7
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Sensor Ultra sonik Sensor Ultra sonic adalah sebuah alat listrik yang mempnyai fungsi sebagai sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan dari sebuah gelombang suara yang di gunakan untuk mendeteksi keberadaan dari suatu benda atu objek tertentu yang ada di depanya. Sensor ini bekerja pada frekuensi di atas gelombang suara dari 40 KHz hingga 400 KHz dan mempunyai jangkauan 3 cm – 300 cm. gelombang ultra sonic ini merambat di udara dengan kecepatan 344 meter per detik. Sensor ini memiliki sebuah pin yang digunakan untuk memicu terjadinya pengukuran dan melaporkan jarak hasil pengukuran.
8
. Gambar 2.1 Sensor ultra sonic
Sensor ultrasonik terdiri dari dari dua unit, yaitu unit pemancar dan unit penerima. Struktur unit pemancar dan penerima sangatlah sederhana, sebuah kristal piezoelectric dihubungkan dengan mekanik jangkar dan hanya dihubungkan dengan diafragma penggetar. Tegangan bolak-balik yang memiliki frekuensi kerja 40 KHz – 400 KHz diberikan pada plat logam. Struktur atom dari kristal piezoelectric akan berkontraksi (mengikat), mengembang atau menyusut terhadap polaritas tegangan yang diberikan, dan ini disebut dengan efek piezoelectric. Kontraksi yang terjadi diteruskan ke diafragma penggetar sehingga terjadi gelombang ultrasonik yang dipancarkan ke udara (tempat sekitarnya), dan pantulan gelombang ultrasonik akan terjadi bila ada objek tertentu, dan pantulan gelombang ultrasonik akan diterima kembali oleh oleh unit sensor penerima. Selanjutnya unit sensor penerima akan menyebabkan diafragma penggetar akan bergetar dan efek piezoelectric menghasilkan sebuah tegangan bolakbalik dengan frekuensi yang sama.
9
2.2 Transducer Ultra sonik Adalah sebuah komponen elektronika yang merupakan bagian dari sebuah sensor ultra sonic yang dapat merubah energy listrik menjadi energy mekanik dalam bentuk gelombang suara ultrasonik dan sebaliknya. Gelombang ultra sonic adalah gelombang suara yang tidak dapat di dengar oleh manusia secara normal karena frekuensi gelombang ultra sonic di atas 20KHz.
Gambar 2.2 Transducer ultra sonic Transducer ultrasonic dalam pengaplikasinya selalu berpasangan, seperti terlihat pada gambar 2.2 yaitu terdapat transducer ultrasonic yang berfungsi sebagai pemancar (transmitter ) dan transducer ultrasonic sebagai penerima (receiver).
2.2.1
Pemancar Ultrasonik (Transmitter) Konstruksi transducer ultrasonic terdiri dari bagian utama yaitu elemen aktif, dan wear plate (plat logam). Element aktif dari transducer ultrasonic adalah piezoelectric yang berfungsi untuk mengubah energi
10
listrik menjadi energi mekanik dalam bentuk gelombang suara ultrasonic. Piezoelectric yang digunakan dalam transducer ultrasonic pada umumnya berbahan ceramic, akan tetapi untuk aplikasi atau keperluan khusus yang membutuhkan performansi tinggi elemen piezoelectric pada transducer ultrasonic ini dibuat dari bahan polymer atau composite Pemancar Ultrasonik ini berupa rangkaian yang memancarkan sinyal sinusoidal berfrekuensi di atas 20 KHz menggunakan sebuah transducer transmitter ultrasonik
Prinsip kerja dari rangkaian pemancar gelombang ultrasonik tersebut adlah sebagai berikut :
1. Sinyal 40 kHz dibangkitkan melalui mikrokontroler. 2. Sinyal tersebut dilewatkan pada sebuah resistor sebesar 3kOhm untuk pengaman ketika sinyal tersebut membias maju rangkaian dioda dan transistor. 3. Kemudian sinyal tersebut dimasukkan ke rangkaian penguat arus yang merupakan kombinasi dari 2 buah dioda dan 2 buah transistor. 4. Ketika sinyal dari masukan berlogika tinggi (+5V) maka arus akan melewati dioda D1 (D1 on), kemudian arus tersebut akan membias transistor T1, sehingga arus yang akan mengalir pada kolektotr T1 akan besar sesuai dari penguatan dari transistor. 5. Ketika sinyal dari masukan berlogika tinggi (0V) maka arus akan melewati dioda D2 (D2 on), kemudian arus tersebut akan membias transistor T2,
11
sehingga arus yang akan mengalir pada kolektotr T2 akan besar sesuai dari penguatan dari transistor. 6. Resistor R4 dan R6 berfungsi untuk membagi tengangan menjadi 2,5 V. Sehingga pemancar ultrasonik akan menerima tegangan bolak – balik dengan Vpeak-peak adalah 5V (+2,5 V s.d -2,5 V).
