PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM TELEMETRI SUHU RUANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER
(DESIGN AND IMPLEMENTATION OF TELEMETRY SYSTEM FOR ROOM TEMPERATURE BASED ON MICROCONTROLLER)
TUGAS AKHIR Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan program studi strata satu (S1) di Institut Teknologi Telkom
Disusun oleh: MANIK ALIT WASTHARINI 111061033
FAKULTAS ELEKTRO DAN KOMUNIKASI INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM BANDUNG 2010
LEMBAR PENGESAHAN
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM TELEMETRI SUHU RUANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER
DESIGN AND IMPLEMENTATION OF TELEMETRY SYSTEM FOR ROOM TEMPERATURE BASED ON MICROCONTROLLER
Telah diperiksa dan disetujui sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program Strata 1 pada Fakultas Elektro dan Komunikasi Institut Teknologi Telkom
Oleh : Manik Alit Wastharini 111061033
Bandung, Juli 2010
Disahkan oleh : Pembimbing I
Pembimbing II
Dharu Arseno,Ir.MT.
Iswahyudi Hidayat, ST.MT.
NIP : 02690271-1
NIP : 02770269-1
ii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS
Tugas Akhir ini merupakan karya orisinal saya sendiri. Atas pernyataan ini, saya siap menanggung resiko/sanksi yang dijatuhkan kepada saya apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap kejujuran akademik atau etika keilmuan dalam karya ini, atau ditemukan bukti yang menunjukan ketidakaslian karya ini.
Bandung,
Juli 2010
Manik Alit Wastharini
iii
ABSTRACT
Telemetry is a process of measuring parameters of an object (i.e. a thing, space, or environmental condition) and transferring the output to other media through wired-datatransfer-mechanism or wireless communication. Then, it can be directly utilized or analyzed first for specific purposes. In this final project, telemetry system will be used to design a system that can measure room temperature. It is expected to enhance the, currently used, temperature control system. Nowadays, the means of controlling temperature is still done manually or by using remote control wherever the instrumentation is placed. With the telemetry system, temperature control can be done from afar. In this final project, RF (YS1020-UA) module is used to build the design and implementation of telemetry-system-enhanced
temperature
measurement.
Telemetry
instrumentations consist of hardware and software, which is located in both receiver and transmitter. In the transmitter, there is a temperature sensor that is integrated with microcontroller ATMega8535 and transmitted using YS1020-UA module. The YS1020-UA module in receiver will accept the transmission and connects it to PC. Temperature controlling is done in receiver by transmitting minimum standard temperature to activate the fan. The examination of telemetry system is done in power supply block, temperature sensor, fan motor driver, microcontroller, RF module, and application in PC. The result of the examination shows that system works well. The time average for one temperature data transmission is 0.148 seconds in indoor condition. Failing rate that happens in 128 times temperature data transmissions is 6.25% with the maximum distance of 70 meters. Key words: telemetry, PWM, RF module, temperature sensor, microcontroller ATMega8535
iv
ABSTRAKSI
Telemetri adalah proses pengukuran parameter suatu obyek (benda, ruang, kondisi alam), yang hasil pengukurannya di kirimkan ke tempat lain melalui proses pengiriman data baik dengan menggunakan kabel maupun tanpa menggunakan kabel (wireless), selanjutnya data tersebut dapat dimanfaatkan langsung atau dianalisa untuk keperluan tertentu. Dalam tugas akhir ini, akan dirancang sistem pengukuran suhu menggunakan telemetri. Dengan menggunakan sistem telemetri diharapkan memberikan kemudahan bagi manusia dalam sistem pengendalian suhu. Apalagi saat ini pengontrolan suhu masih dilakukan secara manual atau menggunakan remote control, dimana pengontrolan dilakukan di tempat perangkat berada. Dengan menggunakan sistem telemetri, pengontrolan suhu dapat dilakukan di tempat berbeda. Desain dan realisasi sistem pengukuran suhu ruangan menggunakan sistem telemetri, dalam hal ini menggunakan modul RF (YS1020-UA). Perangkat telemetri terdiri dari hardware dan software, dimana perangkat ini terdapat dibagian pengirim dan penerima. Di bagian pengirim terdapat sensor suhu yang akan terintegrasi dengan mikrokontroler ATMega8535 kemudian ditransmisikan menggunakan perangkat YS1020-UA. Setelah ditransmisikan, di bagian penerima akan diterima oleh YS1020-UA dan dihubungkan dengan PC. Pengontrolan suhu dilakukan dibagian penerima, dengan mengirimkan suhu standar minimal untuk mengaktifkan kipas. Pengujian sistem dilakukan mulai dari blok catu daya, sensor suhu, driver motor kipas, mikrokontroler, RF modul, dan aplikasi pada PC. Hasil dari pengujian tersebut menunjukkan bahwa sistem dapat bekerja dengan baik. Rata-rata waktu yang dibutuhkan untuk satu kali pengiriman data suhu adalah 0.148 detik pada kondisi terdapat obstacle. Faktor kegagalan yang terjadi dari 128 pengiriman data suhu adalah 6.25% dengan jarak maksimum 70 meter. Kata kunci : telemetri, PWM, RF modul, sensor suhu, mikrokontroler ATMega8535
v
KATA PENGANTAR Puji dan syukur senantiasa terpanjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan nikmat keimanan, nikmat kesehatan, dan ilmu-Nya serta kekuatan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Tugas akhir yang berjudul “PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM TELEMETRI SUHU RUANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER” ini penulis rancang dengan tujuan agar dapat menjadi alternatif lain dalam sistem pengendalian atau monitoring suhu ruangan. Dalam menyelesaikan tugas akhir ini penulis menyadari masih terdapat banyak kekurangan yang dilakukan. Oleh karena itu penulis sangat membuka kesempatan untuk berbagai pihak untuk memberikan kontribusi berupa saran dan kritikan yang membangun agar tugas akhir ini menjadi teknologi lebih baik lagi.
Bandung, Juli 2010
Penulis
vi
UCAPAN TERIMA KASIH Dalam melaksanakan tugas akhir ini banyak pihak yang memberikan kontribusi berupa bantuan, masukan, dorongan yang sangat berharga dan tidak akan penulis lupakan. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Orang tua penulis yang telah membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan masa studi di kampus IT Telkom dengan baik serta memberikan doa dan dukungannya baik moral maupun materi yang tidak pernah terputus. 2. Bapak Dharu Arseno, Ir. MT. selaku pembimbing I dan Bapak Iswahyudi Hidayat, ST.MT. selaku pembimbing II yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. 3. Adikku yang pintar dan cerdas Ade Pramono, terima kasih buat kebaikannya membantu dan mengajari bahasa pemprograman Visual Basic. Tengkyu ya selama di Surabaya selalu di beliin makan. Buat adikku yang paling kecil Nining Pratiwi, makasi ya udah selalu ngingetin jangan lupa pulang. Hahaha.. 4. Sahabat kecilku Nafi Al Anshori yang selalu menemani diriku mengerjakan TA di lab mulai dari nyolder, ngebor, ngeprogram, sampe makan dan solat pun kamu temenin. Tanpa dirimu juga, pengukuranku tidak akan beres-beres. Ayo fi! cepat bereskan PAmu juga. Buat Wicak, makasi atas bantuannya waktu bikin PCB dan saran-sarannya waktu bikin driver motor. Seminggu hardware, seminggu software. Hebat banget dah kamu Cak ngerjain PA. ck..ck..ck..Buat Samsul, makasi atas bantuannya mengajari diriku ngeprogram mikro, tanpa dirimu programku pasti ga bisa jalan sampe sekarang. Ayo Sul! TMS? hajar aja.. hehhe.. Buat Ilham Bengkel, makasi atas saran-sarannya di awal – awal ngerjain TA. Jadi inget, kamu sampe nyariin aku bahan SPI segala. Jadi terharu, walaupun akhirnya ga kepake. Hikss.. Irma, Andi, Uudz, Nova yang selalu nanyain dan ngingetin aku buat ngerjain TA. Aku kerjain kok teman-teman. Ni buktinya dah beres. Heheh… 5. Anak-anak “X-treme” (Ridla, Ruri, Ica, Putri). Suka, duka, capek, senang, jenuh, stress kita lalui bersama dalam mengerjakan TA. Jangan lupain persahabatan kita ya. Emang kita yang paling extreme. Hahaha… 6. Teman – teman Lab Elka dari angkatan 2005 (kak Dicka, kak Favian, kak Daus, kak Uyik, kak Aji, mbak Fieda, mbak Fifah, dll), temen- temen seangkatan 2006 (Ucup, Ela, Ayu, Charis) yang sekarang udah jarang ketemu, angkatan 2007 (Yudin, Rossy,
vii
Nur, Devi, Nia, Faiz, Uji, Thomy, Ali, Ardi, Tandra, Oka, Budi), angkatan 2008 (Elisha, Rudi, Adit) dan semuanya yang telah memberikan semangat untuk ngerjain TA. 7. Teman – teman C201 (Rahmat, Risma, Andi, Eksan, Damar, Didit, Septi (Nce), Kak Idrus, Wulan, Yolen, Emi, Sari dan temen-temen yang lain ga kesebut, maaf ya..). Temen – temen seberang lab (Lab Bengkel) (Kiki, Vina, Ovi, Mas Gondo, Silva, Catur, dll). Pokoknya semua temen- temen lab lain dah. Makasi ya.. 8. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Yang turut membantu dalam memotivasi penulis.
Semoga semua pengorbanan yang dikeluarkan mendapat balasan yang setimpal dari Allah SWT. Amin.
viii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................................ i HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ........................................................ iii ABSTRACT.................................................................................................................. iv ABSTRAKSI ................................................................................................................. v KATA PENGANTAR .................................................................................................. vi UCAPAN TERIMA KASIH ....................................................................................... vii DAFTAR ISI ................................................................................................................ ix DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. xii DAFTAR TABEL ..................................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang .......................................................................................................... 1 1.2 Rumusan masalah ...................................................................................................... 2 1.3 Tujuan dan manfaat ................................................................................................... 2 1.4 Batasan masalah ........................................................................................................ 2 1.5 Metodologi penelitian ................................................................................................ 2 1.6 Sistematika Penulisan ................................................................................................ 3
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pengertian Telemetri ................................................................................................ 5 2.2 Sensor Suhu .............................................................................................................. 5 2.3 H-Bridge ................................................................................................................... 6 2.4 ATMega8535 ............................................................................................................ 7 2.4.1 Arsitektur ATmega8535 ................................................................................... 7 2.4.2 Konfigurasi pin ATMega8535 .......................................................................... 9 2.4.3 ADC (Analog to Digital Converter) ................................................................ 10 2.4.4 PWM (pulse width modulation) ...................................................................... 12 2.4.5 Komunikasi serial mikrokontroler AVR Atmega 8535 ..................................... 14 2.4.5.1 Komunikasi serial USART Atmega 8535 ............................................. 14 2.4.5.2. Konfigurasi Serial DB-9 ...................................................................... 17 2. 5 Liquid Crystal Display (LCD) ................................................................................ 17 2.5.1 Pin-Pin LCD .................................................................................................. 17 ix
2.5.2 Struktur Memori LCD ................................................................................... 18 2.6 YS1020 RF Modul .................................................................................................. 19 2.7 Catu Daya ............................................................................................................... 20 2.8 Bahasa C ................................................................................................................. 20 2.9 Microsoft Visual Basic 2008 ................................................................................... 22
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI SISTEM 3.1 Diagram Alir Perancangan ...................................................................................... 23 3.2 Spesifikasi Perangkat .............................................................................................. 24 3.3 Perancangan Sistem................................................................................................. 25 3.3.1 Perancangan Hardware ................................................................................... 26 3.3.1.1 Rangkaian Sensor Suhu ....................................................................... 26 3.3.1.2 Rangkaian Driver Motor Kipas............................................................ 27 3.3.1.3 Rangkaian Catu Daya .......................................................................... 28 3.3.1.4 Rangkaian RF Module ........................................................................ 28 3.3.1.5 Rangkaian LCD .................................................................................. 30 3.3.1.6 Rangkaian Mikrokontroler .................................................................. 30 3.3.2 Perancangan Software..................................................................................... 31 3.3.2.1 Perancangan Program Di Mikrokontroler ........................................... 31 3.3.2.2 Perancangan Program Aplikasi ........................................................... 34
BAB IV PENGUKURAN DAN ANALISA 4.1 Pengukuran Sinyal Keluaran Blok Hardware ........................................................... 36 4.1.1 Pengukuran Blok Catu Daya .......................................................................... 36 4.1.2 Pengujian Sensor Suhu LM 35 ....................................................................... 37 4.1.3 Pengukuran Blok Driver Motor Kipas ............................................................ 40 4.1.3.1 Pengukuran Keluaran Mikrokontroler (titik A) ................................... 40 4.1.3.2 Pengukuran Keluaran IC L293 (titik B dan C) .................................... 42 4.1.4 Pengukuran Blok Serial ................................................................................. 44 4.1.4.1 Pengukuran sinyal antara mikrokontroler dan RF modul .................... 44 4.1.4.2 Pengukuran sinyal antara RF modul dan komputer ............................. 45 4.1.5 Pengukuran performansi dan analisis komunikasi RF antara mikrokontroler dan komputer ................................................................................................ 46 4.1.5.1 Pengukuran dengan kondisi obstacle ................................................. 46 x
4.1.5.2 Pengukuran dengan kondisi loss space .............................................. 47 4.2 Pengujian Program Aplikasi .................................................................................... 49 4.2.1 Pengujian Penerimaan Data ........................................................................... 49 4.2.2 Pengujian Pengiriman Data ............................................................................ 50 4.3 Analisa kerja sistem keseluruhan ............................................................................. 52
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ............................................................................................................. 53 5.2 Saran ....................................................................................................................... 54
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN RANGKAIAN SKEMATIK LAMPIRAN PROGRAM BAHASA C ATMEGA8535 LAMPIRAN PROGRAM APLIKASI LAMPIRAN DATASHEET
xi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Rangkaian dasar H-bridge .......................................................................... 6 Gambar 2. 2 kaki pin L293 .............................................................................................. 7 Gambar 2. 3 kaki pin ATmega 8535 ................................................................................ 9 Gambar 2. 4 Pulsa PWM inverting dan non-inverting .................................................... 13 Gambar 2. 5 Pulsa PWM yang glitch-free ..................................................................... 13 Gambar 2. 6 komunikasi sinkron dan asinkron .............................................................. 14 Gambar 2. 7 Level tegangan RS232 .............................................................................. 14 Gambar 2. 8 kaki pin DB-9 ........................................................................................... 17 Gambar 3. 1 Diagram alir perancangan alat .................................................................. 23 Gambar 3. 2 Cara kerja sistem ....................................................................................... 25 Gambar 3. 3 Perancangan Hardware .............................................................................. 26 Gambar 3. 4 Rangkaian sensor suhu .............................................................................. 26 Gambar 3. 5 Kaki sensor LM35..................................................................................... 27 Gambar 3. 6 Kaki pin IC L293 ...................................................................................... 27 Gambar 3. 7 Rangkaian driver motor kipas.................................................................... 27 Gambar 3. 8 Rangkaian catudaya .................................................................................. 28 Gambar 3. 9 Rangkaian RF module ............................................................................... 29 Gambar 3. 10 Kaki pin DB9 .......................................................................................... 29 Gambar 3. 11 Rangkaian LCD ...................................................................................... 30 Gambar 3. 12 Rangkaian sistem minimum ATMega8535 .............................................. 31 Gambar 3. 13 Diagram alir algoritma pemrograman mikrokontroler .............................. 33 Gambar 3. 14 Diagram alir menampilkan data suhu ...................................................... 34 Gambar 3. 15 Diagram alir pengiriman data dari komputer ke mikrokontroler ............... 35 Gambar 4. 1 Titik pengukuran keluaran blok catudaya ................................................. 36 Gambar 4. 2 Grafik tegangan keluaran sensor terhadap suhu ......................................... 37 Gambar 4. 3 titik pengukuran driver motor kipas ........................................................... 40 Gambar 4. 4 Tegangan keluaran mikrokontroler saat kipas off ...................................... 40 Gambar 4. 5 Tegangan keluaran mikrokontroler saat kipas slow.................................... 41 Gambar 4. 6 Tegangan keluaran mikrokontroler saat kipas medium .............................. 41 Gambar 4. 7 Tegangan keluaran mikrokontroler saat kipas fast ..................................... 41 Gambar 4. 8 Sinyal keluaran IC L293 saat kipas off ...................................................... 42 Gambar 4. 9 Sinyal keluaran IC L293 saat kipas slow ................................................... 42 Gambar 4. 10 Sinyal keluaran IC L293 saat kipas medium ............................................ 42 xii
Gambar 4. 11 Sinyal keluaran IC L293 saat kipas fast ................................................... 43 Gambar 4. 12 Sinyal keluaran mikrokontroler ke RF module ........................................ 44 Gambar 4. 13 sinyal masukan mikrokontroler dari RF module ...................................... 44 Gambar 4. 14 Sinyal keluaran RF modul ke komputer ................................................... 45 Gambar 4. 15 sinyal masukan RF module dari komputer ............................................... 45 Gambar 4. 16 Titik pengukuran pada kodisi obstacle di lantai yang sama ...................... 46 Gambar 4. 17 Titik pengukuran pada kondisi loss space ................................................ 47 Gambar 4. 18 Data yang diterima AccessPort dalam .hex .............................................. 49 Gambar 4. 19 Data yang diterima AccessPort dalam string ............................................ 50 Gambar 4. 20 Program aplikasi untuk koneksi ke komputer .......................................... 50 Gambar 4. 21 Data yang diterima program aplikasi ....................................................... 50 Gambar 4. 22 Data yang dikirim Access Port ................................................................ 51 Gambar 4. 23 Data yang dikirim program aplikasi......................................................... 51
xiii
DAFTAR TABEL Tabel 2. 1 Register ADMUX ......................................................................................... 10 Tabel 2. 2 Pemilihan mode tegangan referensi ............................................................... 10 Tabel 2. 3 Format data ADC dengan ADLAR=0 ........................................................... 10 Tabel 2. 4 Format Data ADC dengan ADLAR=1 .......................................................... 10 Tabel 2. 5 Register ADCSRA ........................................................................................ 11 Tabel 2. 6 Konfigurasi clock ADC ................................................................................ 11 Tabel 2. 7 Register SFIOR ............................................................................................ 12 Tabel 2. 8 Pemilihan sumber picu ADC ........................................................................ 12 Tabel 2. 9 Konfigurasi bit WGM01 dan WGM00 .......................................................... 12 Tabel 2. 10 konfigurasi bit COM01 dan COM00 compare output mode phase correct PWM ........................................................................................................... 13 Tabel 2. 11 USART baudrate register ............................................................................ 15 Tabel 2. 12 perhitungan nilai UBRR ............................................................................. 15 Tabel 2. 13 Register UCSRA ........................................................................................ 15 Tabel 2. 14 Register UCSRB ......................................................................................... 15 Tabel 2. 15 Setting UCSZ0..2 untuk ukuran karakter ..................................................... 16 Tabel 2. 16 Register UCSRC ......................................................................................... 16 Tabel 2. 17 Mode paritas ............................................................................................... 16 Tabel 2. 18 konfigurasi pin DB-9 .................................................................................. 17 Tabel 2. 19 fungsi dari masing-masing pin LCD............................................................ 18 Tabel 3. 1 Kaki pin RF transceiver YS1020 .................................................................. 28 Tabel 3. 2 Konfigurasi antarmuka DB9 ......................................................................... 29 Tabel 4. 1 Tegangan keluaran catudaya ........................................................................ 36 Tabel 4. 2 Perbandingan tegangan keluaran sensor terhadap suhu (V/°C) ...................... 37 Tabel 4. 3 Pengujian Sensor LM 35............................................................................... 38 Tabel 4. 4 Hasil pengukuran duty cycle dan tegangan keluaran mikrokontoler pin B.3 (PWM) .......................................................................................................... 41 Tabel 4. 5 Hasil pengukuran duty cycle dan tegangan keluaran kaki IC L293 ................ 42 Tabel 4. 4 Pengukuran komunikasi RF module dengan obstacle pada lantai yang sama .............................................................................................................. 46 Tabel 4. 5 Pengukuran komunikasi RF module dengan obstacle antar lantai .................. 47 Tabel 4. 6 Pengukuran komunikasi RF module dengan loss space ................................. 48 xiv
xv
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Suhu adalah faktor alam yang sangat penting dalam kehidupan. Tidak hanya berpengaruh terhadap kehidupan manusia tetapi juga perangkat-perangkat elektronik. Manusia menjadi kurang nyaman jika suhu terlampau panas ataupun dingin. Begitu juga perangkat elektronik, perangkat mempunyai suhu efektif agar dapat bekerja secara maksimal. Untuk itulah, diciptakan perangkat yang dapat menjaga suhu ruangan agar selalu sesuai dengan yang diinginkan. Pada umumnya pengontrolan suhu selama ini masih dilakukan secara manual. Penggunaan remote control pun dirasa kurang efektif, karena harus dilakukan ditempat perangkat suhu berada. Untuk itulah perlu dirancang suatu perangkat yang dapat mengontrol suhu ditempat lain. Dengan menggunakan sistem telemetri, pengontrolan suhu jarak jauh dapat dilakukan. Telemetri adalah proses pengukuran parameter suatu obyek (benda, ruang, kondisi alam), yang hasil pengukurannya di kirimkan ke tempat lain melalui proses pengiriman data baik dengan menggunakan kabel maupun tanpa menggunakan kabel (wireless), selanjutnya data tersebut dapat dimanfaatkan langsung atau dianalisa untuk keperluan tertentu. Diharapkan dengan menggunakan sistem telemetri pengontrolan suhu dapat dilakukan ditempat lain dan memberikan kemudahan bagi manusia dalam sistem pengontrolan suhu. Desain dan implementasi sistem pengontrolan suhu ruangan menggunakan telemetri modulasi GFSK. Perangkat telemetri terdiri dari hardware dan software, dimana perangkat ini terdapat dibagian pengirim dan penerima. Di bagian pengirim terdapat sensor suhu yang akan terintegrasi dengan mikrokontroler ATMega8535 kemudian ditransmisikan menggunakan perangkat YS1020-UA. Setelah ditransmisikan, di bagian penerima akan diterima oleh YS1020-UA dan dihubungkan dengan PC. PC akan menampilkan suhu sekarang dan kondisi kipas. Pengontrolan dapat dilakukan dengan mengirimkan suhu standar minimal untuk mengaktifkan kipas.
