magnet stator, sehingga koil akan perputar ke arah yang ditunjukkan oleh anak panah. Apabila arah aliran arus tetap, koil akan diam pada posisi vertikal setelah berputar sejauh 90°. Karena adanya momen inersia dari rotor, gerakan rotor akan melewati posisi vertikal, sehingga koil pada rotor akan mencapai posisi seperti Gambar 2.9b. Komutator akan mengalirkan arus ke koil dengan arah berlawanan. Dengan demikian akan dihasilkan tolakan magnet sejauh 90° ke posisi seperti Gambar 2.9c. Siklus ini akan terus berulang selama ada arus listrik yang mengalir.

22

Gambar 2.9 Mekanisme Motor DC

2.5.2 Motor Driver L298 IC L298 merupakan komponen penguat yang bisa digunakan sebagai rangkaian driver, karena memiliki keluaran arus minimal 2 ampere yang cukup digunakan untuk menggerakkan relay, solenoid, motor DC maupun stepper motor. Cukup dihubungkan ke mikrokontroler dan diberi tegangan sebesar 7 volt, maka driver berbasis L298 sudah dapat digunakan. Selain itu, supply IC L298 dapat diberi tegangan sampai 50 Volt.

Gambar 2.10 Konfigurasi pin IC L298

23

Untuk menjalankan motor, pin enable A dan enable B pada IC L298 harus diberi logika 1. Current sensing A dan current sensing B dihubungkan ke ground. Input 1 dan input 2 masing-masing berlogika 1 dan 0, output 1 dan output 2 dihubungkan ke motor.

2.6

Sensor Dalam dunia otomasi, sensor merupakan bagian yang tidak dapat

diabaikan. Hal ini karena peranan sensor itu sendiri sebagai detektor dari perubahan-perubahan yang terjadi di

lingkungan sekitar. Sensor dapat

didefinisikan dari sebuah perangkat yang mengukur kuantitas fisik dan mengubahnya menjadi sinyal yang dapat dibaca oleh pembaca atau dengan suatu alat/instrumen. D Sharon, dkk (1982), mengatakan sensor adalah suatu peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejala-gejala atau sinyal-sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi seperti energi listrik, energi fisika, energi kimia, energi biologi, energi mekanik dan sebagainya.. 2.6.1 Sensor Optik Salah satu jenis sensor yang banyak digunakan adalah Sensor optik. Sensor optik atau cahaya merupakan salah satu jenis sensor fisis yang mendeteksi perubahan cahaya dari sumber cahaya, pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengenai benda atau ruangan. Contoh; photo cell, photo transistor, photo diode, photo voltaic, photo multiplier, pyrometer optic, dsb.

2.6.2 Photo Dioda Photodioda adalah dioda yang bekerja berdasarkan intensitas cahaya, dimana jika photodioda terkena cahaya maka photodioda bekerja seperti dioda pada umumnya, tetapi jika tidak mendapat cahaya maka photodioda akan berperan seperti resistor dengan nilai tahanan yang besar sehingga arus listrik tidak dapat mengalir.

24

Gambar 2.11 Simbol Photo Dioda

Photodioda sering digunakan sebagai penangkap gelombang cahaya yang dipancarkan oleh Inframerah. Jumlah arus tegangan atau listrik yang dihasilkan tergantung oleh ukuran radiasi yang dipancarkan oleh photodioda inframerah. Ketika sebuah photon (satu satuan energi dalam cahaya) dari sumber cahaya diserap, hal tersebut membangkitkan suatu elektron dan menghasilkan sepasang pembawa muatan tunggal, sebuah elektron dan sebuah hole, di mana suatu hole adalah bagian dari kisi-kisi semikonduktor yang kehilangan elektron. Arah arus yang melalui sebuah semikonduktor adalah kebalikan dengan gerak muatan pembawa. Cara tersebut didalam sebuah photodiode digunakan untuk mengumpulkan photon - menyebabkan pembawa muatan (seperti arus atau tegangan) mengalir/terbentuk di bagian-bagian elektroda.

