BAB II TEORI DASAR
Bab ini berisi uraian mengenai dasar teori yang digunakan dalam perancangan pesawat Photo Therapy, terdiri dari gambaran umum alat Photo therapy dan fungsi komponen yang digunakan dalam perancangan.
2.1 IKTERUS NEONATUS Ikterus neonatus (bayi baru lahir berwarna kuning) adalah kondisi munculnya warna kuning di kulit dan selaput mata pada bayi baru lahir karena adanya bilirubin (pigmen empedu) pada kulit dan selaput mata sebagai akibat peningkatan kadar bilirubin dalam darah (hiperbilirubinemia). Bilirubin itu sendiri merupakan hasil pemecahan hemoglobin yang terkandung di dalam sel darah merah, dengan nilai normal tidak lebih dari 10mg%. Pada keadaan normal sel darah merah (eritrosit) memiliki umur tertentu dan yang telah tua akan mengalami pemecahan atau destruksi sehingga hemoglobin yang terkandung di dalamnya keluar dan pecah menjadi zat yang disebut heme dan globin. Selanjutnya heme akan diubah menjadi biliverdin dan melalui proses selanjutnya diubah menjadi bilirubin bebas atau biasa disebut bilirubin indirek
5
6
Bilirubin indirek ini dalam kadar tinggi bersifat racun, sukar larut dalam air tetapi larut dalam lemak, sulit diekskresi (dibuang) serta mudah melewati plasenta maupun membran pelindung otak. Oleh karena itu oleh organ hati (hepar/liver) bilirubin indirek ini diproses menjadi bilirubin direk yang larut dalam air dan melalui saluran empedu selanjutnya dibuang melalui usus ke dalam feses. Sewaktu bayi masih dalam kandungan, bilirubin indirek dikeluarkan melalui plasenta, selanjutnya oleh hati ibu diproses menjadi bilirubin direk dan dibuang melalui feses.
Meningkatnya kadar bilirubin sering ditemui pada bayi baru lahir (neonatus) karena pada neonatus, pembuangan melalui plasenta terputus dan bayi harus memproses di dalam hatinya sendiri untuk dapat membuangnya melalui feses. Jika fungsi hati belum sempurna misalnya bayi lahir prematur (tidak cukup bulan), atau terdapat gangguan dalam hati maka kadar bilirubin indirek dalam darah bayi dapat meningkat. Kadar bilirubin akan kembali normal dalam beberapa hari yaitu ketika organ hati sudah matang atau jika gangguan fungsi hati telah dihilangkan. Peningkatan kadar bilirubin oleh sebab kondisi patologis (karena penyakit atau gangguan kesehatan), digolongkan sebagai ikterus patologis. Ikterus dapat pula terjadi secara fisiologis (bukan merupakan penyakit atau gangguan kesehatan), karena pada neonatus produksi bilirubin dapat dua kali lebih besar
7
dari kadar bilirubin orang dewasa, disebabkan umur eritrosit neonatus lebih pendek dibanding umur eritrosit orang dewasa. Selain hal-hal yang telah diuraikan di atas, ikterus neonatus juga memang dapat disebabkan oleh karena ketidakcocokan (inkompatibilitas) golongan darah, yang biasa disebut inkompatibilitas ABO dalam sistem golongan darah ABO. Pengaruh sinar terhadap ikterus telah diperkenalkan oleh chemer sejak 1958. Teori baru mengemukakan bahwa terapi sinar dapat mengubah senyawa bilirubin menjadi bentuk senyawa
isomernya. Bentuk isomer ini larut dalam
plasma dan lebih mudah diekresi oleh hepar ke dalam empedu. Peningkatan bilirubin isomer di dalam empedu menyebabkan bertambahnya pengeluaran cairan empedu ke dalam usus, sehingga peristaltic (gerakan meliuk-liuk saluran cerna) usus meningkat dan bilirubin akan lebih cepat meninggalkan usus halus. Terapi sinar dilakukan pada semua pasien dengan kadar bilirubin indirek lebih dari 10 mg/dl dan pada bayi dengan proses hemolisis (penguraian eritrosit dan menjadi bebasnya hemoglobin) yang ditandai dengan adanya ikterus pada hari pertama kelahirannya. Pada saat penyinaran, diusahakan agar bagian tubuh yang terpapar dapat seluas-luasnya, yaitu dengan membuka pakaian bayi. Posisi bayi sebaiknya diubah-ubah setip 6-8 jam agar bagian tubuh yang terkena cahaya dapat menyeluruh. Kedua mata dan gonad bayi ditutup dengan bahan yang dapat memantulkan cahaya, selama penyinaran kadar bilirubin dan hemoglobin bayi dipantau secara berkala dan terapi dihentikan apabila kadar bilirubin menurun kurang dari 10 mg/dl. Lamanya penyinaran biasanya tidak lebih dari 100 jam.