1
1.2 Rumusan masalah Dalam realisasi sistem telemetri pengontrolan suhu ruangan, terdapat perumusan masalah yang akan dihadapi antara lain : 1. Bagaimana sistem di pengirim agar parameter suhu dapat diterima oleh penerima? 2. Bagaimana sistem di penerima agar pengontrolan terhadap pengirim dapat dilakukan? 3. Bagaimana kinerja alat di masing – masing blok sistem?
1.3 Tujuan dan manfaat Tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk mendesain dan mengimplementasikan sistem telemetri untuk pengukuran dan pengontrolan suhu. Manfaat dari tugas akhir ini adalah untuk memberikan kemudahan bagi manusia dalam pengontrolan suhu ruangan.
1.4 Batasan masalah Untuk membatasi cakupan pembahasan masalah pada Tugas Akhir ini maka diberikan batasan-batasan sebagai berikut: 1. Pembuatan sistem kontrol berupa pemprograman mikrokontroler dan user interface di komputer serta melakukan pengolahan data. 2. Sistem pengontrolan hanya berupa pengontrolan udara dengan menggunakan satu buah kipas yang dimodelkan dengan 3 kecepatan putaran kipas yang berbeda 3. Performansi yang akan di ukur adalah delay, akurasi sensor suhu, jarak maksimum yang dapat di gunakan, kerja fungsional sistem dari sistem yang dibuat, 4. Tidak melakukan perancangan hardware modul RF transceiver. 5. Tugas akhir ini hanya berupa prototipe yang disimulasikan dengan mengontrol satu ruangan saja.
1.5 Metodologi penelitian Untuk menyelesaikan penelitian ini, metodologi yang digunakan adalah : 1. Melakukan Studi Kepustakaan Mengumpulkan bahan-bahan materi beserta pustaka yang berkaitan dengan telemetri, mikrokontroler, sensor suhu, dan driver motor DC. Seperti buku-buku teks, e-books, jurnal, dan penelitian orang lain. 2. Analisa Masalah
2
Menganalisa semua permasalahan yang ada berdasarkan sumber-sumber yang ada dan berdasarkan pengamatan terhadap masalah tersebut. 3. Perancangan blok sistem Perancangan rangkaian meliputi rangkaian catudaya, sensor suhu, driver motor kipas, mikrokontroler dan sisitem transmisi. Selain itu dilakukan juga pemrograman mikrokontroler dan aplikasi. 4. Realisasi alat serta troubleshooting Setelah dilakukan perancangan, proses pembuatan alat dapat dilakukan berdasarkan perancangan yang telah dibuat. Setelah perangkat di setiap blok telah dibuat, dilakukan troubleshooting untuk mengetahui setiap komponen terhubung atau tidak. 5.
Pengukuran dan pengujian Sistem Setelah tahap perancangan berdasarkan standar yang ada, tahap selanjutnya adalah melakukan simulasi sistem untuk melihat kinerja sistem tersebut.
6. Melakukan Analisis dan Evaluasi Menganalisis dan evaluasi kinerja alat yang telah dibuat apakah perlu dilakukan perbaikan atau tidak, menganalisa data yang diperoleh kemudian menyimpulkan penelitian yang dilakukan.
1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang digunakan pada proyek akhir ini adalah sebagai berikut. BAB I PENDAHULUAN Berisi latar belakang permasalahan, perumusan masalah, pembatasan masalah dan asumsi yang digunakan, tujuan dan metode penelitian dan sistematika penulisan. BAB II LANDASAN TEORI Berisi konsep dasar yang mendukung terlaksananya pembuatan alat pengontrol suhu ruangan menggunakan sistem telemetri, meliputi teori pendukung mengenai dasar-dasar dari perangkat yang digunakan. Hal ini dapat mendukung dalam pemecahan masalah, baik yang berhubungan dalam pemecahan masalah, baik yang berhubungan dengan sistem maupun dengan perangkat.
3
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI SISTEM Membahas mengenai perancangan dan implementasi sistem telemetri pengontrol suhu ruangan. BAB IV PENGUKURAN DAN ANALISA Membahas mengenai rincian dari hasil dan evaluasi sistem telemetri pengontrol suhu ruangan. BAB V PENUTUP Berisi kesimpulan atas hasil kerja yang telah dilakukan beserta rekomendasi dan saran untuk pengembangan dan perbaikan selanjutnya.
4
BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pengertian Telemetri Telemetri adalah proses pengukuran parameter suatu obyek (benda, ruang, kondisi alam), yang hasil pengukurannya di kirimkan ke tempat lain melalui proses pengiriman data baik dengan menggunakan kabel maupun tanpa menggunakan kabel (wireless), selanjutnya data tersebut dapat dimanfaatkan langsung atau perlu dianalisa. Secara umum sistem telemetri terdiri atas enam bagian pendukung yaitu objek ukur, sensor, pemancar, saluran transmisi, penerima dan tampilan/display. 2.2 Sensor Suhu Sensor adalah peralatan yang digunakan untuk merubah suatu besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan rangkaian listrik tertentu. Hampir seluruh peralatan elektronik yang ada mempunyai sensor didalamnya. Pada saat ini, sensor tersebut telah dibuat dengan ukuran sangat kecil dengan orde nanometer. Ukuran yang sangat kecil ini sangat memudahkan pemakaian dan menghemat energi. Sensor suhu adalah alat untuk mendeteksi/mengukur suhu pada suatu ruang atau sistem tertentu yang kemudian di ubah keluarannya menjadi besaran listrik. Jenis sensor suhu yang biasa digunakan seperti : termokopel, RTD (Resistance Temperature Detector), termistor dan IC semikonduktor. Sensor suhu yang digunakan dalan tugas akhir ini adalah LM 35, dimana LM 35 ini memiliki kelebihan-kelebihan sebagai berikut : a. dikalibrasi langsung dalam celcius b.
memiliki factor skala linear + 10.0 mV/°C
c. memiliki ketepatan 0,5°C pada suhu + 25°C d. jangkauan maksimal suhu antara 55° sampai +150°C e. cocok untuk aplikasi jarak jauh f. bekerja pada tegangan catu 4 sampai 30 Volt g. memiliki arus drain kurang dari 60 uA h. pemanasan sendiri yang lambat (low self – heating), 0,08°C di udara diam i.
ketidaklinearan hanya sekitar ±14°C
j.
dan memiliki impedansi keluaran yang kecil, 0,1 W untuk beban 1 mA.
5
2.3 H-Bridge Driver motor DC berfungsi untuk menjalankan motor DC. Ada beberapa macam driver motor yang sering digunakan. Salah satunya adalah rangkaian H-bridge dimana rangkaian ini dapat mengendalikan motor ke dua arah, searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam. Secara konsep rangkaian ini terdiri dari 4 saklar yang tersusun sedemikian rupa sehingga memungkinkan motor dapat teraliri arus dengan arah yang berkebalikan. Pemberian polaritas tegangan pada terminal motor akan mempengaruhi arah arus yang melewati motor, dengan demikian motor akan berputar sesuai dengan arah arusnya. Pada rangkaian driver motor ini, saklar-saklar tersebut digantikan oleh transistor yang dikerjakan pada daerah saturasi dan cut-off (Switch).
Gambar 2. 1 Rangkaian dasar H-bridge
Dengan adanya perkembangan di dunia IC, rangkaian H-bridge ini dikemas dalam satu IC dimana memudahkan dalam pelaksaanaan hardware dan kendalinya. IC yang familiar digunakan adalah IC L298 dan L293. Dalam tugas akhir ini IC yang digunakan adalah IC l293D. IC L293D ini adalah suatu bentuk rangkaian daya tinggi terintegrasi yang mampu melayani 4 buah beban dengan arus nominal 600mA hingga maksimum 1.2 A. Keempat channel inputnya didesain untuk dapat menerima masukan level logika TTL. Biasa dipakai sebagai driver relay, motor DC, motor steper maupun pengganti transistor sebagai saklar dengan kecepatan switching mencapai 5kHz. Driver tersebut berupa dua pasang rangkaian h-bridge yang masing-masing dikendalikan oleh enable 1 dan enable 2. Dengan memberikan tegangan 5V sebagai Vcc pada pin 16 dan 12 Volt pada pin 8 untuk tegangan motor, maka IC siap digunakan. Saat terdapat tegangan pada input 1,2 dengan memberikan logika tinggi pada enable1 maka output 1 akan aktif. Sedangkan jika enable1 berlogika rendah, meskipun terdapat tegangan pada input1,2 output tetap nol (tidak aktif). Hal ini juga berlaku untuk input dan output 3,4 serta enable2. 6
Gambar 2. 2 kaki pin L293
2.4 ATMega8535 Mikrokontroller adalah suatu mikroprosesor plus. Mikrokontroller adalah pusat kerja dari suatu sistem elektronika seperti halnya mikroprosesor sebagai otak komputer. Adapun nilai plus bagi mikrokontroller adalah terdapatnya memori dan port input/output dalam suatu kemasan IC yang kompak. Kemampuannya yang programmable,fitur yang lengkap seperti ADC internal, EEPROM internal, port I/O, komunikasi serial. Juga harga yang terjangkau memungkinkan mikrokontroller digunakan pada berbagai sistem elektronis,seperti pada robot, automasi industri, sistem alarm, peralatan telekomunikasi, hingga sistem keamanan. Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit dan sebagian besar instruksi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Hal ini terjadi karena kedua jenis mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing), sedangkan seri MCS51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya, yang membeda-bedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan sama.Piranti dapat diprogram secara in-system programming (ISP) dan dapat diprogram berulang-ulang selama 10.000 kali baca/tulis didalam sistem. 2.4.1 Arsitektur ATmega8535 Seperti umumnya mikrokontroller lainnya, setiap kelas memiliki spesifikasi yang berbeda – beda. Dalam tugas akhir ini digunakan ATmega8535 yang memiliki bagian – bagian seperti di bawah ini:
7
1. Saluran I/O sebayak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan Port D 2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran 3. Tiga buah timer/counter dengan kemampuan perbandingan 4. CPU yang terdiri dari 32 buah register 5. Watchdog timer dengan osilator internal 6. SRAM sebesar 512 byte 7. Memori flash sebesar 8 kb dengan kemampuan read while write 8. Unit interupasi internal dan eksternal 9. Port antarmula SPI 10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi 11. Antarmuka komparator analog 12. Port USART untuk komunikasi serial Kapabilitas detail dari ATmega8535 adalah sebagai berikut: 1. System mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz 2. Kapabilitas memori flash 8 kb, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM (electrically erasable read only memory) sebesar 512 byte 3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel 4. Port komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2.5 Mbps 5. Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik 6. Berperformen tinggi dan dengan konsumsi daya rendah (low power) 7.
Fitur Peripheral a. Dua Timer/Counter 8-bit dengan Separate Prescaler (sumber clock yang dapat diatur) dan Mode pembanding b. Satu Timer/Counter 16-bit dengan Separate Prescaler, Mode pembanding dan Capture Mode c. Real Time Counter dengan sumber osilator terpisah d. Terdapat delapan saluran ADC dengan resolusi sepuluh bit ADC e. Empat saluran Pulse Width Modulation (PWM) f. Terdapat Two Serial Interface g. Programmable serial USART h. Master/Serial SPI Serial Interface i.
Programmable Watchdog Timer dengan On-Chip Oscillator
j.
On-Chip Analog Comparator
8
8. I/O dan kemasan a. 32 programmable saluran I/O b. 40 pin PDIP, 44 pin TQFP, 44 PIN PLCC dan 44 pin MLF 9. Tegangan Kerja a. 2,7 – 5,5V untuk ATmega8535L b. 4,5 – 5,5V untuk ATmega8535 10. Kelas Kecepatan a. 0 – 8 Mhz untuk ATmega8535L b. 0 – 16 Mhz untuk ATmega8535 2.4.2 Konfigurasi pin ATMega8535
Gambar 2. 3 kaki pin ATmega 8535
Konfigurasi pin ATMega8535 dapat dijelaskan secara fungsional sebagai berikut: 1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catudaya 2. GND merupakan pin ground 3. Port A (PA0…PA7) merupakan pin I/O dua arah masukan ADC 4. Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu timer/counter, komparator analog, dan SPI 5. Port C (PC0…PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, dan timer oscillator 6. Port D (PD0…PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial 7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontoler 8. XTAL1 dan XTAL 2 merupakan pin masukan clock eksternal 9
9. AVCC nerupakan pin masukan tegangan untuk ADC 10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC 2.4.3 ADC (Analog to Digital Converter) ATMega 8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC ATMega 8535 dapat dikonfigurasi, baik secara single ended input maupun differential input. Selain itu, ADC ATMega 8535 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, kemampuan filter derau yang fleksibel sehingga dapat dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan dari ADC itu sendiri. Proses inisialisasi ADC meliputi proses penentuan clock, tegangan referensi, format output data, dan mode pembacaan. Register yang perlu diset nilainya adalah ADMUX (ADC Multiplexer Selection Register), ADCSRA (ADC Control and Status Register A), SFIOR (Special Function IO register). ADMUX merupakan register 8 bit yang berfungsi menentukan tegangan referensi ADC yang digunakan. Konfigurasinya seperti dibawah ini. Tabel 2. 1 Register ADMUX REFS1 REFS0 ADLAR MUX4 MUX3 MUX2 MUX1 ADMUX
Bit penyusunnya dapat dijelaskan sebagai berikut. a. REFS[1..0] merupakan bit pengatur tegangan referensi ADC ATMega8535. Memiliki nilai awal 00 sehingga referensi tegangan berasal dari pin AREF. Detail nilai yang lain dapat dilihat pada tabel di bawah Tabel 2. 2 Pemilihan mode tegangan referensi REFS[1..0] Mode tegangan referensi 00 Berasal dari pin AREF 01 Berasal dari pin AVCC 10 Tidak dipergunakan 11 Berasal dari tegangan referensi internal sebesar 2.56 V
b. ADLAR
merupakan bit pemilih mode data keluaran ADC. Bernilai awal 0
sehingga 2 bit tertinggi hasil konversinya berada di register ADCH dan 8 bit sisanya berada di register ADCL, seperti gambar dibawah ini. 15 -
14 -
ADC7 7
ADC6 6
15
14
ADC9
ADC8
Tabel 2. 3 Format data ADC dengan ADLAR=0 13 12 11 10 9 ADC9 ADC8 ADC5 ADC4 ADC3 ADC2 ADC1 ADC0 5 4 3 2 1 0 Tabel 2. 4 Format Data ADC dengan ADLAR=1 13 12 11 10 9 8 ADC7
ADC6
ADC5
ADC4
ADC3
ADC2
8 ADCH ADCL
ADCH
10
ADC1
ADC0
-
-
-
-
-
-
7
6
5
4
3
2
1
0
ADCL
c. MUX[4..0] merupakan bit pemilih saluran pembacaan ADC. Bernilai awal 00000. Untuk single ended input, MUX[4..0] bernilai dari 00000-00111.
ADSCRA merupakan register 8 bit yang berfungsi melakukan manajemen sinyal control dan status dari ADC. Memiliki susunan seperti gambar dibawah ini. ADEN
ADSC
ADATE
Tabel 2. 5 Register ADCSRA ADIF ADIE ADPS2 ADPS1
ADPS0 ADCSRA
Bit penyusunnya dapat dijelaskan sebagai berikut. a. ADEN merupakan bit pengatur aktifasi ADC. Bernilai awal 0. Jika bernilai 1, maka ADC aktif. b. ADCS merupakan bit penanda mulainya konversi ADC. Bernilai awal 0 selama konversi ADC akan bernilai 1, sedangkan jika konversi telah selesai, akan bernilai 0. c. ADATE merupakan bit pengatur aktivasi picu otomatis operasi ADC. Bernilai awal 0. Jika bernilai 1, operasi konversi ADC akan dimulai pada saat transisi positif dari sinyal picu yang dipilih. Pemilihan sinnyal picu menggunakan bit ADTS pada register SFIOR d. ADIF merupakan bit penanda akhir suatu konversi ADC. Bernilai awal 0. Jika bernilai 1, maka konversi ADC pada suatu saluran telah selesai dan data siap di akses. e. ADIE merupakan bit pengatur aktifasi interupsi yang berhubungan dengan akhir konversi ADC. Bernilai awal 0. Jika bernilai 1 dan jika sebuah konversi ADC telah selesai, sebuah interupsi akan di eksekusi f. ADPS[2..0] merupakan bit pengatur clock ADC. Bernilai awal 000. Detail nilai bit dapat dilihat pada tabel dibwah ini. Tabel 2. 6 Konfigurasi clock ADC ADPS[2..0] Besar clock ADC 𝑓𝑜𝑠𝑐 000-001 2 𝑓𝑜𝑠𝑐 010 4 𝑓𝑜𝑠𝑐 011 8 𝑓𝑜𝑠𝑐 100 16 𝑓𝑜𝑠𝑐 101 32 𝑓𝑜𝑠𝑐 110 64 𝑓𝑜𝑠𝑐 111 128
11
SFIOR merupakan register 8 bit pengatur sumber picu konversi ADC, apakah dari picu eksternal atau dari pemicu internal. Susunannya sebagai berikut ADTS2
ADTS1
ADTS0
Tabel 2. 7 Register SFIOR ACME PUD
PSR2
PSR10
SFIOR
ADTS[2..0] merupakan bit pengatur picu eksternal operasi ADC. Hanya berfungsi jika bit ADATE pada register ADSCRA bernilai 1. Bernilai awal 000 sehingga ADC bekerja pada mode free running dan tidak ada interupsi yang akan dihasilkan. Detail nilai ADTS[2..0] dapat dilihat pada tabel berikut. ADTS[2..0] 000 001 010 011 100 101 110 111
Tabel 2. 8 Pemilihan sumber picu ADC Sumber picu Mode free running Komparator analog Interupsi eksternal Timer counter 0 compare match Timer counter 0 overflow Timer counter 1 compare match B Timer counter 1 overflow Timer counter 1 capture event
2.4.4 PWM (pulse width modulation) PWM (Pulse Width Modulation) merupakan salah satu keunggulan yang dimiliki oleh ATMega 8535. Ketiga timer/counter ATMega 8535 mampu menghasilkan sinyal PWM. Pulsa PWM adalah sederetan pulsa yang lebarnya dapat diatur. Pulsa PWM berfungsi mengatur kecepatan motor DC, mengatur gelap terang nyala LED, dan aplikasi lainnya. PWM adalah timer mode output compare yang canggih. Mode PWM timer juga dapat mencacah turun yang berlawanan dengan mode timer lainnya yang hanya mencacah naik. Pada mode PWM tersebut, timer mencacah naik hingga mencapai nilai TOP, yaitu 0xFF untuk PWM 8 bit. Timer/counter 0 hanya memiliki PWM 8 bit, sedangkan pada timer/counter 1 memiliki PWM 9 bit dan PWM 10 bit, selain PWM 8 bit. Pemilihan timer mode PWM disetting melalui bit WGM01 dan bit WGM00 pada register TCCR0. Tabel 2. 9 Konfigurasi bit WGM01 dan WGM00
12
Sebagai penggunaan mode PWM timer/counter 0, keluaran sinyal PWM terletak pada pin OC0. Ketika nilai TCNT0 sama dengan OCR0, maka output pada OC0 akan berlogika nol atau satu, tergantung pada pemilihan mode PWM. Pemilihan mode PWM disetting melalui bit COM01 dan bit COM00 pada register TCCR0 yang konfigurasinya seperti tabel dibawah ini. Tabel 2. 10 konfigurasi bit COM01 dan COM00 compare output mode phase correct PWM
Dari tabel diatas dapat diketahui saat COM00 clear dan COM01 set, pin OCR clear saat timer mencacah diatas compare match dan pin OC0 set saat timer mencacah dibawah compare match atau non-inverting PWM. Kebalikannya saat COM00 set dan COM01 juga set, maka pin OC0 set saat timer mencacah diatas compare match atau disebut juga inverting PWM. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada ilustrasi berikut.