2.2.2 Penerima Ultrasonik (Receiver) Penerima Ultrasonik ini akan menerima sinyal ultrasonik yang dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan karakteristik frekuensi yang sesuai. Sinyal yang diterima tersebut akan melalui proses filterisasi frekuensi dengan menggunakan rangkaian band pass filter (penyaring pelewat pita), dengan nilai frekuensi yang dilewatkan telah ditentukan. Kemudian sinyal keluarannya akan dikuatkan dan dilewatkan ke rangkaian komparator
(pembanding)
dengan
tegangan
referensi
ditentukan
berdasarkan tegangan keluaran penguat pada saat jarak antara sensor kendaraan mini dengan sekat/dinding pembatas mencapai jarak minimum untuk berbelok arah. Dapat dianggap keluaran komparator pada kondisi ini adalah high (logika ‘1’) sedangkan jarak yang lebih jauh adalah low (logika’0’). Logika-logika biner ini kemudian diteruskan ke rangkaian pengendali (mikrokontroler).
Prinsip kerja dari rangkaian pemancar gelombang ultrasonik tersebut adalah sebagai berikut :
12
1. Pertama – tama sinyal yang diterima akan dikuatkan terlebih dahulu oleh rangkaian transistor penguat Q2. 2. Kemudian sinyal tersebut akan di filter menggunakan High pass filter pada frekuensi > 40kHz oleh rangkaian transistor Q1. 3. Setelah sinyal tersebut dikuatkan dan di filter, kemudian sinyal tersebut akan disearahkan oleh rangkaian dioda D1 dan D2. 4. Kemudian sinyal tersebut melalui rangkaian filter low pass filter pada frekuensi < 40kHz melalui rangkaian filter C4 dan R4. 5. Setelah itu sinyal akan melalui komparator Op-Amp pada U3. 6. Jadi ketika ada sinyal ultrasonik yang masuk ke rangkaian, maka pada komparator akan mengeluarkan logika rendah (0V) yang kemudian akan diproses oleh mikrokontroler untuk menghitung jaraknya.
Secara utuh gambaran cara kerja dari sensor ultra sonic adalah sebagai brikut:
Gambar 2.3 Cara kerja sensor Ultra sonic (ping)
13
1. Pin yang digunakan sebagai jalur data sensor dijadikan output. 2. Mikrokontroler memberikan pulsa trigger (pulsa high dengan tOUT selama 2 µs sampai 5 µs). 3. Kemudian setelah memberikan trigger, pin tersebut dijadikan input. 4. Sensor memancarkan gelombang ultrasonic sebesar 40KHz selama 200 µs (tBURST). 5. Gelombang ultrasonic ini akan merambat diudara dengan kecepatan 344.424 m/detik atau 1 cm setiap 29.034 µs. 6. Gelombang tersebut akan mengenai objek kemudian terpantul kembali ke sensor. 7. Selama menunggu pantulan, sensor akan menghasilkan sebuah pulsa (high) 8. Pulsa ini akan berhenti (low) ketika gelombang suara pantulan terdeteksi oleh sensor. 9. Lebar pulsa tersebutlah yang yang dipresentasikan sebagai jarak antara sensor ping dengan objek. 10. Lebar pulsa high (tIN) akan sesuai dengan lama waktu tempuh gelombang ultrasonik untuk 2x jarak ukur dengan obyek yang kemudian dapat merepresentasikan jarak antara sensor ping dengan objek. 11. Sinyal yang diterima oleh rangkaian receiver dikirimkan ke rangkaian mikrokontroler untuk selanjutnya diolah untuk menghitung jarak terhadap benda. 12. Benda di sini adalah benda yang bersifat memantul, bukan benda yang bersifat meredam sinyal.