8
Penghentian atau peninjauan kembali penyinaran juga dilakukan apabila ditemukan efek samping terapi sinar. Beberapa aspek penting yang harus diselesaikan antara lain dehidrasi, kelainan kulit, iritasi dan lain-lain. Efek samping ini biasanya bersifat sementara, kadang-kadang penyinaran dapat diteruskan sementara keadaan yang menyertainya diperbaiki.
2.2 GAMBARAN UMUM PESAWAT PHOTO THERAPY Fungsi dari alat ini adalah salah satu peralatan medis yang digunakan sebagai terapi sinar untuk bayi lahir kuning. Blue light adalah lampu sinar biru untuk bayi baru lahir dan premature dengan gejala Neonatal jaundice yaitu kulit dan mata bayi kekuning-kuningan karena kadar bilirubin darah di atas rata-rata normal. Menggunakan lampu biru (blue light) sebagai lampu sumbernya, lampu ini hanya akan memberikan cahaya yang mempunyai panjang gelombang 400-550 nanometer. Jika menggunakan sumber lampu blue light, maka diperlukan sebuah filter yang hanya melewatkan cahaya dengan pajang gelombang antara 400-550 nanometer dan menolak semua cahaya dengan panjang gelombang lain. Pesawat photo therapy dapat dilihat pada gambar 2.1 pesawat Neonatal NE006, yang terdiri dari 6 buah lampu blue light dengan panjang gelombang 420480 nm dengan jarak antara lampu dengan pasien sebesar 45cm.
9
Gambar 2.1 Pesawat Photo Theraphy Neonatal NE006
2.3 SENSOR SUHU LM35 Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronikaelektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan. Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap 1°C akan menunjukan tegangan sebesar 10mV. Pada penempatannya
10
LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01°C karena terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor suhu LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya.
Gambar 2.2 sensor suhu LM35
IC LM35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangka sensor mulai dari -55 C sampai dengan 150 C. Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor. Adapun keistimewan dari IC LM35 adalah : Kalibrasi dalam satuan derajat celcius. Linieritas +10mV/°C.
11
Akurasi 0,5°C pada suhu ruang. Range +2°C – 150°C. Dioperasikan pada catu daya 4V – 30V. Arus yang mengalir kurang dari 60 mikro ampere.