Gambar 2. 4 Pulsa PWM inverting dan non-inverting
Gambar 2. 5 Pulsa PWM yang glitch-free
13
2.4.5 Komunikasi serial mikrokontroler AVR Atmega 8535 Dalam komunikasi serial dikenal 2 cara pengiriman yaitu secara sinkron dan asinkron. Pada transmisi data secara sinkron, sinyal clock diperlukan oleh penerima data untuk mengetahui adanya pengiriman setiap bit data. Data akan dikirim dan diterima dengan kecepatan yang sama. Sedangkan pada transmisi data secara sinkron tidak memerlukan sinyal clock sebagai sinkronisasi, namun pengiriman data harus diawali dengan start bit dan diakhiri dengan stop bit. Jadi data bisa dikirimkan kapan saja. Penerima hanya perlu mendeteksi adanya start bit sebagai awal pengiriman data, dan menunggu adanya stop bit sebagai tanda bahwa data telah dikirim.
Gambar 2. 6 komunikasi sinkron dan asinkron
Tegangan pada mikrokontroller adalah standard digital +5V dan 0V, maka Integrated Circuit (IC) MAX232 digunakan untuk mengubah level TTL menjadi level RS 232. Pada RS-232 biner 1 disebut mark dan bisa memiliki tegangan dari -3 sampai -15 Volt. Biner 0 disebut space dan memiliki jangkauan tegangan antara +3 sampai +15 Volt. Karena perbedaan level tegangan RS232 dengan TTL/CMOS maka diperlukan satu antarmuka/driver seperti IC max232.
Gambar 2. 7 Level tegangan RS232
2.4.5.1 Komunikasi serial USART Atmega 8535 Universal synchronous and asynchronous serial receiver and transmitter adalah layanan komunikasi serial yang dimiliki oleh ATMEGA 14
8535. UBRR (USART baud rate register) adalah register 16 bit yang berfungsi untuk menentukan kecepatan transmisi data yang digunakan dalam komunikasi serial. UBRR dibagi menjadi dua bagian yaitu UBRRH dan UBRRL. URSEL
-
Tabel 2. 11 USART baudrate register UBRR[11..8] UBRR[7..0]
UBRRH UBRRL
a. URSEL adalah bit pemilih antara UBRR dan UCSR. b. UBRR adalah tempat menyimpan konstanta penentu kecepatan komunikasi serial Tabel 2. 12 perhitungan nilai UBRR
U2X merupakan bit pada register UCSRA RXC
TXC
Tabel 2. 13 Register UCSRA UDRE FE DOR PE
U2X
MPCM
UCSRA
a. RXC bernilai 1 jika ada data atau yang belum terbaca dan bernilai 0 jika tidak ada data. b. TXC bernilai 1 jika keseluruhan data sudah terkirim. c. UDRE adalah interup yang akan aktif jika UDRIE pada UCSRB diset 1. UDRE bernilai 1 jika buffer kosong. d. FE bernilai 1 jika terjadi error pada proses penerimaan data. e. DOR bernilai 1 jika terjadi over run data, artinya ketika register penerimaan telah penuh dan terdapat data baru yang menunggu. f. PE bernilai 1 jika terjadi error pada parity. g. U2X berhubungan pada mode asinkron. h. MPCM berkiatan pada proses multiprocessor Pengaturan pengaktifan komunikasi serial diatur pada register UCSRB RXCIE
TXCIE
UDRIE
Tabel 2. 14 Register UCSRB RXEN TXEN UCSZ2
RXB8
TXB8
UCSRB
15
a. RXCIE berfungsi untuk mengatur interupsi pada penerimaan data serial. Diberi nilai satu saat interupsi diaktifkan dan bernilai nol saat intrupsi tidak aktif b. TXCIE berfungsi untuk mengatur interupsi pada pengiriman data serial. Diberi nilai satu saat interupsi diaktifkan dan bernilai nol saat intrupsi tidak aktif c. UDRIE berfungsi untuk mengaktifkan interupsi pada UDRE. Jika bernilai satu maka interupsi aktif saaat UDRE bernilai satu d. RXEN aktivasi penerima data serial e. TXEN aktivasi pengiriman data serial f. UCZ2 pada UCSRB dab UCZ1,UCZ0 pada UCSRC berfungsi untuk mengatur ukuran karakter serial yang dikirimkan. Tabel 2. 15 Setting UCSZ0..2 untuk ukuran karakter UCZ2 UCZ1 UCZ0 Ukuran karakter (bit) 0
0
0
5
0
0
1
6
0
1
0
7
0
1
1
8
100 – 110 1
Tidak digunakan
1
1
9
Pengaturan mode kecepatan serial diatur di register UCSRC URSEL
UMSEL
UPM1
Tabel 2. 16 Register UCSRC UPM0 USBS UCZ1 UCSZ0
UCPOL
UCSRC
a. URSEL adalah bit pemilih antara UBRR dan UCSRC b. UMSEL Pengatur komunikasi sinkron atau asinkron. Diberi nilai satu untuk komunikasi sinkron dan diberi nilai nol untuk komunikasi asinkron. c. UPM [1..0] bit pengatur paritas Tabel 2. 17 Mode paritas UPM1 UPM0 Mode Paritas 0
0
Tidak Aktif
0
1
Tidak digunakan
1 1
0 1
Paritas Genap Paritas Ganjil
d. USBS pemilih ukuran bit stop. Diberi nilai nol untuk jumlah paritas satu dan diberi nilai satu untuk jmlah paritas dua
16
e. UCSZ[1..0] pengatur jumlah karakter serial f. UCPOLpengatur hubungan antara perubahan data keluaran dan masukan serial dengan clock sinkronisasi. 2.4.5.2. Konfigurasi Serial DB-9 Salah satu jenis konektor yang menghubungkan komunikasi serial mikrokontroller dengan PC adalah konektor dengan 9 pin (DB-9). Pada dasarnya hanya 3 pin yang digunakan pada DB-9, yaitu: pin kirim, pin terima, dan ground.
Gambar 2. 8 kaki pin DB-9 No. Pin 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Tabel 2. 18 konfigurasi pin DB-9 Nama Sinyal Direksi Deskripsi DCD In Data Carrier Detect TxD In Receiver Data RxD Out Transmitter Data DTR Out Data Terminal Ready GND Ground DSR In Data Set Ready RST Out Request To Send CTS In Clear To Send RI In Ring Indicator
2. 5 Liquid Crystal Display (LCD) Pada sebuah LCD ( Liquid Crystal Display ), dapat ditampilkan angka-angka, huruf-huruf, bahkan simbol tertentu. LCD mempunyai kegunaan yang lebih dibandingkan dengan 7-segment LED ( Light Emitting Diode ). Ada banyak variasi bentuk dan ukuran LCD yang tersedia jumlah baris 1 - 4 dengan jumlah karakter per baris 8, 16, 20, 40, dll. 2.5.1 Pin-Pin LCD Sebagian besar modul LCD memenuhi suatu standar interface tertentu. Ada 14pin yang dapat diakses, meliputi delapan line data, tiga line control dan tiga line power. Posisi pin LCD dapat diketahui dengan membaca nomor yang biasanya tercetak di PCB-nya (Printed Circuit Board).
17
Tabel 2. 19 fungsi dari masing-masing pin LCD Nomor Pin Nama Fungsi 1 Vss Ground 2 Vdd Positive Supply 3 Vee Contrast 4 RS Register Select 5 R/W Read/Write 6 EN Enable 7 D0 Data bit 0 8 D1 Data bit 1 9 D2 Data bit 2 10 D3 Data bit 3 11 D4 Data bit 4 12 D5 Data bit 5 13 D6 Data bit 6 14 D7 Data bit 7 15 V+ BL Positif backlight voltage 16 V- BL Negative backlight voltage
Pin 1 dan 2 merupakan line power supply. Pin Vdd terhubung dengan positive supply (5 V dc), dan Vss dengan 0 V supply atau ground. Pin 3 (Vee) adalah pin control yang digunakan untuk mengatur ketajaman karakter yang tampil di LCD. Pin terhubung dengan resistor variable. Pin 4 adalah line RS (Register Select). Saat RS low, data yang ada di data bus diperlakukan sebagai instruksi khusus seperti: clear screen, positioning cursor, dll. Saat RS high, data yang ada di data bus diperlakukan sebagai karakter/teks yang kemudian ditampilkan ke LCD. Pin 5 adalah R/W (Read Write). Saat R/W low, data (instruksi/karakter) ditulis ke LCD, sedangkan saat R/W high, digunakan untuk membaca data karakter atau status informasi pada register LCD. Read status informasi busy flag menggunakan DB7 sebagai indikator. Jika DB7 high, maka operasi internal sedang berlangsung sehingga belum boleh mengirim instruksi/karakter selanjutnya, sampai saat DB7 low. Pin 6 adalah line EN (enable). Line kontrol ini digunakan untuk memberi informasi pada LCD bahwa sedang mengirimkannya suatu data dengan melakukan transisi dari 1-0. 2.5.2 Struktur Memori LCD Modul LCD memiliki beberapa jenis memori yang digunakan untuk menyimpan atau memproses data-data yang akan ditampilkan pada layar LCD. Setiap jenis memori mempunyai fungsi-fungsi sendiri. Pola karakter tersimpan di memori CGRAM untuk pola karakter yang dapat diedit dan CGROM untuk pola
18
karakter yang permanen, sedangkan pada DDRAM berfungsi untuk menunjukan lokasi pola karakter yang akan ditampilkan pada layar LCD. 2.6 YS1020 RF Modul YS-1020 series Low Power RF Module didesain untuk sistem transmisi data UART jarak dekat. YS-1020 merupakan adaptasi Texas Instruments (Chipcon) CC1020 RF IC, bekerja pada ISM frequency band, transmisi half duplex. Modul dapat langsung tersambung dengan monolitik prosesor, PC, perangkat RS485, dan komponen UART lain dengan RS232, RS485, dan TTL interface port.
Gambar 2.16 RF Data Transceiver YS-1020ua
YS-1020 memiliki beberapa fitur sebagai berikut : a. Carrier frequency :433/450/868/915 MHz atau ISM optional, free license. b. Antarmuka : RS232/RS485/TTL optional. c. Baudrate di udara : 1200/2400/4800/9600/19200/38400 bps, di set dahulu sebelum pengiriman. d. Transparent Data Transmission : apa yang diterima sama dengan apa yang dikirim, cocok untuk beberapa protocol standar maupun tidak. e. Modulasi : GFSK, anti-interferensi tinggi dan BER rendah. f. Half duplex : satu jalur digunakan secara bergantian untuk kirm dan terima, 10 ms autochange untuk pergantian jalur. g. Konsumsi daya rendah dan sleep function. RF Data Transceiver ini biasa digunakan untuk berbagai aplikasi industri maupun rumah tangga. Sebagai contoh adalah sebagai wireless remote control, sistem telemetri, monitoring, dan lain-lain. YS1020 memiliki spesifikasi sebagai berikut agar dapat bekerja : a. Daya RF : < 50 mW/ 17 dBm b. Arus terima : < 25 mA c. Arus kirim : < 55 mA d. Arus sleep mode : <20 µA e. Power supply : DC 5 V atau 3.3 V
19
f. Sensitivitas terima : -115 dBm (@9600 bps) -120 dBm (@1200 bps) g. Jarak : < 0.8 km (BER= 10-3 @9600 bps, antena 2m di atas tanah) < 1 km
(BER= 10-3 @1200 bps, antena 2m di atas tanah)
2.7 Catu Daya Catu daya merupakan suatu rangkaian yang paling penting bagi sistem elektronika.
Rangkaian catu daya DC dapat diperoleh dari penyearahan tegangan AC yang disusun dari transformator, penyearah, dan regulator tegangan. Tegangan AC dari jala-jala PLN diturunkan nilainya oleh transformator step down dan kemudian disearahkan dengan dioda bridge. Keluaran dari dioda bridge diratakan dengan rangkaian filter untuk memperkecil tegangan ripple. Kemudian digunakan regulator untuk menstabilkan tegangan yang keluar.
2.8 Bahasa C Bahasa C luas digunakan untuk pemrograman berbagai jenis perangkat, termasuk mikrokontroler ATMega8535. Bahasa ini sudah merupakan high level language, dimana memudahkan programmer membuat algoritmanya. Dasar bahasa C adalah sebagai berikut: 1. Struktur penulisan program #include <[library1.h]> #include <[library2.h]> void main (void) { Deklarasi local variable Isi program Utama } 2. Tipe Data
a. char
: 1 byte ( -128 s/d 127 )
b. unsigned char : 1 byte ( 0 s/d 255 ) c. int
: 2 byte ( -32768 s/d 32767 )
d. unsigned int
: 2 byte ( 0 s/d 65535 )
e. long
: 4 byte ( -2147483648 s/d 2147483647 )
f. unsigned long : 4 byte ( 0 s/d 4294967295 ) g. float
: bilangan desimal
h. array
: kumpulan data-data yang sama tipenya.
3. Deklarasi variabel & konstanta
20
a. Variabel adalah memori penyimpanan data yang nilainya dapat diubah-ubah. b. Konstanta adalah memori penyimpanan data yang nilainya tidak dapat diubah. 4. Statement Statement adalah setiap operasi dalam pemrograman, harus diakhiri dengan [ ; ] atau [ } ]. Statement tidak akan dieksekusi bila diawali dengan tanda [ // ] untuk satu baris. Lebih dari 1 baris gunakan pasangan [ /* ] dan [ */ ]. Statement yang tidak dieksekusi disebut juga komentar. 5. Function Function adalah bagian program yang dapat dipanggil oleh program utama. 6. Conditional statement dan looping
a. if else
: digunakan untuk penyeleksian kondisi.
b. For
: digunakan untuk looping dengan jumlah yang sudah
diketahui. c. while
: digunakan untuk looping jika dan salama memenuhi syarat
tertentu. d. do while
: digunakan untuk looping jika dan salama memenuhi syarat
tertentu, namun min 1 kali. e. switch case
: digunakan untuk seleksi dengan banyak kondisi.
7. Operasi logika dan biner a. Logika
: AND (&&), OR (||), NOT (!)
b. Biner
: AND (&), OR(|), XOR (^)
8. Operasi relasional (perbandingan)
a. Sama dengan
: ==
b. Tidak sama dengan
: !=
c. Lebih besar
:>
d. Lebih besar sama dengan
: >=
e. Lebih kecil
:<
f. Lebih kecil sama dengan
: <=
9. Operasi aritmatika a. + , - , * , /
: tambah,kurang,kali,bagi
b. ++
: tambah satu (increment)
c. --
: kurang satu (decrement)
21
2.9 Microsoft Visual Basic 2008 Microsoft Visual Basic .NET adalah sebuah alat untuk mengembangkan dan membangun aplikasi yang bergerak di atas sistem .NET Framework, dengan menggunakan bahasa BASIC. Dengan menggunakan alat ini, para programmer dapat membangun aplikasi Windows Forms, Aplikasi web berbasis ASP.NET, dan juga aplikasi command-line. Alat ini dapat diperoleh secara terpisah dari beberapa produk lainnya (seperti Microsoft Visual C++, Visual C#, atau Visual J#), atau juga dapat diperoleh secara terpadu dalam Microsoft Visual Studio .NET. Bahasa Visual Basic .NET sendiri menganut paradigma bahasa pemrograman berorientasi objek yang dapat dilihat sebagai evolusi dari Microsoft Visual Basic versi sebelumnya yang diimplementasikan di atas .NET Framework.
22
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI SISTEM
3.1 Diagram Alir Perancangan
mulai
Penentuan spesifikasi perancangan
Studi literatur rangkaian dan pemprograman
Perancangan rangkaian catudaya, sensor suhu, kipas, dan sistem transmisi
Perancangan rangkaian dan pemprograman mikrokontroler ATMega8535
Pembuatan program aplikasi
Pembuatan alat dan program
Pengujian alat dan program
Sesuai dengan spesifikasi awal?
N
Y
Analisa dan evaluasi
selesai
Gambar 3. 1 Diagram alir perancangan alat
Pada diagram alir diatas dapat dilihat bahwa dalam pembuatan dan penyusunan tugas akhir ini terdapat beberapa tahap yang harus dilakukan, yaitu 1. Penentuan spesifikasi perancangan alat ini adalah untuk menentukan kriteria komponen/rangkaian seperti apa yang akan dibutuhkan untuk dapat merancang alat ini. 2. Sedangkan pada tahap studi literatur, langkah yang dilakukan adalah menentukan komponen/rangkaian seperti apa yang akan digunakan. Untuk itulah dilakukan studi literature untuk mencari rangkaian seperti apa yang dibutuhkan. 3. Pada tahap studi literature ditentukan akan seperti apa rangkaian yang sesuai dengan spesifikasi alat dan dana yang ada. Pada tahap ini perancangan
23
rangkaian yang dibutuhkan adalah rangkaian catudaya, sensor suhu, LCD, driver motor kipas, mikrokontroler dan RF modul. 4. Setelah itu tahap yang dilakukan adalah pembuatan dan pengujian alat. Jika alat yang dibuat sudah sesuai dengan spesifikasi awal maka dapat dilakukan analisa, jika tidak sesuai maka akan dilakukan studi literatur lagi untuk mencari rangkaian perancangan yang sesuai spesifikasi. 3.2 Spesifikasi Perangkat Untuk merancang tugas akhir ini, beberapa perangkat harus memiliki spesifikasi yang sesuai dengan yang diinginkan. Spesifikasi yang tersebut antara lain: 1. Mikrokontroler ATMega 8535 Mikrokontroler sebagai pusat kendali untuk mengakses sensor suhu, tampilan di LCD, pengaktifan kipas, serta pengiriman data. Mikrokontroler ini dipasang kristal 11.0592 MHz, yang berfungsi sebagai pembangkit clock, kapasitor 22 pF pada pin XTAL1 dan XTAL2, resistor 10 kΩ dan kapasitor 10 nF pada pin reset, resistor 10 kΩ dan kapasitor 10 nF pada pin AVCC. PortA.4 digunakan sebagai input mikrokontroler yang dihubungkan ke sensor. Port ini merupakan pin masukan ADC. PortB.3 digunakan untuk PWM ke IC L293, dan PortB lainnya digunakan sebagai data input ke LCD. PortD digunakan sebagai transmitter dan receiver ke RF module YS1020UA. 2. Sensor suhu (LM35) Sensor LM 35 memerlukan tegangan 4 – 20 Volt untuk dapat bekerja. LM 35 dipilih dengan alasan antara lain, memiliki linieritas yang tinggi, keluaran tegangan konstan (10 mV/derajat celcius), konsumsi tegangan kecil, dan mudah di peroleh dipasaran dengan harga yang relatif murah. Untuk tugas akhir ini digunakan sensor LM35DZ yang memiliki range pengukuran suhu dari 0-1000C dengan model TO-92 dan tegangan catuan sebesar 5V. Tegangan keluaran LM35 diolah mikrokontroler ATMega8535 menggunakan pin ADC, dimana dilakukan konversi dari analog (tegangan) menjadi digital. 3. Driver motor kipas (IC L293) Dalam tugas akhir ini IC L293 yang digunakan mempunyai tipe IC L293D. IC L293D ini adalah suatu bentuk rangkaian H-bridge yang mampu menggerakkan motor DC dengan arus nominal 600mA hingga maksimum 1.2 A. Dalam tugas akhir ini motor DC yang digunakan adalah kipas DC yang 24
memiliki konsumsi arus sebesar 150mA. 2 channel input yang akan digunakan didesain untuk dapat menerima masukan level logika TTL (menggunakan metode PWM di mikrokontroler). Tegangan input untuk enable yang digunakan adalah sebesar 5V dan tegangan input yang di gunakan untuk kipas DC adalah sebesar 12V karena kipas DC bekerja pada tegangan 12V dan arus 0.15A. 4. Sistem transmisi (YS1020UA) YS-1020 series Low Power RF Module didesain untuk sistem transmisi data UART jarak dekat. Modul ini dapat langsung tersambung dengan komponen UART seperti RS232 dan TTL interface port. Frekuensi carrier yang digunakan adalah 433Mhz dengan baudrate 19200 bps. Modulasi yang digunakan adalah GFSK. Sistem kerja modul ini adalah half duplex yaitu satu jalur digunakan secara bergantian untuk kirim dan terima dengan 10 ms autochange untuk pergantian jalur. Jarak maksimal yang dapat ditempuh adalah < 0.8 km (BER= 10-3 @9600 bps, antena 2m di atas tanah).