14
2.3 Arduino Uno
Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source. Pertama-tama perlu dipahami bahwa kata “platform” di sini adalah sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory microcontroller. Ada banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan profesional dengan menggunakan Arduino, selain itu juga ada banyak
modul-modul
pendukung
(sensor,
tampilan,
penggerak
dan
sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan dengan Arduino. Arduino berevolusi menjadi sebuah platform karena ia menjadi pilihan dan acuan bagi banyak praktisi.
15
Gambar 2.4 Arduino Uno Di antara sekian banyak alat pengembangan prototype, Arduino adalah salah satunya yang paling banyak digunakan karena selain harga yang relative terjangkau juga memiliki sifat yang open source baik untuk hardware maupun software-nya. Diagram rangkaian elektronik Arduino digratiskan kepada semua orang. Kemudian Lintas platform, software Arduino dapat dijalankan pada system operasi Windows, Macintosh OSX dan Linux, sementara platform lain umumnya terbatas hanya pada Windows.
2.3.1
Komponen utama pada Arduino
Secara umum Arduino terdiri dari dua bagian, yaitu: 1. Hardware _ papan input/output (I/O) 2. Software _ Software Arduino meliputi IDE untuk menulis program, driver untuk koneksi dengan komputer, contoh program dan library untuk pengembangan program.
Komponen utama di dalam papan Arduino adalah sebuah microcontroller 8 bit dengan merk ATmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation. Berbagai papan Arduino menggunakan tipe ATmega yang berbeda-beda tergantung dari spesifikasinya, sebagai contoh
16
Arduino Uno menggunakan ATmega328 sedangkan Arduino Mega 2560 yang lebih canggih menggunakan ATmega2560. Berikut adalah diagram blok sederhana dari sebuah microcontrolor AT mega 328 yang di pakai pada Ardunio Uno.
UART ( antar muka serial ) 2 KB RAM (memory kerja)
1 KB EEPROM
32 KB RAM flash memoy (program)
CPU
Port Input / Outout
Gambar 2.5 Diagram blok AT mega 328 Arduino Uno
Gambar di atas memiliki penjelasan sebagai berikut :
‐
Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) adalah antar muka yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-232, RS-422 dan RS-485.
‐
2KB RAM pada memory kerja bersifat volatile (hilang saat daya dimatikan), digunakan oleh variable-variabel di dalam program.
17
‐
32KB RAM flash memory bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan program yang dimuat dari komputer. Selain program, flash memory juga menyimpan bootloader.Bootloader adalah program inisiasi yang ukurannya kecil, dijalankan oleh CPU saat daya dihidupkan. Setelah bootloader selesai dijalankan, berikutnya program di dalam RAM akan dieksekusi.
‐
1KB EEPROM bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan data yang tidak boleh hilang saat daya dimatikan. Tidak digunakan pada papan Arduino.
‐
Central Processing Unit (CPU), bagian dari microcontroller untuk menjalankan setiapinstruksi dari program.
‐
Port input/output, pin-pin untuk menerima data (input) digital atau analog, danmengeluarkan data (output) digital atau analog.
2.3.2
Bagian – bagian pada Arduino Untuk sebuah papan Arduino yang ber type USB seperti halnya Arduino
Uno dapat di lihat pada gambar 2.6 di bawah ini bagian – bagian apa saja yang ada di dalam sebuah papan Arduino.