2.4 MIKROKONTROLER ATMEGA8535
Gambar 2.3 Mikrokontroler ATmega8535
Mikrokontroler merupakan sebuah sistem komputer yang seluruh atau sebagian besar elemennya dikemas dalam satu chip IC, sehingga sering disebut single chip microcomputer. Lebih lanjut, mikrokontroler merupakan sistem komputer yang mempunyai satu atau beberapa tugas yang sangat spesifik, berbeda dangan PC (Personal Computer) yang memiliki beragam fungsi. Perbedaan lainnya adalah perbandingan RAM dan ROM yang sangat berbeda antara komputer dengan mikrokontroler. Teknologi mikroprosessor telah mengalami perkembangan. Hal sama terjadi pada teknologi mikrokontroler. Jika pada mikroprosessor terdahulu menggunakan teknologi CISC seperti prosessor intel 386/486 maka pada
12
mikrokontroler produksi ATMEL adalah jenis MSC (AT89C51, AT89S51, dan AT89S52). Setelah mengalami perkembangan, teknologi mikroprosessor dan mikrokontroler mengalami peningkatan yang terjadi pada kisaran tahun 1996 s/d 1998 ATMEL mengeluarkan teknologi mikrokontroler terbaru berjenis AVR (Alf and Vegard‟s Risc processor) yang menggunakan teknologi RISC (Reduce Instruction Set Computer) dengan keunggulan lebih banyak dibandingkan pendahulunya, yaitu mikrokontroler jenis MCS. Mikrokontroler jenis MCS memiliki kecepatan frekuensi kerja 1/12 kali frekuensi osilator yang digunakan, sedangkan pada kecepatan frekuensi kerja AVR sama dengan kecepatan frekuensi kerja osilator yang digunakan. Jadi apabila menggunakan frekuensi osilator yang sama, maka AVR mempunyai kecepatan kerja 12 kali lebih cepat dibandingkan dengan MCS. ATMega8535 adalah mikrokontroler CMOS 8 bit daya rendah berbasis arsitektur RISC. Instruksi dikerjakan pada satu siklus clock, ATMega8535 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz, hal ini membuat ATMega8535 dapat bekerja dengan kecepatan tinggi walaupun dengan penggunaan daya rendah. Mikrokontroler ATmega8535 memiliki beberapa fitur atau spesifikasi yang menjadikannya sebuah solusi pengendali yang efektif untuk berbagai keperluan.
Fitur-fitur tersebut antara lain:
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yang terdiri atas Port A, B, C dan D 2. ADC (Analog to Digital Converter)
13
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan 4. CPU yang terdiri atas 32 register 5. Watchdog Timer dengan osilator internal 6. SRAM sebesar 512 byte 7. Memori Flash sebesar 8kb dengan kemampuan read while write 8. Unit Interupsi Internal dan External 9. Port antarmuka SPI untuk men-download program ke flash 10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi 11. Antarmuka komparator analog 12. Port USART untuk komunikasi serial
2.4.1
Konfigurasi pin ATmega8535 Konfigurasi pin mikrokontroler AVR ATmega8535 untuk 40 pin DIP
(Dual In line Package) ditunjukkan pada gambar 2.4 berikut ini :
14
Gambar 2.4 Konfigurasi pin ATmega8535
Untuk dapat memahami lebih jauh tentang konfigurasi pin ATmega8535 maka pada tabel 1.1 diberikan deskripsi/penjelasan kaki-kaki atau pin ATmega8535.
No. Pin
Nama Pin
Keterangan
10
VCC
Catu daya
11
GND
Ground
40 33
PortA: PA0 – PA7
Port I/O dua arah dilengkapi internal pull up
(ADC0 – ADC7)
resistor. Port ini juga dimultipleks dengan masukan analog ke ADC 8 kanal
17
PortB: PB0 – PB7
Port I/O dua arah dilengkapi internal pull up
15
resistor. Fungsi lain dari port ini masingmasing adalah: Port Pin
Fungsi lain
PB0
T0 (timer/counter0 external counter input)
PB1
T1 (timer/counter1 external counter input)
PB2
AIN0 (analog compsrstor positive input)
PB3
AIN1 (analog comparator positive input)
PB4
SS (SPI slave select input)
PB5
MOSI (SPI bus master output/ slave input)
PB6
MISO (SPI bus master input/ slave output)
PB7 22 29
PortC: PC0 – PC7
SCK (SPI bus serial clock)
Port I/O dua arah dilengkapi internal pull up resistor. Dua pin yaitu PC6 dan PC7 berfungsi sebagai osilator eksternal untuk timer/counter2
14 21
PortD: PD0 – PD7
Port I/O dua arah dilengkapi internal pull up resistor. Fungsi lain dari port ini masing-
16