3.3 Perancangan Sistem Sensor suhu Driver motor kipas
mikrokontroler
RF module
RF module PC/Laptop
LCD Catu daya
Catu daya
Gambar 3. 2 Cara kerja sistem
Secara garis besar cara kerja dari sistem alat tersebut adalah : 1. Sensor suhu mengirimkan data suhu ruangan secara periodik ke mikrokontroler 2. Ketika mikrokontroler menerima data suhu, maka mikrokontroler akan: a. menampilkan data suhu ruangan di LCD b. memberikan perintah pengaktifkan kipas jika diperlukan c. mengirim data suhu tersebut ke komputer melalui RF module. 3. Komputer akan menerima data melalui RF module akan secara otomatis menyimpan data suhu tersebut ke dalam log.txt di Visual Basic. Selain menyimpan, komputer dapat menampilkan suhu ruangan terbaru. 4. Ketika user ingin mengubah suhu minimum ruangan yang di kontrol agar kipas aktif, maka komputer akan mengirimkan perintah ke mikrokontoler melalui RF 25
module. Perintah yang dikirimkan tersebut akan diolah oleh mikrokontroler untuk mengaktifkan kipas ketika diperlukan. 3.3.1 Perancangan Hardware Perancangan disusun untuk memberikan gambaran yang jelas mengenai perencanaan rangkaian dan komponen yang dibutuhkan untuk mendapatkan unjuk kerja alat yang diinginkan. Perancangan hardware ini terdiri dari beberapa rangkaian antara lain, sensor suhu, driver motor kipas, catudaya, mikrokontroler dan RF module. Berikut ini adalah gambaran umum rangkaian yang akan dirancang. Sensor suhu Driver motor kipas
mikrokontroler
RF module
RF module PC/Laptop
LCD Catu daya
Catu daya
Gambar 3. 3 Perancangan Hardware
3.3.1.1 Rangkaian Sensor Suhu Sensor temperatur digunakan untuk mengukur suhu ruang untuk kemudian dijadikan sebagai acuan dalam menentukan kondisi ruangan. Rangkaian ini terdiri dari sensor LM 35 yang berbentuk seperti transistor yang dipasang pada lantai model ruangan. Sensor LM 35 memerlukan tegangan 4 – 20 Volt untuk dapat bekerja. LM 35 dipilih dengan alasan antara lain, memiliki linieritas yang tinggi, keluaran tegangan konstan (10 mV/derajat celcius), konsumsi tegangan kecil, dan mudah di peroleh dipasaran dengan harga yang relatif murah. Gambar rangkaian sensor temperatur dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 3. 4 Rangkaian sensor suhu
26
Tegangan keluaran sensor suhu ini akan masuk ADC (Analog to Digital Converter) mikrokontroler kemudian datanya diolah. Tipe sensor yang digunakan adalah LM 35DZ dengan model TO-92.
Gambar 3. 5 Kaki sensor LM35
3.3.1.2 Rangkaian Driver Motor Kipas Untuk rangkaian kipas, digunakan metode PWM (Pulse Width Modulation) untuk mengatur kecepatan putaran kipas. Pulsa PWM adalah sederetan pulsa yang lebar pulsanya dapat diatur, sehingga didapatkan putaran kipas yang berbeda-beda. Mikrokontroler ATmega8535 sudah dilengkapi kaki pin khusus untuk PWM, sehingga keluaran dari kaki pin mikrokontroler dihubungkan dengan kaki pin 15 pada IC L293. IC L293 merupakan salah satu IC H-bridge, dimana didalam IC ini terdapat 2 rangkaian H-bridge. Penggunaan IC ini dimaksudkan untuk memudahkan dalam perancangan dan merangkai driver motor kipas karena sudah berbentuk IC. Gambar kaki pin IC L293 adalah sebagai berikut
Gambar 3. 6 Kaki pin IC L293
Untuk gambar rangkaian kipas secara keseluruhan adalah sebagai berikut.
Gambar 3. 7 Rangkaian driver motor kipas
27
3.3.1.3 Rangkaian Catu Daya Dalam perancangan hardware ini diperlukan rangkaian catu daya sebanyak 2 buah. Rangkaian catudaya 5 volt digunakan untuk mencatu mikrokontroler, RF module, LM35, dan IC L293. Sedangkan rangkaian catudaya 12V digunakan untuk mencatu IC L293. Untuk lebih jelasnya dapat melihat rangkaian dibawah ini.
Gambar 3. 8 Rangkaian catudaya
Untuk membuat rangkaian catudaya dibutuhkan beberapa komponen antara lain: 1. Transformator step down untuk menurunkan tegangan AC 220V menjadi 7.5 V dan 12V 2. IC regulator (IC 7805 dan IC 7812) untuk membatasi tegangan keluaran catudaya yaitu sebesar 5V (IC 7805) dan 12V (IC 7812) 3. Kapasitor 2200uF dan 330uF 4. Resistor 330ohm sebagai penghambat arus ke led 5. Led sebagai lampu indikator 3.3.1.4 Rangkaian RF Module Dalam perancangan hardware ini, komunikasi antara mikrokontroler dan komputer bersifat wireless sehingga diperlukan RF module yang berfungsi sebagai sistem transmisinya. Dalam perancangan komunikasi RF digunakan suatu modul RF transceiver YS1020. RF module ini telah diatur pada frekuensi 433.0325 MHz dengan baudrate 19200 bps. Tabel 3. 1 Kaki pin RF transceiver YS1020 Pin 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Pin Name GND Vcc RXD/TTL TXD/TTL DGND A(TXD) B(RXD) Sleep Test
Description Grounding of power supply Power supply DC Serial data receiving end Serial data transmitting end Digital grounding A of RS485 or TXD of RS232 B of RS485 or RXD of RS232 Sleep control (input) Ex-factory setting
Level 3.3-5.5 V TTL TTL
TTL
Connection with Terminal Ground Vcc TxD (PD.1) RxD (PD.0) Ground
Sleep signal (PB.0)
28
Untuk komunikasi mikrokontroler dan RF module digunakan konfigurasi TTL RF modem, sedangkan untuk komunikasi RF module dan computer digunakan konfigurasi RS-232 RF modem. Sehingga perancangan untuk komunikasi RF module, mikrokontroler, dan komputer adalah sebagai berikut.
Gambar 3. 9 Rangkaian RF module
Antarmuka antara komputer dan RF module menggunakan komunikasi serial DB9. Untuk konfigurasi kaki pin DB9 dapat dilihat dibawah ini.
Gambar 3. 10 Kaki pin DB9 Tabel 3. 2 Konfigurasi antarmuka DB9
Sebelum merangkai seperti gambar di atas, maka dilakukan setting terhadap RF module terlebih dahulu melalui software khusus yang disertakan dalam RF module ini. Untuk melakukan setting ini, rangkaian yang digunakan adalah rangkaian RS-232 modem untuk koneksi ke komputernya. Setting yang dilakukan berupa baudrate, stop bits, data bit, dan frekuensi yang akan digunakan. Setelah di-setting, RF module YS1020UA dapat dirangkai sesuai perancangan di atas.
29
3.3.1.5 Rangkaian LCD Rangkain LCD ini digunakan untuk melihat tampilan suhu yang diterima oleh mikrokontroler. LCD yang digunakan adalah LCD 4x20 yang memiliki 16 pin. Pada perancangan ini tidak semua pin dari LCD dihubungkan. Pin data LCD yang digunakan hanya 4 dari 8 pin data LCD yang dihubungkan ke port I/O mikrokontroler yaitu PORTB.4 – PORTB.7. Selain itu, ada 3 pin kontrol LCD (RS, RW, dan EN) yang dihubungkan ke port I/O mikrokontroler, PORTB.0 – PORTB.2.
Gambar 3. 11 Rangkaian LCD
3.3.1.6 Rangkaian Mikrokontroler Rangkaian mikrokontroler merupakan pusat pengendalian dari bagian input dan keluaran serta pengolahan data. Pada sistem ini digunakan mikrokontroler jenis ATMEGA8535 yang memiliki spesifikasi sebagai berikut: a. Kristal 11.0592 MHz, yang berfungsi sebagai pembangkit clock. b. Kapasitor 22 pF pada pin XTAL1 dan XTAL2. c. Resistor 10 kΩ dan kapasitor 10 nF pada pin reset. d. Resistor 10 kΩ dan kapasitor 10 nF pada pin AVCC. e. Port masukan dan keluaran yang digunakan yaitu :
PortA.4 digunakan sebagai input mikrokontroler yang dihubungkan ke sensor. Port ini merupakan pin masukan ADC.
PortB.3 digunakan untuk PWM ke IC L293, dan PortB lainnya digunakan sebagai data input ke LCD.
30
PortD digunakan sebagai transmitter dan receiver ke RF module YS1020UA.
Skema rangkaian sistem minimum mikrokontroler dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 3. 12 Rangkaian sistem minimum ATMega8535
3.3.2 Perancangan Software Perancangan software ini diperlukan agar sistem dapat bekerja dengan baik. Perancangan software ini meliputi program di mikrokontroler dan di komputer. Untuk perancangan program mikrokontroler digunakan software codevision AVR yang menggunakan bahasa C. Untuk di komputer, digunakan software Microsoft Visual Studio 2008 dengan bahasa pemprograman Visual Basic. 3.3.2.1 Perancangan Program Di Mikrokontroler. Bahasa yang digunakan dalam software ini adalah bahasa C dengan menggunakan aplikasi Code Vision kemudian di-compile sehingga menjadi file yang berekstensi *.hex yang akan dimasukkan kedalam mikrokontroler. Algoritma pada program mikrokontroler adalah sebagai berikut: 1. Inisialisasi port-port dan nilai variable-variabel yang akan digunakan. Karena dalam perancangan ini terdapat 4 kondisi kipas yaitu kipas off, kipas slow, kipas medium, dan kipas fast. Sehingga diperlukan pengaturan nilai threshold suhu. Untuk awal program, inisialisai nilai threshold suhu adalah 20. Maksud nilai 20 tersebut adalah batas suhu dimana kipas akan mulai di aktifkan. Ketika suhu lebih kecil dari 20,
31
maka kipas akan mati. Sedangkan jika suhu lebih dari 20, maka kipas akan hidup. 2. Setelah inisialisasi, sensor suhu mengirimkan data suhu berupa tegangan yang nantinya akan diolah oleh pin A.4 di mikrokontroler menjadi data digital menggunakan ADC (Analog to Digital Converter) 3. Data digital yang telah didapatkan tersebut akan di tampilkan pada layar LCD yang terhubung dengan kaki mikrokontroler pada PORTB. 4. Untuk mendapatkan kondisi kipas maka nilai threshold yang telah ditentukan sebelumnya dibandingkan dengan data suhu terbaru. Untuk lebih jelasnya dapat melihat rumus dibawah ini. x < a, untuk kondisi kipas off a < x < b, untuk kondisi kipas slow b < x < c, untuk kondisi kipas medium x > c, untuk kondisi kipas fast keterangan: x = data suhu terbaru a = nilai threshold suhu b=a+5 c=b+5 Karena default awal program nilai threshold diberikan 20, maka kondisi kipas dapat dinyatakan sebagai berikut. x < 20, untuk kondisi kipas off 20 < x < 25, untuk kondisi kipas slow 25 < x < 30, untuk kondisi kipas medium x > 30, untuk kondisi kipas fast 5. Setelah menentukan kondisi kipas maka mikrokontroler akan mengirimkan sinyal ke driver motor kipas. Untuk membuat kipas aktif dengan beberapa kecepatan digunakan metode PWM (Pulse Width Modulation) dimana mikrokontroler akan mengeset nilai OCR0 di kaki pin B.3. Dalam perancangan ini nilai OCR0 telah ditentukan sebagai berikut. OCR0 = 0x00h, untuk kondisi kipas off
32
OCR0 = 0x80h, untuk kondisi kipas slow OCR0 = 0xC0, untuk kondisi kipas medium OCR0 = 0xFFh, untuk kondisi kipas fast Setelah nilai OCR0 di set, maka sinyal PWM akan dikirimkan ke kaki 1 IC L293 untuk menggerakkan kipas. 6. Nilai threshold ini dapat diubah oleh user dengan mengirimkan nilai threshold terbaru melalui PC dan akan dikirim melalui RF module ke mikrokontroler. Data yang dikirim dari PC berbentuk hexadesimal, hal ini dikarenakan mikrokontroler menerima data berbentuk hexadesimal. Data yang diterima oleh mikrokontroler akan disimpan di buffer. 7. Nilai threshold sebelumnya diganti dengan data yang ada di buffer. 8. Kondisi kipas akan berubah sesuai dengan rumus di no 2. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada diagram alir berikut ini. mulai
Inisialisasi nilai_threshold=20=0x14h
Ambil data dari sensor suhu
Tampilkan di LCD
nilai_threshold = buffer
Y Ada data yang diterima dari komputer?
buffer = data berbentuk hexadecimal
N x= buffer a=x b= a + 0x05h c= b +0x05h
OCR0 = 0x00h
Y
Y Suhu
Kirim “00”
N
OCR0 = 0x80h
Y
a<suhu
Y
Kirim “01”
Y
Kirim “02”
N
OCR0 = 0xC0h
Y
b<suhu
N Kirim “03”
OCR0 = 0xFFh
Kirim ke komputer melalui RF module
Kirim ke driver kipas
selesai
Gambar 3. 13 Diagram alir algoritma pemrograman mikrokontroler
33
3.3.2.2 Perancangan Program Aplikasi Data yang dikirim oleh mikrokontoler akan di terima oleh komputer melalui suatu program yang telah dibuat sebelumnya. Program aplikasi yang dibuat dapat menampilkan kondisi suhu sekarang dan kondisi kipas serta dapat mengirimkan nilai suhu threshold ke mikrokontroler. Algoritma menampilkan suhu dan kondisi kipas adalah sebagai berikut. 1. Data yang diterima berupa data string suhu dan kondisi kipas. Untuk kondisi kipas data yang diterima hanya berupa “ 00 ”, ” 01 ”,” 02 ”,” 03 ”. Sehingga data yang diterima selain itu dianggap data suhu. 2. Data suhu yang diterima ditampilkan langsung, sedangkan data kondisi kipas dikonversi terlebih dahulu kemudian setelah konversi baru dikembalikan. Hasil konversi data kondisi kipas dapat dilihat dibawah ini. “ 00 ” menjadi “off” ” 01 ” menjadi “slow” ” 02 ” menjadi “medium” ” 03 ” menjadi “fast” 3. Selain ditampilkan, data suhu dan kondisi kipas disimpan dalam log yang berbentuk .txt untuk melihat database suhu. Untuk lebih mudahnya dapat dilihat pada diagram alir dibawah ini. mulai
Inisialisasi
Ambil data
N
Apakah data yang diterima “00”, “01”,”02”,”03”?
Y
“ 00 “?
Y
Tampilkan “off”
Y
Tampilkan “slow”
N
“ 01 “?
N
Tampilkan suhu
Y
“ 02 ”?
Tampilkan “medium”
N
“ 03 ”?
Y
Tampilkan “fast”
N
Simpan data dalam log .txt
selesai
Gambar 3. 14 Diagram alir menampilkan data suhu
34
Sedangkan algoritma untuk mengirimkan nilai suhu threshold adalah sebagai berikut. 1. Default nilai suhu threshold lama adalah 20. Jika ingin mengubahnya maka yang diperlukan hanya mengetikkan nilai suhu threshold baru. Data suhu yang diketikkan berbentuk string. 2. Data suhu threshold yang baru akan mengganti nilai suhu threshold lama. 3. Data suhu threshold baru yang berbentuk string tersebut dikonversi menjadi data hexadesimal. 4. Data suhu threshold baru kemudian dikirim ke mikrokontroler melalui RF module. Untuk lebih mudahnya dapat dilihat pada diagram alir dibawah ini. mulai
Inisialisasi nilai threshold suhu = suhu standar = 20
Tampilkan suhu standar
Ubah suhu standar?
N
Tampilkan suhu standar
Y
Masukkan suhu standar
Konversi menjadi hexadecimal
Kirim data ke mikrokontroler
selesai
Gambar 3. 15 Diagram alir pengiriman data dari komputer ke mikrokontroler
35
BAB IV PENGUKURAN DAN ANALISA Pengukuran merupakan suatu proses yang dilakukan untuk memperoleh data nilai ukur dari alat yang dirancang, sehingga diketahui karakteristik dan spesifikasinya. Dari hasil pengukuran ini dibuat analisa yang akan mengetahui sejauh mana sistem ini memiliki kesesuaian antara spesifikasi perancangan dengan spesifikasi pengukuran. Pengujian dilakukan untuk mengetahui kemampuan kinerja sistem yang telah dibuat. Adapun pengujian yang dilakukan meliputi pengujian setiap blok dan pengujian alat secara keseluruhan. 4.1 Pengukuran Sinyal Keluaran Blok Hardware Sistem yang direalisasikan terdiri dari beberapa blok diantaranya blok catu daya, blok I/O yang terdiri dari blok driver motor kipas, blok RF module, serta blok mikrokontroler Atmega8535. Pengukuran blok-blok ini dilakukan dengan alat bantu osiloskop digital dan multimeter digital, dan stopwatch. 4.1.1 Pengukuran Blok Catu Daya Trafo
A
Dioda bridge
Rangkaian Regulator
B
output
Gambar 4. 1 Titik pengukuran keluaran blok catudaya
Pengukuran tegangan yang keluar dari blok catu daya menggunakan osiloskop. Pengukuran dilakukan dengan cara mengukur tegangan yang keluar dari masingmasing titik pengukuran. Dari tabel dibawah ini dapat dilihat tegangan keluaran ditiap-tiap titik. Titik pengukuran A B
Tabel 4. 1 Tegangan keluaran catudaya Tegangan keluaran blok Tegangan keluaran blok catudaya 5V catudaya 12V 15.4 Vpp 30.8 Vpp 5.04 Vdc 11.9 Vdc
Dari tabel terlihat bahwa tegangan yang terukur di osiloskop adalah 5.04V untuk catudaya 5V dan 11.9V untuk catudaya 12V. Sehingga rangkaian catudaya ini bekerja dengan baik karena telah sesuai dengan spesifikasi awal.