18
Gambar 2.6 Bagian – bagian papan Arduino Dari gambar di atas dapat di lihat dan di jelaskan sebagai berikut :
‐
14 pin input/output digital (0-13) Berfungsi sebagai input atau output, dapat diatur oleh program. Khusus untuk 6 buah pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11, dapat juga berfungsi sebagai pin analog output dimana tegangan output-nya dapat diatur. Nilai sebuah pin output analog dapat diprogram antara 0 – 255, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5V.
‐
USB Berfungsi untuk: Memuat program dari komputer ke dalam papan, Komunikasi serial antara papan dan computer dan member daya kepada papan.
‐
Sambungan SV1 Sambungan atau jumper untuk memilih sumber daya papan, apakah dari sumber eksternal atau menggunakan USB. Sambungan ini tidak diperlukan lagi pada papan Arduino versi terakhir karena pemilihan sumber daya eksternal atau USB dilakukan secara otomatis.
‐
Q1 – Kristal (quartz crystal oscillator)
19
Jika microcontroller dianggap sebagai sebuah otak, maka kristal adalah jantung-nya karena komponen ini menghasilkan detak-detak yang dikirim kepada microcontroller agar melakukan sebuah operasi untuk setiap detaknya. Kristal ini dipilih yang berdetak 16 juta kali per detik (16MHz).
‐
Tombol Reset S1 Untuk me-reset papan sehingga program akan mulai lagi dari awal. Perhatikan bahwa tombol reset ini bukan untuk menghapus program atau mengosongkan microcontroller.
‐
In-Circuit Serial Programming (ICSP) Port ICSP memungkinkan pengguna untuk memprogram microcontroller secara langsung, tanpa melalui bootloader. Umumnya pengguna Arduino tidak melakukan ini sehingga ICSP tidak terlalu dipakai walaupun di sediakan.
‐
IC 1 – Microcontroller Atmega Komponen utama dari papan Arduino, di dalamnya terdapat CPU, ROM dan RAM.
‐
X1 – sumber daya eksternal Jika hendak disuplai dengan sumber daya eksternal, papan Arduino dapat diberikan tegangan DC antara 9-12V.
20
‐
6 pin input analog (0-5) Pin ini sangat berguna untuk membaca tegangan yang dihasilkan oleh sensor analog, seperti sensor suhu. Program dapat membaca nilai sebuah pin input antara 0 – 1023, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5V.
2.4 Pemrograman Arduino Arduino menggunakan pemrogaman dengan bahasa C. Berikut ini adalah sedikit penjelasan yang ditujukan kepada seseorang yang hanya mempunyai sedikit pengalaman pemrogaman dan membutuhkan penjelasan singkat mengenai karakter bahasa C dan software Arduino. Untuk penjelasan yang lebih mendalam, web http://Arduino.cc adalah sumber yang lengkap.
2.4.1 Struktur Setiap program Arduino (biasa disebut sketch) mempunyai dua buah fungsi yang harus ada.
• void setup () { } Semua kode didalam kurung kurawal akan dijalankan hanya satu kali ketika program Arduino dijalankan untuk pertama kalinya.
• void loop () { } Fungsi ini akan dijalankan setelah setup (fungsi void setup) selesai. Setelah dijalankan satu kali fungsi ini akan dijalankan lagi dan lagi secara terus menerus sampai catu daya (power supply) dilepaskan.
21
2.4.2
Syntax Berikut ini adalah elemen bahasa C yang dibutuhkan untuk format penulisan. • // (komentar satu baris) Terkadang diperlukan untuk memberi catatan pada diri sendiri apa arti dari kode-kode yang dituliskan . Cukup menuliskan dua buah garing miring dan apapun yang diketik dibelakangnya akan diabaikan oleh program.