masing adalah: Port Pin
Fungsi lain
PD0
RXD (UART input line)
PD1
TXD (UART output line)
PD2
INT0 (External interrupt 0 input)
PD3
INT1 (External interrupt 1 input)
PD4
OC1B (timer/counter1 output compareB match output)
PD5
OC1A (timer/counter1 output compareA match output)
PD6
ICP (timer/counter1 input capture pin)
PD7
OC2 (timer/counter2 output Compare match output)
9
RESET
Masukan reset. Sebuah reset terjadi jika pin ini diberi logika low melebihi periode minimum yang diperlukan
13
XTAL1
Masukan ke inverting oscillator amplifier dan masukan ke rangkaian internal clock
12
XTAL2
Keluaran dari inverting oscillator amplifier
30
AVCC
Catu daya untuk port A dan ADC
31
AGND
Analog ground
32
AREF
Referensi masukan analog untuk ADC
17
2.4.2
Arsitektur ATmega8535
Mikrokontroler ATmega8535 merupakan mikrokontroler 8-bit teknologi CMOS dengan konsumsi daya rendah yang berbasis arsitektur enhanced RISC AVR. Dengan eksekusi instruksi yang sebagian besar hanya menggunakan satu siklus clock, ATmega8535 mencapai throughput sekitar ! MIPS per MHz yang mengizinkan perancang sistem melakukan optimasi konsumsi daya versus kecepatan pemrosesan. Prosesor AVR menggabungkan set instruksi yang kaya dengan 32 register umum (general purpose registers, GPRs). Ke semua 32 register tersebut dikoneksikan langsung dengan Arithmetic Logic Unit (ALU), mengizinkan dua register independen untuk diakses dalam satu instruksi yang dieksekusi dalam satu siklus clock. Arsitektur yang dihasilkan adalah arsitektur yang kode operasinya lebih efisien serta pencapaian throughputnya hingga sepuluh kali lebih cepat daripada mikrokontroler CISC (Complex Instruction Set Computer) konvensional. ATmega8535
menyediakan
fitur-fitur:
8k
byte
memori
In-system
Programmable Flash dengan kemampuan Read-While-Write, 512 byte EEPROM, 512 byte SRAM, 32 saluran I/O untuk keperluan umum, 32 register GPR, tiga buah flexible Timer/Counter dengan compare mode, interupsi internal dan eksternal, serial programmable USART, satu byte diarahkan untuk Two-wire serial Interface, 8-kanal ADC 10-bit dengan optional differential input stage dengan programmable gain untuk kemasan TQFP, sebuah programmable Watchdog Timer dengan Internal Oscillator, sebuah SPI serial port, dan enam software selectable power saving modes. Idle mode menghentikan CPU sementara
18
mengizinkan SRAM< Timer/Counter, SPI port, dan sistem interupsi untuk kontinuitas operasi. Power-down mode menghemat isi-isi register tetapi freezes the Oscillator, melumpuhkan semua chip lainnya hingga interupsi berikutnya atau reset perangkat keras. Pada power-save mode, timer asinkron tetap beroperasi, mengizinkan pemakai untuk tetap menjaga basis waktu sambil device lainnya sedang tidur. ADC Noise Reduction mode menghentikan CPU dan semua modul I/O kecuali timer asinkron dan ADC, untuk mengurangi switching noise selama konversi ADC berlangsung. Pada Standby mode, osilator Kristal/asolator resonator tetap berjalan sementara device lainnya sedang tidur. Hal ini mengizinkan start-up yang sangat cepat yang dikombinasikan dengan konsumsi daya rendah. Pada Extended Standby Mode, osilator utama dan timer asinkron tetap berjalan. Pada On-chip ISP Flash mengizinkan memori program untuk deprogram ulang dalam sistem melalui sebuah antarmuka SPI serial, dengan menggunakan programmer memori nonvolatile konvensional, atau dengan sebuah On-chip Boot program yang sedang beroperasi pada AVR core. Boot program dapat menggunakan antarmuka apapun untuk mengunduh program aplikasi kedalam Application Flash memory. Perangkat lunak pada Boot Flash section akan tetap beroperasi ketika Application Flash Section di-„update‟, menyediakan operasi Read-While-Write yang sebenarnya. Dengan menggunakan CPU 8-bit RISC dengan In-System Self-Programmable Flash pada sebuah chip monolitik, Atmel, ATmega8535 merupakan mikrokontroler yang tangguh yang menyediakan fleksibilitas tinggi dan solusi biaya efektif untuk berbagai aplikasi control embedded.