36
4.1.2 Pengujian Sensor Suhu LM 35 A Sumber panas
termometer LM35
Pin A.4
Vout
B
Komputer
mikrokontroler
D
Pin B
LCD C
Pengujian sensor LM 35 dilakukan untuk mengetahui besarnya tegangan keluaran sensor dan membandingkannya dengan suhu termometer air raksa, sehingga diketahui besarnya kenaikan tegangan keluaran sensor tiap oC. Sensor suhu LM 35 diuji dengan cara memberikan catuan sebesar 5V dan memanaskan kepala sensor untuk membandingkan antara suhu yang terukur dengan tegangan keluaran sensor. Berikut adalah hasil pengujian dilakukan.
suhu (°C) 35 30 25
20 suhu (°C)
15 10 5 0.247 0.255 0.264 0.271 0.281 0.298 0.307 0.312 0.321 0.328
0
Gambar 4. 2 Grafik tegangan keluaran sensor terhadap suhu Tabel 4. 2 Perbandingan tegangan keluaran sensor terhadap suhu (V/°C)
Vout sensor (Volt) 0.247 0.255 0.264 0.271 0.281 0.298 0.307 0.312 0.321 0.328 rata-rata
suhu (°C) 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
V/°C 0.010292 0.0102 0.010154 0.010037 0.010036 0.010276 0.010233 0.010065 0.010031 0.009939 0.010126
37
Termometer air raksa diuji dengan menggunakan solder secara periodik kemudian dicatat suhu termometer dan tegangan keluaran sensor. Dari hasil pengujian diketahui tegangan keluaran sensor naik sebesar 0.01 V untuk setiap 1oC hal ini sesuai dengan datasheet sensor LM 35, dengan demikian dapat disimpulkan bahwa sensor telah bekerja dengan baik. Setelah melakukan pengujian di atas, kemudian dilakukan pengujian hasil tegangan keluaran sensor yang dibandingkan dengan data ADC pada mikrokontroler dan hasil tampilan di LCD dan komputer. Dari hasil pengujian didapat hasil sebagai berikut. Tabel 4. 3 Pengujian Sensor LM 35 Masukan Desimal Komputer Termometer No ADC(Volt) (LCD) (°C) (°C) Titik B Titik C Titik D Titik A 1 0.247 24 24 24
V/°C 0.010291667
2
0.249
25
25
24
0.010375
3
0.248
24
24
24
0.010333333
4
0.248
24
24
24
0.010333333
5
0.248
24
24
24
0.010333333
6
0.248
24
24
24
0.010333333
7
0.247
24
24
24
0.010291667
8
0.247
24
24
24
0.010291667
9
0.247
24
23
24
0.010291667
10
0.247
24
24
24
0.010291667
11
0.258
25
25
25
0.01032
12
0.257
25
25
25
0.01028
13
0.256
25
25
25
0.01024
14
0.257
25
25
25
0.01028
15
0.257
25
25
25
0.01028
16
0.255
25
25
25
0.0102
17
0.26
26
26
26
0.01
18
0.264
26
26
26
0.010153846
19
0.265
26
26
26
0.010192308
20
0.267
26
26
26
0.010269231
21
0.271
27
27
26.5
0.010226415
22
0.272
27
27
27
0.010074074
23
0.272
27
27
27
0.010074074
24
0.272
27
27
27
0.010074074
25
0.271
27
27
27
0.010037037
26
0.271
27
27
27.5
0.009854545
27
0.271
27
27
27.5
0.009854545
28
0.272
27
27
27.5
0.009890909
29
0.272
27
27
27.5
0.009890909
38
30
0.271
27
27
27.5
0.009854545
31
0.281
28
28
28
0.010035714
32
0.277
27
27
28
0.009892857
33
0.287
28
28
28
0.01025
34
0.282
28
28
28
0.010071429
35
0.283
28
28
28
0.010107143
36
0.284
28
28
28
0.010142857
37
0.277
27
28
28
0.009892857
38
0.282
28
27
28
0.010071429
39
0.282
28
27
28
0.010071429
40
0.282
28
28
28
0.010071429
41
0.294
29
29
29
0.010137931
42
0.296
29
29
29
0.010206897
43
0.301
30
30
29
0.01037931
44
0.304
30
30
29
0.010482759
45
0.307
30
30
30
0.010233333
46
0.308
30
30
30.5
0.010098361
47
0.309
30
31
31
0.009967742
48
0.31
31
31
31
0.01
49
0.312
31
31
31
0.010064516
50
0.314
31
31
31
0.010129032
51
0.315
31
31
31
0.01016129
52
0.315
31
31
31.5
0.01
53
0.317
31
31
32
0.00990625
54
0.318
31
31
32
0.0099375
55
0.326
32
32
32
0.0101875
56
0.32
32
32
32
0.01
57
0.321
32
32
32
0.01003125
58
0.322
32
32
32
0.0100625
59
0.325
32
32
32.5
0.01
60
0.323
32
32
32.5
0.009938462
61
0.323
32
32
32.5
0.009938462
62
0.326
32
32
33
0.009878788
63
0.325
32
32
33
0.009848485
64
0.327
32
32
33
0.009909091
65
0.33
33
32
33
0.01
66
0.29
29
32
33
0.008787879
67
0.332
33
33
33.5
0.009910448
68
0.33
33
32
33.5
0.009850746
69
0.343
34
34
33.5
0.010238806
70
0.344
34
34
33.5
0.010268657
71
0.342
34
34
33.5
0.010208955
rata-rata (V/°C)
0.01009275
39
Dari hasil pengujian ADC didapat bahwa konversi ADC berjalan sesuai dengan yang diinginkan yaitu 0.01 Volt/bit. Hasil tampilan di LCD dan komputer pun menunjukkan hasil yang sama sehingga sensor dan ADC berjalan sesuai dengan yang diinginkan. 4.1.3 Pengukuran Blok Driver Motor Kipas Pin 3
Mikrokontroler
Pin B.3
A
Pin 15
IC L293 Pin 6
B
kipas C
Gambar 4. 3 titik pengukuran driver motor kipas
Pengukuran terhadap blok driver motor kipas dilakukan di 2 tempat, yaitu keluaran PORTB.3 pada mikrokontroler untuk melihat sinyal PWM sebagai masukan ke IC L293 dan di pin 14 dan 13 pada IC L293 untuk melihat bentuk sinyal yang dihasilkan untuk menggerakkan kipas. 4.1.3.1 Pengukuran Keluaran Mikrokontroler (titik A) Pada pengukuran ini, PORTB.3 berfungsi sebagai pin keluaran PWM, dimana sinyal ini yang digunakan untuk masukan pin 9 di IC L293. Pengukuran dilakukan dalam 4 kondisi, gambar sinyal yang dihasilkan dengan menggunakan osiloskop dapat dilihat dibawah ini.
Gambar 4. 4 Tegangan keluaran mikrokontroler saat kipas off
40
Gambar 4. 5 Tegangan keluaran mikrokontroler saat kipas slow
Gambar 4. 6 Tegangan keluaran mikrokontroler saat kipas medium
Gambar 4. 7 Tegangan keluaran mikrokontroler saat kipas fast Tabel 4. 4 Hasil pengukuran duty cycle dan tegangan keluaran mikrokontroler pin B.3 (PWM)
Kondisi kipas Off Slow Medium Fast
Duty cycle menurut perhitungan 0% 50% 75% 100%
Duty cycle menurut pengukuran 0% 50% 75.3% 100%
Tegangan menurut perhitungan 0V 2.5V 3.75V 5V
Tegangan menurut pengukuran 40.1mV 2.54V 3.64V 5.08V
Dari tabel diatas dapat disimpulkan bahwa keluaran kaki pin B.3 mikrokontroler yang berfungsi sebagai PWM dapat bekerja dengan baik. Dapat dilihat dari nilai duty cycle dan tegangan yang terukur nilainya mendekati nilai yang diinginkan (sesuai dengan setting awal).
41
4.1.3.2 Pengukuran Keluaran IC L293 (titik B dan C) Untuk pengukuran keluaran IC L293, dilakukan dalam 4 kondisi sama seperti pengukuran keluaran di mikrokontroler. Pengukuran sinyal keluaran IC L293 dengan menggunakan osiloskop tektronix dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 4. 8 Sinyal keluaran IC L293 saat kipas off
Gambar 4. 9 Sinyal keluaran IC L293 saat kipas slow
Gambar 4. 10 Sinyal keluaran IC L293 saat kipas medium
42
Gambar 4. 11 Sinyal keluaran IC L293 saat kipas fast
Dari hasil pengukuran sinyal dengan menggunakan osiloskop dan multimeter dapat dilihat hasil pengukuran keseluruhan sebagai berikut. Tabel 4. 5 Hasil pengukuran duty cycle dan tegangan keluaran kaki IC L293
Kondisi kipas Off Slow Medium Fast
Tegangan Duty cycle Duty cycle keluaran menurut menurut menurut perhitungan pengukuran perhitungan (Volt) 0% 0% 0mV 50% 49.1% 6 75% 74.3% 9 100% 100% 12V
Tegangan keluaran tanpa kipas DC (Volt) 58mV 5.81 8.72 11.69
Tegangan keluaran dengan kipas DC (Volt) 56.1mV 5.67 8.82 11.6
Arus kipas DC (mA) 0 28.3-29.45 67.16-69.2 130.2-134.5
Dari tabel diatas dapat disimpulkan bahwa: 1. Nilai duty cycle yang terukur mendekati nilai duty cycle yang diinginkan. 2. Nilai tegangan keluaran yang diinginkan mendekati nilai tegangan keluaran IC L293 baik dengan menggunakan kipas DC maupun tidak. 3. Arus yang terukur sesuai dengan yang diinginkan. Semakin besar nilai arus maka kipas akan berputar semakin cepat. Perbedaan nilai duty cycle dan tegangan yang terukur dengan yang diinginkan tidak mempengaruhi kinerja alat, karena perbedaan nilainya tidak terlalu signifikan. Sehingga secara keseluruhan hasil pengukuran keluaran IC L293 sesuai dengan yang diinginkan.
43
4.1.4 Pengukuran Blok Serial 4.1.4.1 Pengukuran sinyal antara mikrokontroler dan RF modul Untuk melihat bentuk sinyal keluaran mikrokontroler dilakukan pengukuran serial dengan format data tegangan TTL. Pada saat pengukuran digunakan osiloskop digital untuk melihat bentuk sinyal dari data serial keluaran mikrokontroler. Berikut merupakan hasil pengukuran data keluaran mikrokontroler AVR Atmega8535.
Gambar 4. 12 Sinyal keluaran mikrokontroler ke RF module
Gambar 4. 13 sinyal masukan mikrokontroler dari RF module
Pada port mikrokontroler level tegangan TTL ditandai dengan logika 0 bernilai 0 volt (pendekatan) dan saat logika 1 bernilai 5 volt (pendekatan). Sedangkan pada pengukuran ini, logika 0 bernilai 0 volt dan saat logika 1 bernilai 5 volt dengan pengaturan skala tegangan di osiloskop 1Volt/div. Sehingga Dari gambar dapat disimpulkan bahwa data dapat dikirim dan diterima dengan baik.
44
4.1.4.2 Pengukuran sinyal antara RF modul dan komputer Untuk melihat bentuk sinyal sinyal keluaran RF modul dilakukan pengukuran serial dengan format data tegangan RS232. Pada saat pengukuran digunakan osiloskop digital untuk melihat bentuk sinyal dari data serial keluaran RF modul.
Gambar 4. 14 Sinyal keluaran RF modul ke komputer
Gambar 4. 15 sinyal masukan RF module dari komputer
Pada port serial komputer level tegangan RS232, logika 0 ditandai bernilai antara +3 hingga +15 volt dan logika 1 bernilai antara -3 hingga -15 volt. Sedangkan pada pengukuran ini, logika 0 bernilai +3 volt dan saat logika 1 bernilai -7 volt dengan pengaturan skala tegangan di osiloskop 2Volt/div. Sehingga dari gambar dapat disimpulkan bahwa data dapat dikirim dan diterima dengan baik.
45
4.1.5 Pengukuran performansi dan analisis komunikasi RF antara mikrokontroler dan komputer Pengukuran performansi komunikasi RF ini dilakukan dengan 2 kondisi yaitu menguji komunikasi RF dengan kondisi free space (LOS) dan dengan meletakkan obstacle diantara mikrokontroler dan komputer. Pengujian terhadap komunikasi RF dilakukan dengan cara melakukan pengiriman data suhu dari mikrokontroler ke komputer. Indikasi pengiriman data berhasil terlihat pada komputer menggunakan software access port. Pada komunikasi ini digunakan baudrate sebesar 19200 bps dan delay disetiap pengiriman data selama 3 detik.
Up
Up
4.1.5.1 Pengukuran dengan kondisi obstacle
Gambar 4. 16 Titik pengukuran pada kodisi obstacle di lantai yang sama
Di bawah ini adalah hasil pengukuran dengan menggunakan obstacle yang dilakukan di gedung E. Tabel 4. 6 Pengukuran komunikasi RF module dengan obstacle pada lantai yang sama indoor (waktu dalam detik) jarak waktu rataError (meter) rata (%) 1 2 3 4 5 6 7 8 5 3.1 3 3 3 3 3 2.9 2.9 2.9875 0 10
2.8
3.1
2.9
3.2
2.9
2.9
3.3
2.8
2.9875
0
15
2.9
2.8
3.1
2.9
3.1
3
3.2
3
3
0
20
2.9
3.1
2.9
3.1
3
3
3.1
3.1
3.025
0
25
3.1
2.9
3.1
3
2.9
2.9
3.1
2.9
2.9875
0
30
3
3
3
3.1
2.9
3
3.1
3
3.0125
0
35
3
3.1
3
2.9
3.1
3
3.2
2.8
3.0125
0
40
2.9
3.1
3
3
3
2.8
3.3
3
3.0125
0
45
2.9
2.9
3.1
3
3
3
3.1
3.1
3.0125
12.5
50
3.1
3
3
3
3
3
3.2
3.1
3.05
0
55
3
3
3
3
3.1
3
3.2
3.1
3.05
0
60
2.9
3.1
3
2.9
3.1
3
3.1
2.9
3
0
65
3
3.1
3
2.9
3.1
6
3.2
3
3.4125
12.5
70
6
6
2.9
3.1
3
3
9.2
3
4.525
62.5
71
60
0
0
0
0
0
0
0
7.5
100
72
40.3
17.2
35.5
61.7
0
0
0
0
19.3375
100
73
0
0
0
0
0
0
0
0
0
100
46
Tabel 4. 7 Pengukuran komunikasi RF module dengan obstacle antar lantai beda lantai lantai 2 tegak lurus terhadap lantai 1 3 3 3 3.2 2.9 2.9 3.2 3 lantai 3 tegak lurus terhadap lantai 1 2.9 3 3 3.1 3 2.9 3.2 3.1 lantai 2 diagonal terhadap lantai 1 lantai 3 diagonal terhadap lantai 1 ket: data hilang data terima salah
Dari tabel, hasil pengukuran jarak maksimum yang dapat diukur pada kondisi obstacle adalah 70 m sehingga luas area pengukuran adalah 𝜋𝑟 2 = 𝜋. 702 = 15393 𝑚2 Sedangkan rata-rata waktu datangnya data kedua setelah data pertama diterima adalah sebesar 3.148 detik, dengan jeda antara pengiriman data adalah sebesar 3 detik sehingga delay dari pengiriman data suhu adalah 0.148 detik pada kondisi terdapat obstacle. Faktor kegagalan yang terjadi dari 128 pengiriman data suhu adalah 6.25% dengan jarak maksimum 70 m. 4.1.5.2 Pengukuran dengan kondisi loss space
LC
Gambar 4. 17 Titik pengukuran pada kondisi loss space
Di bawah ini adalah hasil pengukuran dengan loss space yang dilakukan di sepanjang jalan di depan Learning Center (LC).
47
Tabel 4. 8 Pengukuran komunikasi RF module dengan loss space
jarak (meter) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179
outdoor (waktu dalam detik) 1 2 3 4 5 6 7 3 3.1 3 2.9 3.1 2.9 3.2 2.9 3.1 3.1 2.9 3.3 2.9 3.1 3.1 2.9 3 3.1 3 3.1 3.1 3.1 2.9 2.9 3.2 3 3 3 3.1 3 3 2.9 3.2 2.9 3.1 3 3.1 3 3.1 2.9 3.6 2.6 2.9 3.2 3.1 2.9 3 2.9 3.2 2.9 3.1 3.1 3 3.1 3 3.1 3.3 2.9 2.8 3 3 3 3.1 2.9 3.1 3 3.1 3 2.9 3.1 3 3.1 2.9 2.9 3.1 3 3.1 3 3.1 3 3.1 3 3 3.1 3 3 3.1 2.9 3.1 5.2 19 3 6 3 6.3 3 2.9 3.2 2.8 3 3 3 3.1 3 3 3 3 3.1 3 3.1 3 3.1 2.9 3 3 3 3 2.9 3.2 3.1 3 2.9 3.1 3 2.9 3.2 2.9 3.1 3.1 2.9 3 3.2 3.1 3 3.2 2.9 3 3 3 3.2 3.1 3 3 3 2.9 3 3 3.1 3.1 2.8 3.1 3 3.1 2.9 2.7 3.1 2.8 3.2 3 3 3.1 3.2 3 3.1 3.1 2.6 3.2 3.1 3.1 3.1 3 3.1 3.1 3 3.1 3.1 3.3 3.2 3.3 2.9 3.2 2.9 3.1 3.4 2.8 3 3.3 2.7 3 3 3.2 3.1 2.9 3.1 3.1 3 3 3.4 2.9 2.8 3.1 3.1 3 2.9 3 3 3 2.9 3.1 3 3 3 3 3.2 3 2.9 3.1 3.3 3.2 2.9 3.2 2.9 2.9 3.2 27.3 3.3 2.7 3 3 3 3 9 3.1 3.1 2.9 3.1 3.3 43.1 3 3.1 3 3 3 3.2 3 3.5 3 2.7 3 3 3 3.1 3 3 3 3.1 3.1 3 2.9 3 3 3 2.9 3.1 2.9 3 14.8 3.1 18.2 5.9 16.8 0 0 3 6.2 9 14.9 6.1 15.4 0 2.2 8.1 13.1 21.8 11.8 6.2 18.1 24.6 8.6 18.5 5.8 6 34.5 11.5 0 0 0 0 0 0 0
8 3.1 3.1 2.9 3.1 3.1 3 2.9 3 3 3.1 2.9 2.9 3.1 2.9 2.9 3 2.9 2.8 2.9 2.8 3.1 2.9 2.9 3.1 2.8 2.9 3 3.1 3 3.1 2.9 3 2.9 0 3.1 3.2 3 3 0 0 0 0 0
waktu rata-rata
error (%)
3.0375 3.05 3.025 3.025 3.0375 3.0375 3.0125 3.0375 3.0125 3.025 3 3.025 5.3 3.7875 2.975 3.0375 2.9875 3 3.025 3.0125 3.0125 3 2.975 3.05 3.0375 3.1 3.0375 3.0625 3.0375 3 3.0125 3.075 6.025 8.45 3.05 3.0625 3.0125 2.9875 7.35 6.825 10.1625 13.6875 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 12.5 0 0 37.5 25 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 25 0 0 0 0 0 37.5 12.5 37.5 0 0 0 0 100 100 100 100 100 48
Keterangan: Kotak Data terima salah Kotak Data hilang Dari tabel hasil pengukuran jarak maksimum yang diukur adalah 174 m sehingga luas area pengukuran adalah 𝜋𝑟 2 = 𝜋. 1742 = 95114 𝑚2 Dari kedua tabel diatas rata-rata waktu datangnya data kedua setelah data pertama diterimaadalah sebesar 3.32 detik dengan jeda antar pengiriman data adalah sebesar 3 detik sehingga delay dari pengiriman data suhu adalah 0.32 detik pada kondisi free space. Faktor kegagalan yang terjadi dari 336 pengiriman data suhu adalah 4.934% dengan jarak maksimum 174 m. 4.2 Pengujian Program Aplikasi Program yang dibuat dilakukan pengujian untuk mengetahui sejauh mana program ini dapat bekerja dengan baik. Pengujian yang pertama dilakukan untuk melihat data suhu dan kondisi kipas dapat diterima oleh komputer. Pengujian kedua dilakukan untuk mengirim nilai suhu threshold ke mikrokontroler dan melihat respon mikrokontroler terhadap data yang dikirim dari computer. 4.2.1 Pengujian Penerimaan Data Pada pengujian penerimaan data dilakukan melalui komunikasi serial dengan menggunakan kabel serial dengan konfigurasi yang telah dijelaskan di bab III. Pada pengujian ini digunakan dua software yaitu AccessPort dan program aplikasi yang telah dibuat. AccessPort digunakan untuk melihat data yang dikirim oleh mikrokontroler sebelum program aplikasi dibuat. 1. Pengujian dengan menggunakan AccessPort. Langkah – langkah pengujian adalah : a) Hubungkan kabel serial antara port serial komputer dengan DB9 yang sudah terkoneksi dengan RF modul. Atur baudrate-nya sebesar 19200bps, 8 bits data, 2 stop bits, dan COM yang digunakan. b) Berikut adalah data yang dikirim oleh PC.