• /* */ (komentar bnyak baris) Jika mempunyai banyak catatan , maka hal itu dapat dituliskan pada beberapa baris sebagai komentar . Semua hal yang terletak di antara dua simbol tersebut akan diabaikan oleh program.
• { } (kurung kurawal) Digunakan untuk mendefinisikan kapan blok program mulai dan berakhir (digunakan juga pada fungsi dan pengulangan).
• ; (titik koma) Setiap baris kode harus diakhiri dengan tanda titik koma (jika ada titik koma yang hilang maka program tidak akan bisa dijalankan).
22
2.4.3
Variabel Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi
untuk memindahkan angka dan karakter dengan cara yang cerdas. • int (integer) Digunakan untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16 bit). Tidak mempunyai angka desimal dan menyimpan nilai dari -32,768 dan 32,768.
• long (long) Digunakan ketika integer tidak mencakup lagi. Memakai 4 byte (32 bit) dari memori (RAM) dan mempunyai rentang dari -2,147,483,648 dan 2,147,483,648.
• boolean (boolean) Variabel sedehana yang digunakan untuk menyimpan nilai TRUE (benar) dan FALSE (salah). Sangat berguna karena hanya menggunakan 1 bit dari RAM. • float (float) Digunakan untuk angka desimal (foating point). Memakai 4 byte (32 bit) dari RAM dan mempunyai rentang dari -3.4028235E+38 dan 3.4028235E+38 • char (character)
23
Menyimpan 1 karakter menggunakan kode ASCII (misalnya ‘A’ = 65). Hanya memakai 1 byte (8 bit) dari RAM.
2.4.4
Operator Matematika Operator yang digunakakn untuk memanipulasi angka (bekerja seperti
matematika yang sederhana). • = Membuat sesuatu menjadi sama dengan nilai yang lain (misalnya: x = 10 * 2, x sekarang sama dengan 20). • % Menghasilkan sisa dari hasil pembagian suatu angka dengan angka yang lain (misalnya: 12 % 10, ini akan menghasilkan angka 2). • + Penjumlahan • - Pengurangan • * Perkalian • / Pembagian
2.4.5
Operator Pembanding Digunakan untuk membandingkan nilai logika. • == Sama dengan (misalnya: 12 == 10 adalah FALSE (salah) atau 12 == 12 adalah TRUE (benar)). • = Tidak sama dengan (misalnya: 12 != 10 adalah TRUE (benar) atau 12 != 12 adalah FALSE(salah)) • < Lebih kecil dari (misalnya: 12 < 10 adalah FALSE (salah) atau 12 < 12 adalah FALSE (salah) atau 12 < 14 adalah TRUE (benar)).
24
• > Lebih besar dari (misalnya: 12 > 10 adalah TRUE (benar) atau 12 > 12 adalah FALSE (salah) atau 12 > 14 adalah FALSE (salah)).
2.4.6
Struktur Pengaturan Program sangat tergantung pada pengaturan apa yang akan dijalankan
berikutnya, berikut ini adalah elemen dasar pengaturan. 1.
if..else, dengan format seperti berikut ini:
if (kondisi) { } else if (kondisi) { } else { } Dengan struktur seperti diatas program akan menjalankan kode yang ada di dalam kurung kurawal jika kondisinya TRUE, dan jika tidak FALSE maka akan diperiksa apakah kondisi pada else if dan jika kondisinya FALSE maka kode pada else akan dijalankan.
2.
for, dengan format seperti berikut ini:
for (int i = 0 ; i <#pengulangan; i++) { } Digunakan bila ingin melakukan pengulangan kode di dalam kurung kurawal beberapa kali, ganti #pengulangan dengan jumlah pengulangan yang diinginkan. Melakukan perhitungan ke atas dengan i++ atau kebawah dengan i--.
3.
while, dengan format seperti berikut ini:
25
while (kondisi) { // pernyataan } While akan melakukan perulangan secara kontinyu dan tidak terbatas sampai ekspresi tersebut menemukan kembali parenthesisnya, 0 menjadi false. Biasanya digunakan untuk mngetes sebuah sensor karena perulangan ini tidak akan berakhir sampai adanya kondisi eksternal yang menutupnya.