19
Beberapa fitur utama yang tersedia pada ATmega8535 adalah : Port I/O 32 bit, yang dikelompokkan dalam : PortA, PortB, PortC, dan PortD Analog to Digital Converter 10-bit sebanyak 8 input Timer/Counter sebanyak 3 buah CPU 8 bit yang terdiri dari 32 register Watchdog Timer dengan osilator internal SRAM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi Analog Comparator Komunikasi serial standar USART dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps Frekuensi clock maksimum 16 MHz
20
Gambar 2.5 Diagram Blok Arsitektur Mikrokontroler ATmega8535
2.4.3
Peta Memori ATmega8535 Mikrokontroler ATmega8535 memiliki dua jenis memori yaitu memori
data (SRAM) dan memori program (Memori Flash). Disamping itu juga
21
dilengkapi memori EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) untuk penyimpanan data tambahan yang bersifat nonvolatile. Memori EEPROM ini mempunyai lokasi yang terpisah dengan sistem register alamat, register data, dan register control yang dibuat khusus untuk EEPROM. A. Memori Data (SRAM) Memori data dibagi menjadi tiga, yaitu : 1) Terdapat 32 register keperluan umum (general purpose register-GPR biasa disebut register file didalam teknologi RISC). 2) Terdapat 64 register untuk keperluan input/output (I/O register). 3) Terdapat 512 byte SRAM internal. Selain itu terdapat pula EEPROM 512 byte sebagai memori data yang dapat diprogram saat beroperasi. B. Memori Program (Memori Flash) Mikrokontroler ATmega8535 memiliki On-Chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, memori program dibagi menjadi dua bagian yaitu Boot Flash Section dan Application Flash Section. Boot Flash Section digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan. Application Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang dibuat pengguna. Mikrokontroler AVR tidak dapat deprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurasi bit di-register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka program pada Application Flash Section juga sudah aman.
22
Gambar 2.6 Peta Memori AVR ATmega8535
2.4.4
Register ATmega8535 ALU (Arithmetic Logic Unit) melakukan operasi-operasi seperti operasi
bit, operasi aritmatika, dan operasi logika terhadap isi register dan menulis kembali hasilnya ke dalam register yang berada dalam register file. Operasioperasi ini dilakukan dalam sebuah siklus clock tunggal, setiap operasi ALU mempengaruhi flag-flag yang ada di dalam register STATUS dan tergantung pada instruksi yang dikerjakan. Register-register yang terdapat di dalam prosesor yang membantu pekerjaan ALU disebut register file atau disebut juga register umum (general purpose registers, GPR). Penamaan register file ini mengikuti urutan angka yaitu
23
dari R0, R1, … s.d R31. Jadi total jumlah register ini 32 buah yang masingmasing lebarnya 8-bit. Register file dikelompokkan dalam dua bagian yaitu: 1. Kelompok register bawah: R0 – R15. Kelompok register ini tidak dapat digunakan untuk mengakses immediate operand (atau data konstanta) dan hanya bisa antar-register, SRAM, atau register port I/O. 2. Kelompok register atas: R16 – R31. Kelompok register ini selain akses antar-register, SRAM, atau register port I/O, juga dapat mengakses immediate operand. Disamping itu di dalam register file terdapat tiga pasang register yang dapat digunakan sebagai penunjuk (pointer) ke alamat tertentu, yaitu XH:XL (R27:R26), YH:YL (R29:R28) dan ZH:ZL (R31:R30). Dari ketiga pasang register ini, pointer Z (R31:R30) mempunyai tambahan fungsi khusus: dapat mengakses/menunjuk ke alamat memori program.