Gambar 4. 18 Data yang diterima AccessPort dalam .hex
49
Gambar 4. 19 Data yang diterima AccessPort dalam string
2. Pengujian dengan menggunakan program aplikasi. Langkah – langkahnya sebagai berikut : a) Hubungkan kabel serial antara port serial komputer dengan DB9 yang sudah terkoneksi dengan RF module. Pada program aplikasi, baudrate, stop bit, data bits, dan COM telah diatur sebelumnya. Sehingga hanya tinggal menghubungkan kabel serial saja. b) Jalankan aplikasi sehingga muncul gambar seperti dibawah ini. Klik “connect” untuk menjalankan aplikasinya.
Gambar 4. 20 Program aplikasi untuk koneksi ke komputer
c) Berikut adalah contoh data yang diterima oleh PC :
Gambar 4. 21 Data yang diterima program aplikasi
4.2.2 Pengujian Pengiriman Data Pengujian dalam pengiriman data ini mirip dengan pengujian penerimaan data. Komunikasi yang digunakan masih sama yaitu dengan menggunakan komunikasi serial. Pengujian dilakukan dengan menggunakan access port dan program aplikasi 50
yang telah dibuat. Data yang dikirim berbentuk hexadecimal, karena program yang telah dibuat di mikrokontroler hanya dapat mengolah data berbentuk hexadesimal. 1. Pengujian dengan menggunakan AccessPort. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut: a) Ketikkan nilai suhu threshold yang di inginkan dalam format hexadesimal. b) Klik icon “send”. Data akan dikirim ke mikrokontroler dan akan di proses, sehingga data yang diterima adalah seperti gambar dibawah ini.
Gambar 4. 22 Data yang dikirim Access Port
2. Pengujian dengan menggunakan program aplikasi. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut. a) Ketikkan nilai suhu threshold (standar suhu baru) yang diinginkan dalam format desimal. b) Klik icon “update”. Data yang awalnya berbentuk desimal akan dikonversi ke hexadesimal sehingga dapat di kirim ke mikrokontroler. Sehingga nilai suhu threshold akan berubah sesuai dengan yang diinginkan.
Gambar 4. 23 Data yang dikirim program aplikasi
51
4.3 Analisa kerja sistem keseluruhan Pengujian dan analisa kerja sistem menggabungkan kinerja hardware dan software yang telah dibuat. Secara garis besar, pengujian kerja sistem sesuai dengan perancangan yang telah dilakukan. Informasi dari sensor suhu dapat sampai ke program aplikasi yang dibuat pada komputer. Kipas pun dapat aktif sesuai dengan kondisi suhu yang dirancang. Untuk driver motor kipas dilakukan setting awal untuk kecepatan putaran kipas. Kecepatan putaran kipas dapat di atur dengan metode PWM, dengan mengubah nilai OCR0 pada mikrokntroler. Hasil dari perubahan nilai OCR0 ini mempengaruhi nilai duty cycle sinyal keluaran yang dihasilkan. Duty cycle adalah perbandingan dari periode munculnya bit “1” atau tegangan 5 V pada mikrokontoler (Ton) dengan periode (T) pada suatu sinyal, atau dapat ditulis seperti dibawah ini. Duty Cycle = ( Ton / T ) x 100% Pada perancangan ini duty cycle di atur dalam 4 kondisi yaitu 0% (kipas off), 50% (kipas slow), 75% (kipas medium), 100% (kipas fast). Pada perancangan driver motor kipas ini tidak membandingkan kecepatan kipas yang dirancang dengan lamanya penurunan suhu akibat kipas aktif. Hal ini dikarenakan kipas yang digunakan satu buah yang hanya memasukkan udara ke dalam ruang model, tidak ada kipas lain yang digunakan untuk membuang udara dari dalam ruang model. Sehingga hanya terjadi perputaran udara didalam ruang model.
52
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari hasil analisis dari pengujian dan pengukuran yang dilakukan terhadap system monitoring suhu ruangan secara wireless dan PC sebagai pusat kontrol, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. ADC pada ATmega8535 berfungsi dengan baik dalam melakukan konversi yaitu sebesar 0.01 Volt/bit sesuai dengan datasheet LM35 yaitu sebesar 0.01V/0 C pada saat pengukuran sensor suhu pada perangkat ini. 2. PWM pada ATmega8535 bekerja dengan baik dapat dilihat pada tegangan yang
dihasilkan yaitu: a. kipas off: tidak ada tegangan yang dihasilkan b. kipas slow: tegangan yang dihasilkan sebesar 2.54Volt dengan duty cycle 50%. c. kipas medium: tegangan yang dihasilkan sebesar 3.64Volt dengan duty cycle 75.3% d. kipas fast: tegangan yang dihasilkan sebesar 5.08Volt
3. Pada pengukuran komunikasi RF module pada kondisi obstacle, pengaturan awal berupa pengiriman data dilakukan setiap 3 detik. Rata-rata waktu datangnya data kedua setelah data pertama diterima adalah sebesar 3.148 detik sehingga delay dari pengiriman data suhu adalah 0.148 detik. Faktor kegagalan yang terjadi dari 128 pengiriman data suhu adalah 6.25% dengan jarak maksimum 70 m. 4. Pada pengukuran komunikasi RF module pada kondisi free space, pengaturan awal
berupa pengiriman data dilakukan setiap 3 detik. Rata-rata waktu datangnya data kedua setelah data pertama diterima adalah sebesar 3.32 detik sehingga delay dari pengiriman data suhu adalah 0.32 detik pada kondisi free space. Faktor kegagalan yang terjadi dari 336 pengiriman data suhu adalah 4.934% dengan jarak maksimum 174 m. 5. Software yang berfungsi sebagai aplikasi monitoring suhu yang memiliki fitur untuk
menampilkan suhu ruangan dan kondisi kipas serta mengubah standar suhu ruangan yang dikontrol untuk mengaktifkan kipas. Database suhu disimpan dalam bentuk log.txt.
53
5.2 Saran Pengembangan yang dapat dilakukan pada tugas akhir ini antara lain : 1. Dapat menambahkan rangkaian tambahan pada keluaran sensor suhu sebelum masuk ke mikrokontroler untuk mendapatkan nilai suhu yang lebih detail. 2. Konfigurasi rangkaian catudaya lebih diperhatikan lagi. Dapat ditambahkan heat-sink agar regulator tidak cepat panas. 3. Pengukuran dengan menggunakan osiloskop lebih baik menggunakan osiloskop tektronix. 4. Monitoring suhu sebaiknya menggunakan lebih dari satu ruangan 5. Untuk pengembangan ke arah yang lebih nyata, kipas dapat diganti dengan AC. Dengan digantinya kipas, dapat dilihat waktu yang diperlukan untuk menurunkan suhu dan pengaturan kecepatan pun dapat sesuai dengan realitas yang ada. Sehingga delay yang diperlukan untuk satu kali pengiriman data pun bisa lebih tepat. 6. Program aplikasi yang telah dibuat dapat dikembangkan lagi untuk menjadi server di jaringan. Sehingga pengontrolan suhu dapat dilakukan dalam jaringan.
54
DAFTAR PUSTAKA
1. Cepat mahir visual basic net. Internet: http://ilmukomputer.org/2008/11/25/cepat-mahirvisual-basic-net/ [Februari.6,2009] 2. Heryanto, ST, M. Ary dan Ir. Wisnu Adi P. 2008. Pemprograman Bahasa C untuk Mikrokontroler ATMega8535. Penerbit Andi. Yogyakarta. 3. Rovianto, Muhammad, Basuki Rahmat dan Achmad Rizal. Desain Dan Realisasi Sistem Telemetri
FSK
(Suhu,
Tekanan
Udara,
Kelembaban).[On-line].
Available:
http://eprints.undip.ac.id/7791/1/RANCANG_BANGUN_SISTEM_TELEMETRI_SUH U_DAN_KELEMBABAN_MENGGUNAKAN_MIKROKONTROLER_ATMEGA8535 _DENGAN_ANTARMUKA.pdf [April.2009] 4. SerialPort
Class
(System.IO.Ports). internet:
http://msdn.microsoft.com/en-
us/library/system.io.ports.serialport.aspx [Maret.23,2010] 5. Silva, Haula. Proyek Akhir. Perancangan Dan Realisasi Prototipe Alat Pendeteksi Kebakaran Berbasis Mikrokontroler, Jurusan Fakultas Elektro dan Komunikasi, Institut Teknologi Telkom, 2009 6. Sukiswo, skripsi, Perancangan Telemetri Suhu Dengan Modul Digital FSKFM, Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Undip, 2005 7. Supriyatna, Yatna. Tugas Akhir. Desain Dan Implementasi Handheld Sebagai Alat Pengambil Data Pada Kwh Meter Dengan Komunikasi Wireless RF
Berbasis
Mikrokontroler, Jurusan Fakultas Elektro dan Komunikasi, Institut Teknologi Telkom, 2009 8. Wardhana, Lingga. 2006 .Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535 Simulasi, Hardware, dan Aplikasi. Penerbit Andi. Yogyakarta.
LAMPIRAN Rangkaian Skematik
LAMPIRAN Program Bahasa C ATMega8535
PROGRAM BAHASA C ATMEGA8535 /********************************** ******************* This program was produced by the CodeWizardAVR V1.25.3 Standard Automatic Program Generator © Copyright 1998-2007 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l. http://www.hpinfotech.com Project : Version : Date : 3/17/2010 Author : F4CG Company : F4CG Comments: Chip type : ATmega8535 Program type : Application Clock frequency : 11.059200 MHz Memory model : Small External SRAM size : 0 Data Stack size : 128 ********************************** *******************/ #include <mega8535.h> #include <delay.h> // Standard Input/Output functions #include <stdio.h> #define fosc 11059200 #define baud 19200 #define ubrr_val (fosc/(16*baud))-1 #define RXEN 4 #define TXEN 3 #define USBS 3 #define UCSZ0 1 #define USEL 7 #define RXC 7 #define TXC 6 unsigned char dtadc0,dtadc1,buffer; unsigned char a,b,c,x; char buf[33]; #define ADC_VREF_TYPE 0xE0
// Read the 8 most significant bits // of the AD conversion result unsigned char read_adc(unsigned char adc_input) { ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); // Start the AD conversion ADCSRA|=0x40; // Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA|=0x10; return ADCH; } // Alphanumeric LCD Module functions #asm .equ __lcd_port=0x18 ;PORTB #endasm #include void usart_init(unsigned int baudr) { //set baud rate UBRRH=((unsigned char) (baudr>>8)) & (0x7f); UBRRL=(unsigned char) (baudr); //--------UCSRA=0x00; //aktifkan tx UCSRB=((1<
{ OCR0=0xC0; printf(" 02 "); delay_ms(50); } void kipas3() { OCR0=0xFF; printf(" 03 "); delay_ms(50); } void kipas() { printf(" %i ",dtadc0); delay_ms(3000); a=x; b=a+0x05; c=b+0x05; if (dtadc0
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTC=0x00; DDRC=0x00; // Port D initialization // Func7=Out Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=0 State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTD=0x00; DDRD=0x80; // Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: 11059.200 kHz // Mode: Phase correct PWM top=FFh // OC0 output: Non-Inverted PWM TCCR0=0x61; TCNT0=0x00; OCR0=0x00; // Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: 11059.200 kHz // Mode: Normal top=FFFFh // OC1A output: Discon. // OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off // Input Capture on Falling Edge // Timer 1 Overflow Interrupt: On // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x01; TCNT1H=0xD5; TCNT1L=0xD0; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00; // Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock
// Clock value: 11059.200 kHz // Mode: Phase correct PWM top=FFh // OC2 output: Non-Inverted PWM ASSR=0x00; TCCR2=0x61; TCNT2=0x00; OCR2=0x00; // USART initialization // Communication Parameters: 8 Data, 2 Stop, No Parity // USART Receiver: On // USART Transmitter: On // USART Mode: Asynchronous // USART Baud rate: 19200 UCSRA=0x00; UCSRB=0x18; UCSRC=0x8E; UBRRH=0x00; UBRRL=0x23; // Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off // Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80; SFIOR=0x00; // ADC initialization // ADC Clock frequency: 691.200 kHz // ADC Voltage Reference: Int., cap. on AREF // ADC High Speed Mode: Off // ADC Auto Trigger Source: None // Only the 8 most significant bits of // the AD conversion result are used
ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff; ADCSRA=0x84; SFIOR&=0xEF;
// LCD module initialization lcd_init(16); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("suhu"); usart_init(ubrr_val); x=20; mulai: dtadc0=read_adc(4); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,1); sprintf(buf,"%i",dtadc0); lcd_puts(buf); kipas(); goto update; update: while ((UCSRA & (1<
while (1) { // Place your code here }; }
LAMPIRAN Program Aplikasi
PROGRAM APLIKASI Program connect device Imports aplikasi_suhu.MainForm Public Class form_connect Private srport As New Rs232() Public Sub portavailablity() If IsPortAvailable() Then status.Text = "Device is Available" Else status.Text = "Device is Unavailable" End If End Sub Private Sub but_connect_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles but_connect.Click aplikasi_suhu.MainForm.Enabled = True aplikasi_suhu.MainForm.sport.Open(2, 19200, 8, Rs232.DataParity.Parity_None, _ Rs232.DataStopBit.StopBit_2, 4096) Me.Enabled = False Me.Hide() End Sub ' This function attempts to open the passed Comm Port. If it is ' available, it returns True, else it returns False. To determine ' availability a Try-Catch block is used. Private Function IsPortAvailable() As Boolean Try srport.Open(2, 19200, 8, Rs232.DataParity.Parity_None, _ Rs232.DataStopBit.StopBit_2, 4096) ' If it makes it to here, then the Comm Port is available. srport.Close() Return True Catch ' If it gets here, then the attempt to open the Comm Port ' was unsuccessful. Return False End Try End Function Private Sub but_refresh_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles but_refresh.Click portavailablity() End Sub End Class
Program utama
Imports aplikasi_suhu.form_connect Imports System.Text Public Class MainForm Public sport As New Rs232() Private form_connect As New form_connect() Private intCommPort, intBaud, intData As Integer Private bytStop As Rs232.DataStopBit Private bytParity As Rs232.DataParity Private count As Byte = 0 Private msg As String Private log As String Public arr() As String Dim filer As String Dim filew As String Private Sub Form1_Load(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles MyBase.Load If Not System.IO.File.Exists("log.txt") Then My.Computer.FileSystem.WriteAllText("log.txt", "Suhu Kipas Waktu", True) My.Computer.FileSystem.WriteAllText("log.txt", vbCrLf + "=======================", True) End If Me.Show() Me.Enabled = False Me.tmrRead = New System.Windows.Forms.Timer(Me.components) form_connect.Enabled = True form_connect.Show() form_connect.portavailablity() tmrRead.Enabled = True caution.Text = "Normal" box_normal.Text = 20 box_suhulama.Text = 20 log = My.Computer.FileSystem.ReadAllText("log.txt") rt_log.Text = log End Sub Private Sub tmrRead_Tick(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles tmrRead.Tick Try ' As long as there is information, read one byte at a time and ' output it. 'sport.Read(2) While (sport.Read(1) <> -1) ' Write the output to the screen. WriteMessage(Chr(sport.InputStream(0)), False) End While Catch exc As Exception ' An exception is raised when there is no information to read. ' Don't do anything here, just let the exception go. End Try End Sub ' This subroutine writes a message to the txtStatus TextBox and allows ' the line feed to be suppressed. Private Sub WriteMessage(ByVal message As String, ByVal linefeed As Boolean) If Not message.Equals(" ") Then msg += message count += 1 If count = 2 Then msg += " "
End If End If If count = 4 Then arr = msg.Split(" ") Dim nows As String Dim nowf As String If arr(0).ElementAt(0) = "0" Then nowf = arr(0) nows = arr(1) Else : nows = arr(0) nowf = arr(1) End If box_now.Text = nows If nowf.Equals("00") Then box_fan.Text = "Off" caution.Text = "Normal" My.Computer.FileSystem.WriteAllText("log.txt", vbCrLf nows + vbTab + "Off" + vbTab + Now(), True) rt_log.Text += vbCrLf + nows + vbTab + "Off" + vbTab Now() ElseIf nowf.Equals("01") Then box_fan.Text = "Slow" caution.Text = "Normal" My.Computer.FileSystem.WriteAllText("log.txt", vbCrLf nows + vbTab + "Slow" + vbTab + Now(), True) rt_log.Text += vbCrLf + nows + vbTab + "Slow" + vbTab Now() ElseIf nowf.Equals("02") Then box_fan.Text = "Medium" caution.Text = "Normal" My.Computer.FileSystem.WriteAllText("log.txt", vbCrLf nows + vbTab + "Medium" + vbTab + Now(), True) rt_log.Text += vbCrLf + nows + vbTab + "Medium" + vbTab Now() ElseIf nowf.Equals("03") Then box_fan.Text = "Fast" caution.Text = "Warning!" My.Computer.FileSystem.WriteAllText("log.txt", vbCrLf nows + vbTab + "Fast" + vbTab + Now(), True) rt_log.Text += vbCrLf + nows + vbTab + "Fast" + vbTab Now() End If
+ +
+ +
+ +
+ +
msg = "" arr.Clear(arr, 0, arr.Length) count = 0 End If End Sub Private Sub but_setsuhu_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles but_setsuhu.Click Dim input As String Dim i As Integer = CInt(input_suhu.Text) Dim bu10() As Byte = {&HA} Dim bu11() As Byte = {&HB} Dim bu12() As Byte = {&HC} Dim bu13() As Byte = {&HD} Dim bu14() As Byte = {&HE} Dim bu15() As Byte = {&HF}
Dim bu16() As Byte = {&H10} Dim bu17() As Byte = {&H11} Dim bu18() As Byte = {&H12} Dim bu19() As Byte = {&H13} Dim bu20() As Byte = {&H14} Dim bu21() As Byte = {&H15} Dim bu22() As Byte = {&H16} Dim bu23() As Byte = {&H17} Dim bu24() As Byte = {&H18} Dim bu25() As Byte = {&H19} Dim bu26() As Byte = {&H1A} Dim bu27() As Byte = {&H1B} Dim bu28() As Byte = {&H1C} Dim bu29() As Byte = {&H1D} Dim bu30() As Byte = {&H1E} Dim bu31() As Byte = {&H1F} Dim bu32() As Byte = {&H20} Dim bu33() As Byte = {&H21} Dim bu34() As Byte = {&H22} Dim bu35() As Byte = {&H23} Dim bu36() As Byte = {&H24} Dim bu37() As Byte = {&H25} Dim bu38() As Byte = {&H26} Dim bu39() As Byte = {&H27} Dim bu40() As Byte = {&H28} If i = 10 Then sport.Write(bu10) ElseIf i = 11 Then sport.Write(bu11) ElseIf i = 12 Then sport.Write(bu12) ElseIf i = 13 Then sport.Write(bu13) ElseIf i = 14 Then sport.Write(bu14) ElseIf i = 15 Then sport.Write(bu15) ElseIf i = 16 Then sport.Write(bu16) ElseIf i = 17 Then sport.Write(bu17) ElseIf i = 18 Then sport.Write(bu18) ElseIf i = 19 Then sport.Write(bu19) ElseIf i = 20 Then sport.Write(bu20) ElseIf i = 21 Then sport.Write(bu21) ElseIf i = 22 Then sport.Write(bu22) ElseIf i = 23 Then sport.Write(bu23) ElseIf i = 24 Then sport.Write(bu24) ElseIf i = 25 Then sport.Write(bu25) ElseIf i = 26 Then sport.Write(bu26) ElseIf i = 27 Then sport.Write(bu27)
ElseIf i = 28 Then sport.Write(bu28) ElseIf i = 29 Then sport.Write(bu29) ElseIf i = 30 Then sport.Write(bu30) ElseIf i = 31 Then sport.Write(bu31) ElseIf i = 32 Then sport.Write(bu32) ElseIf i = 33 Then sport.Write(bu33) ElseIf i = 34 Then sport.Write(bu34) ElseIf i = 35 Then sport.Write(bu35) ElseIf i = 36 Then sport.Write(bu36) ElseIf i = 37 Then sport.Write(bu37) ElseIf i = 38 Then sport.Write(bu38) ElseIf i = 39 Then sport.Write(bu39) ElseIf i = 40 Then sport.Write(bu40) End If box_suhulama.Text = i box_normal.Text = i End Sub End Class
LAMPIRAN Datasheet
SLRS008C − SEPTEMBER 1986 − REVISED NOVEMBER 2004
D Featuring Unitrode L293 and L293D D D D D D D D D D
Products Now From Texas Instruments Wide Supply-Voltage Range: 4.5 V to 36 V Separate Input-Logic Supply Internal ESD Protection Thermal Shutdown High-Noise-Immunity Inputs Functionally Similar to SGS L293 and SGS L293D Output Current 1 A Per Channel (600 mA for L293D) Peak Output Current 2 A Per Channel (1.2 A for L293D) Output Clamp Diodes for Inductive Transient Suppression (L293D)
L293 . . . N OR NE PACKAGE L293D . . . NE PACKAGE (TOP VIEW)
1,2EN 1A 1Y HEAT SINK AND GROUND
16
2
15
3
14
4
13
5
12
2Y 2A
6
11
7
10
VCC2
8
9
VCC1 4A 4Y HEAT SINK AND GROUND 3Y 3A 3,4EN
L293 . . . DWP PACKAGE (TOP VIEW)
1,2EN 1A 1Y NC NC NC
description/ordering information The L293 and L293D are quadruple high-current half-H drivers. The L293 is designed to provide bidirectional drive currents of up to 1 A at voltages from 4.5 V to 36 V. The L293D is designed to provide bidirectional drive currents of up to 600-mA at voltages from 4.5 V to 36 V. Both devices are designed to drive inductive loads such as relays, solenoids, dc and bipolar stepping motors, as well as other high-current/high-voltage loads in positive-supply applications.