Gambar 2.12 Rangkaian pengkondisi sinyal dari photodiode

Gambar 2.12 diatas merupakan sirkuit yang dapat digunakan sebagai konverter arus ke tegangan dengan faktor 1000 kali (diatur oleh R3) karena arus balik photodioda berkisar dari 1 sampai 100 UA output dari U1A berkisar antara -1 sampai -100 mV. Tegangan negatif ini kemudian diperkuat lagi oleh rangkaian

25

inverting amplifier dengan nilai sesuai dengan tingkat input dari kebutuhan, jumlah penguatan dilakukan dengan mengatur nilai R1 potensimeter.

2.6.3 Pemindaian Sensor Optik Sebuah teknik pemindaian merupakan metode yang digunakan oleh sensor fotolistrik untuk mendeteksi objek (sasaran). Pada bagian ini, teknik terbaik yang digunakan sangat tergantung pada target. Beberapa target mempunyai warna buram dan yang lainnya sangatlah reflektif. Dalam beberapa kasus perlu juga untuk mempertimbangkan deteksi perubahan warna. Scanning jarak juga merupakan faktor dalam memilih teknik pemindaian. Beberapa teknik bekerja dengan baik pada jarak yang lebih besar sementara yang lain bekerja lebih baik ketika target lebih dekat dengan sensor. a.

Thru Beam Pada metode ini, unit Emitor (pemancar) & Receiver (penerima) terletak secara terpisah. Agar receiver aktif begitu radiasi IR transmitter tiba, maka diperlukan keselarasan posisi antara keduanya. Sebuah objek (target) yang ditempatkan di jalur blok sinar cahaya ke receiver, menyebabkan output receiver untuk mengubah keadaan. Ketika target tidak lagi blok jalan cahaya, maka output receiver kembali ke keadaan normal.

Gambar 2.13 Pemindaian secara Thru-Beam

Thru-beam cocok digunakan untuk mendeteksi obyek buram atau reflektif. Sebaliknya, thru-beam tidak dapat digunakan untuk mendeteksi objek

26

transparan. Selain itu, getaran dapat menyebabkan masalah keselarasan. Keuntungan lebih dari thru-beam sensor adalah cocok untuk digunakan pada lingkungan dengan kontaminan udara. Kisaran penginderaan dapat mencapai 300 kaki.

b.

Reflective Reflektif ataupun retroreflective merupakan metode dimana Emitor (pemancar) dan Receiver (penerima) berada dalam satu unit. Dalam metode ini dibutuhkan suatu reflektor untuk meneruskan cahaya yang ditransmisikan oleh emitor dalam garis lurus dan dipantulkan kembali ke penerima. Ketika target menghalangi jalan cahaya, maka output dari sensor akan mengalami perubahan kondisi. Ketika target tidak lagi menghalangi jalan cahaya, maka sensor akan kembali ke kondisi normal. Kisaran penginderaan dapat mencapai 35 kaki.

Gambar 2.14 Pemindaian secara Reflective

Metode pemindaian ini tidak dapat mendeteksi benda-benda mengkilap. Karena benda mengkilap akan memantulkan kembali cahaya ke sensor. Sehingga sensor tidak dapat membedakan antara cahaya yang dipantulkan dari benda mengkilap dan cahaya yang dipantulkan dari reflektor.

27

c.

Diffuse Sama halnya dengan metode Reflektif, pada metode Difusi ini, Emitor (pemancar) dan Receiver (penerima) berada dalam satu unit. Hanya saja tidak diperlukan reflector untuk memantulkan cahaya kembali dari Emitor ke Receiver. Cahaya dari emitor akan menyerang target (objek) dan cahaya akan dipantulkan oleh objek tersebut dari permukaan kemudian menyebar ke semua sudut. Jika receiver (penerima) menerima cukup ringan sebagian hasil pantulan, maka output sensor akan beralih kondisi. Ketika cahaya tidak dipantulkan kembali ke penerima, maka keluaran sensor akan kembali pada kondisi semula. Dalam metode ini, emitor (pemancar) harus ditempatkan secara tegak lurus terhadap target (objek). Sementara, receiver (penerima) akan diposisikan pada beberapa sudut dalam jangkauan dimana cahaya hasil pantulan tersebar (difus). Hanya sejumlah kecil cahaya yang akan mencapai penerima, oleh karena itu, metode ini memiliki jangkauan efektif sekitar 40 inchi.

Gambar 2.15 Pemindaian secara Difusi

BAB II LANDASAN TEORI

Recommend Documents