2.4.4.1 Status Register (SREG) Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroler.
Gambar 2.7 Status register ATmega8535
24
Bit 7 – 1 : Global Interrupt Enable Jika bit Global Interrupt Enable di-set, maka fasilitas interupsi dapat dijalankan. Bit ini akan clear ketika ada interupsi yang dipicu dari hardware, setelah program interupsi dieksekusi, maka bit ini harus di-set kembali dengan instruksi SEI. Bit 6 – T : Bit Copy Storage Instruksi bit copy BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit. Bit 5 – H : Half Carry Flag Half Carry Flag adalah carry out yang berasal dari bit 3 ke bit 4. Digunakan untuk operasi BCD. H=1 jika ada carry out dari bit 3 pada penjumlahan, atau borrow in pada bit 3 pada pengurangan. Half Carry Flag H digunakan pada operasi bilangan BCD (Binary Coded Decimal). Bit 4 – S : Sign Bit Bit S merupakan hasil operasi XOR antara Negative Flag N dan Two‟s Complement Overflow Flag V. Bit 3 – V : Two‟s Complement Overflow Flag Overflow flag digunakan dalam operasi aritmatika bilangan. Bit 2 – N : Negative Flag Bit ini set, jika operasi aritmatika menghasilkan bilangan negatif. N=1 jika bit MSB adalah 1; yang menunjukkan hasil negatif jika anda menggunakan sigend
25
interpretation N=0 jika bit MSB adalah 0. Bit 1 – Z : Zero Flag Bit ini set, jika operasi aritmatika menghasilkan bilangan nol. Z=1 jika hasil operasi adalah nol, dan Z=0 jika tidak sama dengan nol. Bit 0 – C : Carry Flag Carry flag digunakan dalam operasi aritmatika bilangan tidak bertanda. C=1 jika ada carry out dari most significant bit (MSB) pada operasi penjumlahan, atau ada borrow in pada MSB dari suatu operasi pengurangan; dan jika tidak maka C=0. Carry flag juga dipengaruhi oleh operasi pergeseran (shift) dan rotasi (rotate).
2.5 TRANSISTOR Sejarah transistor pada awalnya di temukan oleh William Shockley dan John Barden pada tahun 1948. Transistor awal mulanya di pakai dalam praktek pada tahun 1958. Pada saat ini ada dua jenis tipe transistor, yaitu transistor tipe P – N – P dan transistor jenis N – P – N. Dalam rangkaian difital, transistor di gunakan sebagai saklar untuk kecepatan tinggi.
26
Gambar 2.8 Bentuk fisik Transistor
Transistor merupakan komponen semikonduktor yang berfungsi sebagai penguat, switching (penyambung dan pemutus), menstabilkan tegangan, dan modulasi sinyal. Secara umum transistor memiliki 3 terminal yaitu Emitor (E), Basis (B) dan Kolektor (C). Pada prinsipnya transistor merupakan dua buah dioda yang saling dipertemukan, yaitu dioda Basis-Emitor dan dioda Basis-Kolektor. Dengan adanya dua kemungkinan untuk mempertemukan kedua buah dioda tersebut, maka akan terdapat dua jenis transistor yang dibentuk, yaitu transistor NPN (Negatif Positif Negatif) bila yang dipertemukan anodanya dan transistor PNP (Positif Negatif Positif) bila yang dipertemukan katodanya.
Gambar 2.9 Simbol skematik transistor NPN dan PNP
27
Prinsip Transistor sebagai Penguat (amplifier): artinya transistor bekerja pada wilayah antara titik jenuh dan kondisi terbuka (cut off), tetapi tidak pada kondisi keduanya. Prinsip Transistor sebagai penghubung (saklar) : transistor akan mengalami Cutoff apabila arus yang melalaui basis sangat kecil sekali sehinga kolektor dan emitor akan seperti kawat yang terbuka, dan Transistor akan mengalami jenuh apabila arus yang melalui basis terlalu besar sehingga antara kolektor dan emitor bagaikan kawat terhubung dengan begitu tegangan antara kolektor dan emitor Vce adalah 0 Volt dari cara kerja diataslah kenapa transistor dapat difungsikan sebagai saklar.
2.6 RELAY
Gambar 2.10 Bentuk fisik dari relay Relay merupakan komponen output yang paling sering digunakan pada beberapa peralatan elektronika dan di berbagai bidang lainnya. Relay berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik yang dikontrol dengan memberikan tegangan dan arus tertentu pada koilnya.