2.5
LCD (Liquid Crystal Display) M1632 LCD M1632 merupakan modul LCD matrix dengan konfigurasi 16 karakter dan 2 baris dengan setiap karakternya dibentuk oleh 8 baris pixel dan 5 kolom pixel (1 baris pixel terahir adalah kursor). HD44780 ini sudah tersedia dalam bentuk modul M1632 yang dikeluarkan Hitachi, Hyunday dan modul-modul M1632 lainnya.
Gambar 2.7 Modul LCD M1632
HD44780 sebetulnya merupakan mikrokontroler yang dirancang khusus untuk mengendalikan LCD dan mempunyai kemampuan untuk mengatur
26
proses scanning pada layar LCD yang terbentuk oleh 16 COM dan 40 SEG sehingga mikrokontroler/perangkat yang mengakses modul LCD ini tidak perlu lagi mengatur proses scanning pada layar LCD. Mikrokontroler atau perangkat tersebut hanya mengirimkan data-data yang merupakan karakter yang akan ditampilkan pada LCD atau perintah yang mengatur proses tampilan pada LCD saja.
2.5.1 STRUKTUR MEMORI LCD
Modul LCD M1632 memiliki beberapa jenis memori yang digunakan untuk menyimpan atau memproses data-data yang akan ditampilkan pada layar LCD. Setiap jenis memori mempunyai fungsi-fungsi tersendiri.
a.
DDRAM
DDRAM merupakan tempat karakter yang ditampilkan berada. Contohnya, karakter “A” yang ditulis pada alamat 00 akan tampil pada baris pertama dan kolom pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut ditulis pada alamat 10, karakter tersebut akan tampil pada baris kedua kolom pertama dari LCD.
b.
CGRAM
CGRAM adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dan bentuk karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Akan tetapi isi
27
memori akan hilang saat power supply tidak aktif sehingga pola karakter akan hilang.
c.
CGROM
CGROM adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dan pola tersebut sudah ditentukan secara permanen dari HD44780 sehingga pengguna tidak dapat mengubah lagi. Oleh karena ROM bersifat permanen, pola karakter tersebut tidak akan hilang walaupun power supply tidak aktif.
2.6
Buzzer mini Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).
28
Gambar 2.8 Buzzer Mini
2.7 LED (Light Emitting Dioda) LED (Light Emitting Dioda) adalah dioda yang dapat memancarkan cahaya pada saat mendapat arus bias maju (forward bias). LED (Light Emitting Dioda) dapat memancarkan cahaya karena menggunakan dopping galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda diata dapat menhasilkan cahaya dengan warna yang berbeda. LED (Light Emitting Dioda) merupakann salah satu jenis dioda, sehingga hanya akan mengalirkan arus listrik satu arah saja. LED akan memancarkan cahaya apabil diberikan tegangan listrik dengan konfigurasi forward bias. Berbeda dengan dioda pada umumnya, kemampuan mengalirkan arus pada LED (Light Emitting Dioda) cukup rendah yaitu maksimal 20 mA. Apabila LED (Light Emitting Dioda) dialiri arus lebih besar dari 20 mA maka LED akan rusak, sehingga pada rangkaian LED dipasang sebuah resistor sebgai pembatas arus. Simbol dan
29
bentuk fisik dari LED (Light Emitting Dioda) dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 2.9 Simbol dan pisik LED
Dari gambar diatas dapat kita ketahui bahwa LED memiliki kaki 2 buah seperti dengan dioda yaitu kaki anoda dan kaki katoda. Pada gambar diatas kaki anoda memiliki ciri fisik lebih panjang dari kaki katoda pada saat masih baru, kemudian kaki katoda pada LED (Light Emitting Dioda)
ditandai
dengan bagian body LED yang di papas rata. Kaki anoda dan kaki katoda pada LED (Light Emitting Dioda) disimbolkan seperti pada gambar diatas. Pemasangan LED (Light Emitting Dioda) agar dapat menyala adalah dengan memberikan tegangan bias maju yaitu dengan memberikan tegangan positif ke kaki anoda dan tegangan negatif ke kaki katoda. Konsep pembatas arus pada dioda adalah dengan memasangkan resistor secara seri pada salah satu kaki LED (Light Emitting Dioda). Rangkaian dasar untuk menyalakan LED
30
(Light Emitting Dioda) membutuhkan sumber tegangan LED dan resistor sebgai pembatas arus seperti pada rangkaian berikut.