1
HEAT SINK AND GROUND
1
28
2
27
3
26
4
25
5
24
6
23
7
22
8
21
9
20
NC NC 2Y 2A
10
19
11
18
12
17
13
16
VCC2
14
15
VCC1 4A 4Y NC NC NC HEAT SINK AND GROUND NC NC 3Y 3A 3,4EN
All inputs are TTL compatible. Each output is a complete totem-pole drive circuit, with a Darlington transistor sink and a pseudoDarlington source. Drivers are enabled in pairs, with drivers 1 and 2 enabled by 1,2EN and drivers 3 and 4 enabled by 3,4EN. When an enable input is high, the associated drivers are enabled, and their outputs are active and in phase with their inputs. When the enable input is low, those drivers are disabled, and their outputs are off and in the high-impedance state. With the proper data inputs, each pair of drivers forms a full-H (or bridge) reversible drive suitable for solenoid or motor applications. ORDERING INFORMATION
0°C to 70°C
ORDERABLE PART NUMBER
PACKAGE†
TA
TOP-SIDE MARKING
HSOP (DWP)
Tube of 20
L293DWP
L293DWP
PDIP (N)
Tube of 25
L293N
L293N
Tube of 25
L293NE
L293NE
Tube of 25
L293DNE
PDIP (NE)
L293DNE † Package drawings, standard packing quantities, thermal data, symbolization, and PCB design guidelines are available at www.ti.com/sc/package.
Please be aware that an important notice concerning availability, standard warranty, and use in critical applications of Texas Instruments semiconductor products and disclaimers thereto appears at the end of this data sheet. Copyright 2004, Texas Instruments Incorporated
!"# $"%&! ' #( '"! ! $#!! $# )# # #* " # ' ' + ,( '"! $!# - '# #!# &, !&"'# # - && $ # # (
POST OFFICE BOX 655303
• DALLAS, TEXAS 75265
1
SLRS008C − SEPTEMBER 1986 − REVISED NOVEMBER 2004
description/ordering information (continued) On the L293, external high-speed output clamp diodes should be used for inductive transient suppression. A VCC1 terminal, separate from VCC2, is provided for the logic inputs to minimize device power dissipation. The L293and L293D are characterized for operation from 0°C to 70°C.
block diagram VCC1 1 0 1 0
1
16
2
15 1
M
14
4
13
5
12
6
11 3
7
10 9
8
VCC2 NOTE: Output diodes are internal in L293D. FUNCTION TABLE (each driver) INPUTS† OUTPUT A
EN
Y
H
H
H
L
H
L
X
L
Z
H = high level, L = low level, X = irrelevant, Z = high impedance (off) † In the thermal shutdown mode, the output is in the high-impedance state, regardless of the input levels.
2
POST OFFICE BOX 655303
M
4
3
2 1 0
1 0
• DALLAS, TEXAS 75265
1 0 1 0
M
SLRS008C − SEPTEMBER 1986 − REVISED NOVEMBER 2004
logic diagram 1A 1,2EN 2A
3A 3,4EN 4A
2 1 7
10 9 15
ÁÁ ÁÁ ÁÁ ÁÁ ÁÁ ÁÁ ÁÁ ÁÁ ÁÁ
3
6
11
14
1Y
2Y
3Y
4Y
schematics of inputs and outputs (L293) EQUIVALENT OF EACH INPUT
TYPICAL OF ALL OUTPUTS VCC2
VCC1 Current Source
Input
Output
GND
GND
POST OFFICE BOX 655303
• DALLAS, TEXAS 75265
3
SLRS008C − SEPTEMBER 1986 − REVISED NOVEMBER 2004
schematics of inputs and outputs (L293D) EQUIVALENT OF EACH INPUT
TYPICAL OF ALL OUTPUTS VCC2
VCC1 Current Source
Output
Input
GND GND
absolute maximum ratings over operating free-air temperature range (unless otherwise noted)† Supply voltage, VCC1 (see Note 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 V Output supply voltage, VCC2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 V Input voltage, VI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 V Output voltage range, VO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . −3 V to VCC2 + 3 V Peak output current, IO (nonrepetitive, t ≤ 5 ms): L293 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ±2 A Peak output current, IO (nonrepetitive, t ≤ 100 µs): L293D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ± 1.2 A Continuous output current, IO: L293 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ±1 A Continuous output current, IO: L293D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ± 600 mA Package thermal impedance, θJA (see Notes 2 and 3): DWP package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TBD°C/W N package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67°C/W NE package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TBD°C/W Maximum junction temperature, TJ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150°C Storage temperature range, Tstg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . −65°C to 150°C † Stresses beyond those listed under “absolute maximum ratings” may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional operation of the device at these or any other conditions beyond those indicated under “recommended operating conditions” is not implied. Exposure to absolute-maximum-rated conditions for extended periods may affect device reliability. NOTES: 1. All voltage values are with respect to the network ground terminal. 2. Maximum power dissipation is a function of TJ(max), qJA, and TA. The maximum allowable power dissipation at any allowable ambient temperature is PD = (TJ(max) − TA)/qJA. Operating at the absolute maximum TJ of 150°C can affect reliability. 3. The package thermal impedance is calculated in accordance with JESD 51-7.
4
POST OFFICE BOX 655303
• DALLAS, TEXAS 75265
SLRS008C − SEPTEMBER 1986 − REVISED NOVEMBER 2004
recommended operating conditions MIN VCC1 VCC2 VCC1 ≤ 7 V
Supply voltage VIH
High-level input voltage
VIL
Low-level output voltage
VCC1 ≥ 7 V
MAX
4.5
7
VCC1 2.3
36
2.3 −0.3†
UNIT V
VCC1 7
V
1.5
V
V
TA Operating free-air temperature 0 70 °C † The algebraic convention, in which the least positive (most negative) designated minimum, is used in this data sheet for logic voltage levels.
electrical characteristics, VCC1 = 5 V, VCC2 = 24 V, TA = 25°C PARAMETER
TEST CONDITIONS
VOH
High-level output voltage
L293: IOH = −1 A L293D: IOH = − 0.6 A
VOL
Low-level output voltage
L293: IOL = 1 A L293D: IOL = 0.6 A
VOKH VOKL
High-level output clamp voltage
L293D: IOK = − 0.6 A
Low-level output clamp voltage
L293D: IOK = 0.6 A
IIH
High-level input current
IIL
Low-level input current
MIN
TYP
VCC2 − 1.8
VCC2 − 1.4 1.2
ICC1
Logic supply current
IO = 0
10
−3
−10
−2
−100
All outputs at high level
13
22
All outputs at low level
35
60
8
24
All outputs at high level
14
24
All outputs at low level
2
6
All outputs at high impedance
2
4
All outputs at high impedance ICC2
Output supply current
IO = 0
V 100
VI = 0
V V
0.2
A EN
1.8
0.2 VI = 7 V
UNIT V
VCC2 + 1.3 1.3
A EN
MAX
µA A µA A
mA
mA
switching characteristics, VCC1 = 5 V, VCC2 = 24 V, TA = 25°C L293NE, L293DNE PARAMETER
TEST CONDITIONS
MIN
TYP
MAX
UNIT
tPLH tPHL
Propagation delay time, low-to-high-level output from A input
800
ns
Propagation delay time, high-to-low-level output from A input
400
ns
tTLH tTHL
Transition time, low-to-high-level output
300
ns
300
ns
CL = 30 pF,
See Figure 1
Transition time, high-to-low-level output
switching characteristics, VCC1 = 5 V, VCC2 = 24 V, TA = 25°C PARAMETER
TEST CONDITIONS
L293DWP, L293N L293DN MIN
TYP
UNIT
MAX
tPLH tPHL
Propagation delay time, low-to-high-level output from A input
750
ns
Propagation delay time, high-to-low-level output from A input
200
ns
tTLH tTHL
Transition time, low-to-high-level output
100
ns
350
ns
CL = 30 pF,
See Figure 1
Transition time, high-to-low-level output
POST OFFICE BOX 655303
• DALLAS, TEXAS 75265
5
SLRS008C − SEPTEMBER 1986 − REVISED NOVEMBER 2004
PARAMETER MEASUREMENT INFORMATION tf
tr
Input
5 V 24 V
Input
50%
50% 10%
Pulse Generator (see Note B)
VCC1 VCC2
10%
0
tw
A
tPLH
tPHL Y
3V
EN
Output CL = 30 pF (see Note A)
90%
90% 50%
50% 10%
tTHL TEST CIRCUIT
NOTES: A. CL includes probe and jig capacitance. B. The pulse generator has the following characteristics: tr ≤ 10 ns, tf ≤ 10 ns, tw = 10 µs, PRR = 5 kHz, ZO = 50 Ω.
Figure 1. Test Circuit and Voltage Waveforms
• DALLAS, TEXAS 75265
VOL tTLH
VOLTAGE WAVEFORMS
POST OFFICE BOX 655303
VOH
Output 10%
6
3V
90%
90%
SLRS008C − SEPTEMBER 1986 − REVISED NOVEMBER 2004
APPLICATION INFORMATION 5V
24 V VCC2
VCC1 16
10 kΩ
8
1,2EN 1
Control A
1A
1Y
2
3
Motor 2A
2Y
7
6
3,4EN 9
Control B
3A
3Y
10
11
4A
4Y
15
14 Thermal Shutdown
4, 5, 12, 13 GND
Figure 2. Two-Phase Motor Driver (L293)
POST OFFICE BOX 655303
• DALLAS, TEXAS 75265
7
SLRS008C − SEPTEMBER 1986 − REVISED NOVEMBER 2004
APPLICATION INFORMATION 5V
24 V VCC1
10 kΩ
VCC2 8
16
1,2EN 1
Control A
1Y
1A 2
3
Motor 2A
2Y
7
6
3,4EN 9
Control B
3A 10
3Y
4A 15
4Y
11
14 Thermal Shutdown
4, 5, 12, 13 GND
Figure 3. Two-Phase Motor Driver (L293D)
8
POST OFFICE BOX 655303
• DALLAS, TEXAS 75265
SLRS008C − SEPTEMBER 1986 − REVISED NOVEMBER 2004
APPLICATION INFORMATION VCC2
SES5001 M1
SES5001 M2
3A 10
4A 11 15
EN
3A
H
H
Fast motor stop
H
Run
H
L
Run
L
Fast motor stop
X
Free-running motor stop
X
Free-running motor stop
14 16
8
VCC1
L 1/2 L293
9
EN
M1
4A
M2
L = low, H = high, X = don’t care
4, 5, 12, 13 GND
Figure 4. DC Motor Controls (connections to ground and to supply voltage) VCC2
2 × SES5001
M 2 × SES5001 2A
1A 7
6
3
2 16
8 1/2 L293
VCC1
1 EN
EN
1A
2A
H
L
H
Turn right
FUNCTION
H
H
L
Turn left
H
L
L
Fast motor stop
H
H
H
Fast motor stop
L
X
X
Fast motor stop
L = low, H = high, X = don’t care
4, 5, 12, 13 GND
Figure 5. Bidirectional DC Motor Control
POST OFFICE BOX 655303
• DALLAS, TEXAS 75265
9
SLRS008C − SEPTEMBER 1986 − REVISED NOVEMBER 2004
APPLICATION INFORMATION IL1/IL2 = 300 mA
C1 0.22 µF
16
L293
1 2 D5
L1
VCC2
IL1
15 +
D1
+
D8
3
14
4
13
5
12
6
11 +
D6
VCC1
D4
L2
IL2
+
7
10
8
9
D7
D3
D2
D1−D8 = SES5001
Figure 6. Bipolar Stepping-Motor Control
mounting instructions The Rthj-amp of the L293 can be reduced by soldering the GND pins to a suitable copper area of the printed circuit board or to an external heat sink. Figure 9 shows the maximum package power PTOT and the θJA as a function of the side of two equal square copper areas having a thickness of 35 µm (see Figure 7). In addition, an external heat sink can be used (see Figure 8). During soldering, the pin temperature must not exceed 260°C, and the soldering time must not exceed 12 seconds. The external heatsink or printed circuit copper area must be connected to electrical ground.
10
POST OFFICE BOX 655303
• DALLAS, TEXAS 75265
SLRS008C − SEPTEMBER 1986 − REVISED NOVEMBER 2004
APPLICATION INFORMATION Copper Area 35-µm Thickness
Printed Circuit Board
Figure 7. Example of Printed Circuit Board Copper Area (used as heat sink)
17.0 mm
11.9 mm
38.0 mm
Figure 8. External Heat Sink Mounting Example (θJA = 25°C/W)
POST OFFICE BOX 655303
• DALLAS, TEXAS 75265
11
SLRS008C − SEPTEMBER 1986 − REVISED NOVEMBER 2004
APPLICATION INFORMATION MAXIMUM POWER DISSIPATION vs AMBIENT TEMPERATURE
MAXIMUM POWER AND JUNCTION vs THERMAL RESISTANCE 80
4
2
60
40
PTOT (TA = 70°C)
1
20
0
0 0
10
30
20 Side
40
50
P TOT − Power Dissipation − W
θJA
3
θ JA − Thermal Resistance − °C/W
P TOT − Power Dissipation − W
5 With Infinite Heat Sink 4
3
Heat Sink With θJA = 25°C/W
2 Free Air 1
0 −50
50
100
TA − Ambient Temperature − °C
− mm
Figure 10
Figure 9
12
0
POST OFFICE BOX 655303
• DALLAS, TEXAS 75265
150
PACKAGE OPTION ADDENDUM www.ti.com
12-Sep-2005
PACKAGING INFORMATION Orderable Device
Status (1)
Package Type
Package Drawing
Pins Package Eco Plan (2) Qty
Lead/Ball Finish
MSL Peak Temp (3)
L293DDWP
OBSOLETE
SOIC
DW
28
TBD
Call TI
Call TI
L293DDWPTR
OBSOLETE
SOIC
DW
28
TBD
Call TI
Call TI Call TI
L293DN
OBSOLETE
PDIP
N
16
TBD
Call TI
L293DNE
ACTIVE
PDIP
NE
16
25
Pb-Free (RoHS)
CU NIPDAU
Level-NC-NC-NC
L293DNEE4
ACTIVE
PDIP
NE
16
25
Pb-Free (RoHS)
CU NIPDAU
Level-NC-NC-NC
L293DSP
OBSOLETE
16
TBD
Call TI
Call TI
16
TBD
Call TI
Call TI
TBD
Call TI
Call TI
L293DSP883B
OBSOLETE
L293DSP883C
OBSOLETE
L293DWP
ACTIVE
SO Power PAD
DWP
28
20
Green (RoHS & no Sb/Br)
CU NIPDAU
L293DWPG4
ACTIVE
SO Power PAD
DWP
28
20
TBD
Call TI
Call TI
L293DWPTR
OBSOLETE
SO Power PAD
DWP
28
TBD
Call TI
Call TI
L293N
ACTIVE
PDIP
N
16
25
Green (RoHS & no Sb/Br)
Call TI
Level-NC-NC-NC
L293NE
ACTIVE
PDIP
NE
16
25
Pb-Free (RoHS)
CU NIPDAU
Level-NC-NC-NC
L293NEE4
ACTIVE
PDIP
NE
16
25
Pb-Free (RoHS)
CU NIPDAU
Level-NC-NC-NC
UTR
Level-2-260C-1 YEAR
(1)
The marketing status values are defined as follows: ACTIVE: Product device recommended for new designs. LIFEBUY: TI has announced that the device will be discontinued, and a lifetime-buy period is in effect. NRND: Not recommended for new designs. Device is in production to support existing customers, but TI does not recommend using this part in a new design. PREVIEW: Device has been announced but is not in production. Samples may or may not be available. OBSOLETE: TI has discontinued the production of the device. (2)
Eco Plan - The planned eco-friendly classification: Pb-Free (RoHS) or Green (RoHS & no Sb/Br) - please check http://www.ti.com/productcontent for the latest availability information and additional product content details. TBD: The Pb-Free/Green conversion plan has not been defined. Pb-Free (RoHS): TI's terms "Lead-Free" or "Pb-Free" mean semiconductor products that are compatible with the current RoHS requirements for all 6 substances, including the requirement that lead not exceed 0.1% by weight in homogeneous materials. Where designed to be soldered at high temperatures, TI Pb-Free products are suitable for use in specified lead-free processes. Green (RoHS & no Sb/Br): TI defines "Green" to mean Pb-Free (RoHS compatible), and free of Bromine (Br) and Antimony (Sb) based flame retardants (Br or Sb do not exceed 0.1% by weight in homogeneous material) (3)
MSL, Peak Temp. -- The Moisture Sensitivity Level rating according to the JEDEC industry standard classifications, and peak solder temperature. Important Information and Disclaimer:The information provided on this page represents TI's knowledge and belief as of the date that it is provided. TI bases its knowledge and belief on information provided by third parties, and makes no representation or warranty as to the accuracy of such information. Efforts are underway to better integrate information from third parties. TI has taken and continues to take reasonable steps to provide representative and accurate information but may not have conducted destructive testing or chemical analysis on incoming materials and chemicals. TI and TI suppliers consider certain information to be proprietary, and thus CAS numbers and other limited information may not be available for release.
Addendum-Page 1
PACKAGE OPTION ADDENDUM www.ti.com
12-Sep-2005
In no event shall TI's liability arising out of such information exceed the total purchase price of the TI part(s) at issue in this document sold by TI to Customer on an annual basis.