28
Pada dasarnya relay adalah sebuah kumparan yang dialiri arus listrik sehingga kumparan mempunyai sifat sebagai magnet. Magnet sementara tersebut digunakan untuk menggerakan suatu sistem saklar yang terbuat dari logam sehingga pada saat relay dialiri arus listrik maka kumparan akan terjadi kemagnetan dan menarik logam tersebut, saat arus listrik diputus maka logam akan kembali pada posisi semula. Relay terdiri dari coil dan contact. Coil adalah gulungan kawat yang mendapat arus listrik, sedangkan contact adalah sejenis saklar yang pergerakannya tergantung dari ada atau tidaknya arus listrik pada coil. Contact ada dua jenis yaitu Normally Open (kondisi awal sebelum diaktifkan open), dan Normally Closed ( kondisi awal sebelum diaktifkan close).
Gambar 2.11 Bentuk Schematic Relay
29
2.7 BUZZER Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hamper sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus listrik sehingga menjadi electromagnet, 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 bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indicator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).
Gambar 2.12 Bentuk fisik dari buzzer
2.8 LCD (LIQUID CRYSTAL DISPLAY) LCD (Liquid Crystal Display) merupakan salah satu perangkat penampil yang sekarang ini mulai banyak digunakan. Penampil LCD mulai dirasakan menggantikan fungsi dari penampil CRT (Cathode Ray Tube), yang sudah
30
berpuluh-puluh tahun digunakan sebagai penampil gambar/text baik monokrom (hitan dan putih) maupun yang berwarna. Beberapa keuntungan LCD dibandingkan dengan CRT adalah konsumsi daya yang relative kecil, lebih ringan, tampilan yang lebih bagus, dan (menurut penulis) ketika berlama-lama didepan monitor, monitor CRT lebih cepat memberikan kejenuhan pada mata dibandingkan dengan LCD.
Gambar 2.13 Bentuk fisik dari LCD 16x4
LCD memanfaatkan silicon atau gallium dalam bentuk Kristal cair sebagai pemendar cahaya. Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua dimensi piksel yang dibagi dalam baris dan kolom. Dengan demikian, setiap pertemuan baris dan kolom adalah sebuah LED terdapat sebuah bidang latar (backplane), yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda transparan. Dalam keadaan normal, cairan yang digunakan memiliki warna cerah. Daerah-daerah tertentu pada cairan akan
31
berubah warnanya menjadi hitam ketika tegangan diterapkan antara bidang latar dan pola elektroda yang terdapat pada sisi dalam lempeng kaca bagian depan.
2.9 CATU DAYA / POWER SUPPLY Catu daya atau power supply adalah alat atau sistem yang berfungsi untuk menyalurkan energi listrik. Secara prinsip rangkaian power supply adalah menurunkan tegangan AC, menyearahkan tegangan AC sehingga menjadi DC, menstabilkan tegangan DC, yang terdiri atas transformator, diode, dan kapasitor/kondensator. Tegangan jala-jala 220 volt dari listrik PLN diturunkan oleh trafo atau transformator penurun tegangan yang menerapkan perbandingan lilitan. Dimana perbandingan lilitan dari suatu transformator akan dipengaruhi oleh perbandingan tegangan yang dihasilkan. Tegangan yang dihasilkan oleh rafo masih berbentuk gelombang AC dan harus disearahkan dengan menggunakan penyearah. Rangkaian penyearah yang digunakan memanfaatkan 4 buah diode yang telah dirancang untuk bisa meloloskan kedua siklus gelombang AC menjadi satu arah saja. Power supply diharapkan dapat melakukan fungsi berikut ini : Rectification : konversi input listrik AC menjadi DC. Voltage Transformation : memberikan keluaran tegangan / voltage DC yang sesuai dengan yang dibutuhkan. Filtering : menghasilkan arus listrik DC yang lebih “bersih”, bebas dari ripple ataupun noiselistrik yang lain.
32
Regulation : mengendalikan tegangan keluaran agar tetap terjaga, tergantung pada tingkatan yang diinginkan, beban daya, dan perubahan kenaikan temperature kerja juga toleransi perubahan tegangan daya input. Isolation : memisahkan secara elektrik output yang dihasilkan dari sumber input. Protection : mencegah lonjakan tegangan listrik (jika terjadi), sehingga tidak terjadi pada output, biasanya dengan tersedianya sekering untuk auto shutdown jika hal tersebut terjadi.