Gambar 2.10 Rangkaian dasar menyalakan LED
31
2.8 Project Board ( Bread Board )
Gambar 2.11 Project Board ( Bread Board ) Project Board atau yang sering disebut sebagai BreadBoard adalah dasar konstruksi sebuah sirkuit elektronik dan merupakan prototipe dari suatu rangkaian elektronik. Di zaman modern istilah ini sering digunakan untuk merujuk pada jenis tertentu dari papan tempat merangkai komponen, dimana papan ini tidak memerlukan proses menyolder ( langsung tancap ). Karena papan ini solderless atau tidak memerlukan solder sehingga dapat digunakan kembali, dan dengan demikian dapat digunakan untuk prototipe sementara serta membantu dalam bereksperimen desain sirkuit elektronika. Berbagai sistem elektronik dapat di prototipekan dengan menggunakan breadboard, mulai dari sirkuit analog dan digital kecil sampai membuat unit pengolahan terpusat (CPU).
32
Gambar 2.12 Jalur Bread Board Penjelasan : 2 Pasang jalur Atas dan bawah terhubung secara horisontal sampai ke bagian tengah dari breadboard. Biasanya jalur ini digunakan sebagai jalur power atau jalur sinyal yg umum digunakan seperti clock atau jalur komunikasi. 5 lobang komponen di tengah merupakan tempat merangkai komponen. Jalur ke 5 lobang ini terhubung vertikal sampai bagian tengah dari breadboard. Pembatas tengah breadboard biasanya digunakan sebagai tempat menancapkan komponen IC
33
2.9 Catu Daya Catu daya atau power supply merupakan suatu rangkaian yang mengubah arus listrik bolak-balik menjadi arus listrik searah. Catu daya menjadi bagian penting dalam elektronika yang berfungsi sebagai sumber tenaga listrik. Secara umum prinsip rangkaian catu daya terdiri atas komponen utama yaitu: transformator step-down, dioda, kondensator dan regulator. Karena tegangan keluaran dari transformator step-down masih dalam bentuk tegangan AC, sedang rangkaian elektronika dibutuhkan tegangan DC yang stabil maka perlu ditambahkan rangkaian penyearah.
1.
Penyearah setengan gelombang
Gambar 2.13 Rangkaian penyearah setengah gelombang
34
2.
Penyearah gelombang penuh
Gambar 2.14 Rangkaian penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah sudah cukup bagus jika tegangan ripple-nya kecil, namun ada masalah stabilitas tegangan jika tegangan PLN naik/turun, maka tegangan outputnya juga akan naik atau turun. Seperti rangkaian penyearah diatas, jika arus semakin besar ternyata tegangan DC keluaran juga ikut turun. Untuk beberapa aplikasi perubahan tegangan ini cukup mengganggu, sehingga diperlukan komponen aktif yang dapat meregulasi tegangan keluaran ini menjadi stabil. Regulator tegangan berfungsi sebagai filter tegangan agar sesuai keinginan, oleh karena itu biasanya dalam rangkaian power supply maka IC regulator tegangan ini selalu dipakai untuk stabilnya outputan tegangan.
35
Gambar 2.15 Susunan kaki IC regulator.
Dengan aplikasi rangkaian sebagai berikut:
Gambar 2.16 Skematik penyearah tegangan gelombang penuh dengan IC regulator