Addendum-Page 2
MECHANICAL DATA MPDI003 – OCTOBER 1994
NE (R-PDIP-T**)
PLASTIC DUAL-IN-LINE PACKAGE
20 PIN SHOWN 0.070 (1,78) MAX 11
20
PINS ** DIM A
C
1
20 0.914 (23,22)
MIN MAX
B
16
0.780 (19,80)
0.975 (24,77)
MIN
0.930 (23,62)
MAX
1.000 (25,40)
10 C
MIN
0.240 (6,10)
0.260 (6,61)
MAX
0.260 (6,60)
0.280 (7,11)
0.020 (0,51) MIN
A
0.200 (5,08) MAX Seating Plane 0.155 (3,94) 0.125 (3,17)
0.100 (2,54)
0.021 (0,533) 0.015 (0,381)
0.010 (0,25) M 0.310 (7,87) 0.290 (7,37)
0.020 (0,51) MIN
B
0.200 (5,08) MAX Seating Plane 0.155 (3,94) 0.125 (3,17)
0.100 (2,54)
0.021 (0,533) 0.015 (0,381)
0.010 (0,25) M
0°– 15°
0.010 (0,25) NOM
4040054 / B 04/95 NOTES: A. All linear dimensions are in inches (millimeters). B. This drawing is subject to change without notice. C. Falls within JEDEC MS-001 (16 pin only)
POST OFFICE BOX 655303
• DALLAS, TEXAS 75265
1
IMPORTANT NOTICE Texas Instruments Incorporated and its subsidiaries (TI) reserve the right to make corrections, modifications, enhancements, improvements, and other changes to its products and services at any time and to discontinue any product or service without notice. Customers should obtain the latest relevant information before placing orders and should verify that such information is current and complete. All products are sold subject to TI’s terms and conditions of sale supplied at the time of order acknowledgment. TI warrants performance of its hardware products to the specifications applicable at the time of sale in accordance with TI’s standard warranty. Testing and other quality control techniques are used to the extent TI deems necessary to support this warranty. Except where mandated by government requirements, testing of all parameters of each product is not necessarily performed. TI assumes no liability for applications assistance or customer product design. Customers are responsible for their products and applications using TI components. To minimize the risks associated with customer products and applications, customers should provide adequate design and operating safeguards. TI does not warrant or represent that any license, either express or implied, is granted under any TI patent right, copyright, mask work right, or other TI intellectual property right relating to any combination, machine, or process in which TI products or services are used. Information published by TI regarding third-party products or services does not constitute a license from TI to use such products or services or a warranty or endorsement thereof. Use of such information may require a license from a third party under the patents or other intellectual property of the third party, or a license from TI under the patents or other intellectual property of TI. Reproduction of information in TI data books or data sheets is permissible only if reproduction is without alteration and is accompanied by all associated warranties, conditions, limitations, and notices. Reproduction of this information with alteration is an unfair and deceptive business practice. TI is not responsible or liable for such altered documentation. Resale of TI products or services with statements different from or beyond the parameters stated by TI for that product or service voids all express and any implied warranties for the associated TI product or service and is an unfair and deceptive business practice. TI is not responsible or liable for any such statements. Following are URLs where you can obtain information on other Texas Instruments products and application solutions: Products
Applications
Amplifiers
amplifier.ti.com
Audio
www.ti.com/audio
Data Converters
dataconverter.ti.com
Automotive
www.ti.com/automotive
DSP
dsp.ti.com
Broadband
www.ti.com/broadband
Interface
interface.ti.com
Digital Control
www.ti.com/digitalcontrol
Logic
logic.ti.com
Military
www.ti.com/military
Power Mgmt
power.ti.com
Optical Networking
www.ti.com/opticalnetwork
Microcontrollers
microcontroller.ti.com
Security
www.ti.com/security
Telephony
www.ti.com/telephony
Video & Imaging
www.ti.com/video
Wireless
www.ti.com/wireless
Mailing Address:
Texas Instruments Post Office Box 655303 Dallas, Texas 75265 Copyright 2005, Texas Instruments Incorporated
LM35/LM35A/LM35C/LM35CA/LM35D Precision Centigrade Temperature Sensors General Description The LM35 series are precision integrated-circuit temperature sensors, whose output voltage is linearly proportional to the Celsius (Centigrade) temperature. The LM35 thus has an advantage over linear temperature sensors calibrated in § Kelvin, as the user is not required to subtract a large constant voltage from its output to obtain convenient Centigrade scaling. The LM35 does not require any external calibration or trimming to provide typical accuracies of g (/4§ C at room temperature and g */4§ C over a full b55 to a 150§ C temperature range. Low cost is assured by trimming and calibration at the wafer level. The LM35’s low output impedance, linear output, and precise inherent calibration make interfacing to readout or control circuitry especially easy. It can be used with single power supplies, or with plus and minus supplies. As it draws only 60 mA from its supply, it has very low self-heating, less than 0.1§ C in still air. The LM35 is rated to operate over a b55§ to a 150§ C temperature range, while the LM35C is rated for a b40§ to a 110§ C range (b10§ with improved accuracy). The LM35 series is
available packaged in hermetic TO-46 transistor packages, while the LM35C, LM35CA, and LM35D are also available in the plastic TO-92 transistor package. The LM35D is also available in an 8-lead surface mount small outline package and a plastic TO-202 package.
Features Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y
Calibrated directly in § Celsius (Centigrade) Linear a 10.0 mV/§ C scale factor 0.5§ C accuracy guaranteeable (at a 25§ C) Rated for full b55§ to a 150§ C range Suitable for remote applications Low cost due to wafer-level trimming Operates from 4 to 30 volts Less than 60 mA current drain Low self-heating, 0.08§ C in still air Nonlinearity only g (/4§ C typical Low impedance output, 0.1 X for 1 mA load
Connection Diagrams TO-92 Plastic Package
TO-46 Metal Can Package*
SO-8 Small Outline Molded Package
TL/H/5516 – 2 TL/H/5516–1
*Case is connected to negative pin (GND)
Order Number LM35H, LM35AH, LM35CH, LM35CAH or LM35DH See NS Package Number H03H TO-202 Plastic Package
TL/H/5516 – 21
Order Number LM35CZ, LM35CAZ or LM35DZ See NS Package Number Z03A
Top View N.C. e No Connection
Order Number LM35DM See NS Package Number M08A
Typical Applications
TL/H/5516 – 3
FIGURE 1. Basic Centigrade Temperature Sensor ( a 2§ C to a 150§ C)
TL/H/5516 – 4
Choose R1 e b VS/50 mA VOUT e a 1,500 mV at a 150§ C e a 250 mV at a 25§ C
TL/H/5516–24
Order Number LM35DP See NS Package Number P03A
eb 550 mV at b 55§ C
FIGURE 2. Full-Range Centigrade Temperature Sensor
TRI-STATEÉ is a registered trademark of National Semiconductor Corporation. C1995 National Semiconductor Corporation
TL/H/5516
RRD-B30M75/Printed in U. S. A.
LM35/LM35A/LM35C/LM35CA/LM35D Precision Centigrade Temperature Sensors
December 1994
Absolute Maximum Ratings (Note 10) SO Package (Note 12):
If Military/Aerospace specified devices are required, please contact the National Semiconductor Sales Office/Distributors for availability and specifications. Supply Voltage
Vapor Phase (60 seconds)
215§ C
Infrared (15 seconds) 220§ C ESD Susceptibility (Note 11) 2500V Specified Operating Temperature Range: TMIN to TMAX (Note 2) b 55§ C to a 150§ C LM35, LM35A b 40§ C to a 110§ C LM35C, LM35CA LM35D 0§ C to a 100§ C
a 35V to b 0.2V
a 6V to b 1.0V Output Voltage Output Current 10 mA b 60§ C to a 180§ C Storage Temp., TO-46 Package, b 60§ C to a 150§ C TO-92 Package, b 65§ C to a 150§ C SO-8 Package, b 65§ C to a 150§ C TO-202 Package, Lead Temp.: TO-46 Package, (Soldering, 10 seconds) 300§ C TO-92 Package, (Soldering, 10 seconds) 260§ C a 230§ C TO-202 Package, (Soldering, 10 seconds)
Electrical Characteristics (Note 1) (Note 6) LM35A Parameter
Accuracy (Note 7)
Conditions
TA e a 25§ C TA eb10§ C TA e TMAX TA e TMIN
Typical
Tested Limit (Note 4)
g 0.2
g 0.5
g 0.2
g 0.5
Design Limit (Note 5)
Units (Max.)
g 0.4
g 1.0
g 0.4
g 0.4
g 1.0
g 0.4
g 1.5
g 0.15
g 0.3
§C
a 10.0
a 9.9, a 10.1
mV/§ C
g 0.18
Sensor Gain (Average Slope)
TMINsTAsTMAX
a 10.0
a 9.9, a 10.1
Load Regulation (Note 3) 0sILs1 mA
TA e a 25§ C TMINsTAsTMAX
g 0.4
g 1.0
g 0.5
Line Regulation (Note 3)
TA e a 25§ C 4VsVSs30V
g 0.02
Quiescent Current (Note 9)
VS e a 5V, a 25§ C VS e a 5V VS e a 30V, a 25§ C VS e a 30V
56 105 56.2 105.5
Temperature Coefficient of Quiescent Current
Tested Limit (Note 4)
g 0.3
TMINsTAsTMAX
4VsVSs30V, a 25§ C 4VsVSs30V
Typical
§C §C §C §C
g 0.3
Nonlinearity (Note 8)
Change of Quiescent Current (Note 3)
LM35CA Design Limit (Note 5)
g 0.01
g 0.35
g 0.4 g 3.0
g 0.5
g 0.1
g 0.02
g 0.05
g 0.01
133
56 91 56.2 91.5
2.0
0.2 0.5
a 0.39
a 0.5
a 2.0
0.2 0.5
Minimum Temperature for Rated Accuracy
In circuit of Figure 1 , IL e 0
a 1.5
Long Term Stability
TJ e TMAX, for 1000 hours
g 0.08
67 131 68 1.0
g 1.0 g 1.0
g 1.0 g 3.0
mV/mA mV/mA
g 0.1
mV/V mV/V
g 0.05
67
116
mA mA mA mA
2.0
mA mA
a 0.39
a 0.5
mA/§ C
a 1.5
a 2.0
§C
g 0.08
114 68 1.0
§C
Note 1: Unless otherwise noted, these specifications apply: b 55§ C s TJ s a 150§ C for the LM35 and LM35A; b 40§ s TJ s a 110§ C for the LM35C and LM35CA; and 0§ s TJ s a 100§ C for the LM35D. VS e a 5Vdc and ILOAD e 50 mA, in the circuit of Figure 2. These specifications also apply from a 2§ C to TMAX in the circuit of Figure 1 . Specifications in boldface apply over the full rated temperature range. Note 2: Thermal resistance of the TO-46 package is 400§ C/W, junction to ambient, and 24§ C/W junction to case. Thermal resistance of the TO-92 package is 180§ C/W junction to ambient. Thermal resistance of the small outline molded package is 220§ C/W junction to ambient. Thermal resistance of the TO-202 package is 85§ C/W junction to ambient. For additional thermal resistance information see table in the Applications section.
2
Electrical Characteristics (Note 1) (Note 6)
(Continued) LM35
Parameter
Accuracy, LM35, LM35C (Note 7)
Conditions
TA e a 25§ C TA eb10§ C TA e TMAX TA e TMIN
Typical
Tested Limit (Note 4)
g 0.4
g 1.0
g 0.5 g 0.8
g 1.5
g 0.8
g 1.5
Accuracy, LM35D (Note 7)
TA e a 25§ C TA e TMAX TA e TMIN
Nonlinearity (Note 8)
TMINsTAsTMAX
g 0.3
Sensor Gain (Average Slope)
TMINsTAsTMAX
a 10.0
a 9.8, a 10.2
Load Regulation (Note 3) 0sILs1 mA
TA e a 25§ C TMINsTAsTMAX
g 0.4
g 2.0
g 0.5
Line Regulation (Note 3)
TA e a 25§ C 4VsVSs30V
g 0.02
Quiescent Current (Note 9)
VS e a 5V, a 25§ C VS e a 5V VS e a 30V, a 25§ C VS e a 30V
56 105 56.2 105.5
Change of Quiescent Current (Note 3)
4VsVSs30V, a 25§ C 4VsVSs30V
Temperature Coefficient of Quiescent Current
LM35C, LM35D Design Limit (Note 5)
Typical
Tested Limit (Note 4)
g 0.4
g 1.0
g 0.5
g 1.5
g 0.8
g 1.5
g 0.8 g 0.6
g 2.0 g 1.5
g 0.01
g 0.9
g 2.0 g 0.5
§C
a 10.0
a 9.8, a 10.2
mV/§ C
g 0.4 g 0.5
g 0.2
g 0.02
g 0.01
161
56 91 56.2 91.5
3.0
0.2 0.5
a 0.39
a 0.7
a 2.0
0.2 0.5
Minimum Temperature for Rated Accuracy
In circuit of Figure 1 , IL e 0
a 1.5
Long Term Stability
TJ e TMAX, for 1000 hours
g 0.08
80 158 82 2.0
§C §C §C §C
g 0.2
g 5.0 g 0.1
Units (Max.)
§C §C §C
g 0.9
g 0.5
Design Limit (Note 5)
g 2.0
g 2.0 g 5.0
mV/mA mV/mA
g 0.2
mV/V mV/V
g 0.1
80
141
mA mA mA mA
3.0
mA mA
a 0.39
a 0.7
mA/§ C
a 1.5
a 2.0
§C
g 0.08
138 82 2.0
§C
Note 3: Regulation is measured at constant junction temperature, using pulse testing with a low duty cycle. Changes in output due to heating effects can be computed by multiplying the internal dissipation by the thermal resistance. Note 4: Tested Limits are guaranteed and 100% tested in production. Note 5: Design Limits are guaranteed (but not 100% production tested) over the indicated temperature and supply voltage ranges. These limits are not used to calculate outgoing quality levels. Note 6: Specifications in boldface apply over the full rated temperature range. Note 7: Accuracy is defined as the error between the output voltage and 10mv/§ C times the device’s case temperature, at specified conditions of voltage, current, and temperature (expressed in § C). Note 8: Nonlinearity is defined as the deviation of the output-voltage-versus-temperature curve from the best-fit straight line, over the device’s rated temperature range. Note 9: Quiescent current is defined in the circuit of Figure 1 . Note 10: Absolute Maximum Ratings indicate limits beyond which damage to the device may occur. DC and AC electrical specifications do not apply when operating the device beyond its rated operating conditions. See Note 1. Note 11: Human body model, 100 pF discharged through a 1.5 kX resistor. Note 12: See AN-450 ‘‘Surface Mounting Methods and Their Effect on Product Reliability’’ or the section titled ‘‘Surface Mount’’ found in a current National Semiconductor Linear Data Book for other methods of soldering surface mount devices.
3
Typical Performance Characteristics Thermal Resistance Junction to Air
Thermal Time Constant
Thermal Response in Still Air
Thermal Response in Stirred Oil Bath
Minimum Supply Voltage vs. Temperature
Quiescent Current vs. Temperature (In Circuit of Figure 1 .)
TL/H/5516 – 17
Quiescent Current vs. Temperature (In Circuit of Figure 2 .)
Accuracy vs. Temperature (Guaranteed)
Accuracy vs. Temperature (Guaranteed)
TL/H/5516 – 18
Noise Voltage
Start-Up Response
TL/H/5516 – 22
4
Applications The TO-46 metal package can also be soldered to a metal surface or pipe without damage. Of course, in that case the Vb terminal of the circuit will be grounded to that metal. Alternatively, the LM35 can be mounted inside a sealed-end metal tube, and can then be dipped into a bath or screwed into a threaded hole in a tank. As with any IC, the LM35 and accompanying wiring and circuits must be kept insulated and dry, to avoid leakage and corrosion. This is especially true if the circuit may operate at cold temperatures where condensation can occur. Printed-circuit coatings and varnishes such as Humiseal and epoxy paints or dips are often used to insure that moisture cannot corrode the LM35 or its connections. These devices are sometimes soldered to a small lightweight heat fin, to decrease the thermal time constant and speed up the response in slowly-moving air. On the other hand, a small thermal mass may be added to the sensor, to give the steadiest reading despite small deviations in the air temperature.
The LM35 can be applied easily in the same way as other integrated-circuit temperature sensors. It can be glued or cemented to a surface and its temperature will be within about 0.01§ C of the surface temperature. This presumes that the ambient air temperature is almost the same as the surface temperature; if the air temperature were much higher or lower than the surface temperature, the actual temperature of the LM35 die would be at an intermediate temperature between the surface temperature and the air temperature. This is expecially true for the TO-92 plastic package, where the copper leads are the principal thermal path to carry heat into the device, so its temperature might be closer to the air temperature than to the surface temperature. To minimize this problem, be sure that the wiring to the LM35, as it leaves the device, is held at the same temperature as the surface of interest. The easiest way to do this is to cover up these wires with a bead of epoxy which will insure that the leads and wires are all at the same temperature as the surface, and that the LM35 die’s temperature will not be affected by the air temperature.
Temperature Rise of LM35 Due To Self-heating (Thermal Resistance)
Still air Moving air Still oil Stirred oil (Clamped to metal, Infinite heat sink)
TO-46, TO-46, TO-92, TO-92, SO-8 SO-8 TO-202 TO-202 *** no heat sink small heat fin* no heat sink small heat fin** no heat sink small heat fin** no heat sink small heat fin 100§ C/W 180§ C/W 140§ C/W 220§ C/W 110§ C/W 85§ C/W 60§ C/W 400§ C/W 40§ C/W 90§ C/W 70§ C/W 105§ C/W 90§ C/W 25§ C/W 40§ C/W 100§ C/W 40§ C/W 90§ C/W 70§ C/W 100§ C/W 30§ C/W 45§ C/W 40§ C/W 50§ C/W (24§ C/W)
(55§ C/W)
(23§ C/W)
* Wakefield type 201, or 1× disc of 0.020× sheet brass, soldered to case, or similar. ** TO-92 and SO-8 packages glued and leads soldered to 1× square of (/16× printed circuit board with 2 oz. foil or similar.
Typical Applications (Continued)
TL/H/5516 – 19
FIGURE 3. LM35 with Decoupling from Capacitive Load TL/H/5516 – 20
FIGURE 4. LM35 with R-C Damper capacitance because the capacitance forms a bypass from ground to input, not on the output. However, as with any linear circuit connected to wires in a hostile environment, its performance can be affected adversely by intense electromagnetic sources such as relays, radio transmitters, motors with arcing brushes, SCR transients, etc, as its wiring can act as a receiving antenna and its internal junctions can act as rectifiers. For best results in such cases, a bypass capacitor from VIN to ground and a series R-C damper such as 75X in series with 0.2 or 1 mF from output to ground are often useful. These are shown in Figures 13, 14, and 16.
CAPACITIVE LOADS Like most micropower circuits, the LM35 has a limited ability to drive heavy capacitive loads. The LM35 by itself is able to drive 50 pf without special precautions. If heavier loads are anticipated, it is easy to isolate or decouple the load with a resistor; see Figure 3 . Or you can improve the tolerance of capacitance with a series R-C damper from output to ground; see Figure 4 . When the LM35 is applied with a 200X load resistor as shown in Figure 5, 6, or 8, it is relatively immune to wiring
5
Typical Applications (Continued)
TL/H/5516 – 6
FIGURE 6. Two-Wire Remote Temperature Sensor (Output Referred to Ground) TL/H/5516–5
FIGURE 5. Two-Wire Remote Temperature Sensor (Grounded Sensor)
TL/H/5516–7
FIGURE 7. Temperature Sensor, Single Supply, b55§ to a 150§ C
TL/H/5516 – 8
FIGURE 8. Two-Wire Remote Temperature Sensor (Output Referred to Ground)
TL/H/5516–9
FIGURE 9. 4-To-20 mA Current Source (0§ C to a 100§ C)
TL/H/5516 – 10
FIGURE 10. Fahrenheit Thermometer
6
Typical Applications (Continued)
TL/H/5516– 11
FIGURE 11. Centigrade Thermometer (Analog Meter)
TL/H/5516 – 12
FIGURE 12. Expanded Scale Thermometer (50§ to 80§ Fahrenheit, for Example Shown)
TL/H/5516 – 13
FIGURE 13. Temperature To Digital Converter (Serial Output) ( a 128§ C Full Scale)
TL/H/5516 – 14
FIGURE 14. Temperature To Digital Converter (Parallel TRI-STATEÉ Outputs for Standard Data Bus to mP Interface) (128§ C Full Scale)
7
Typical Applications (Continued)
TL/H/5516 – 16
* e 1% or 2% film resistor -Trim RB for VB e 3.075V -Trim RC for VC e 1.955V -Trim RA for VA e 0.075V a 100mV/§ C c Tambient -Example, VA e 2.275V at 22§ C
FIGURE 15. Bar-Graph Temperature Display (Dot Mode)
TL/H/5516 – 15
FIGURE 16. LM35 With Voltage-To-Frequency Converter And Isolated Output (2§ C to a 150§ C; 20 Hz to 1500 Hz)
8
Block Diagram
TL/H/5516 – 23
9
Physical Dimensions inches (millimeters)
TO-46 Metal Can Package (H) Order Number LM35H, LM35AH, LM35CH, LM35CAH, or LM35DH NS Package Number H03H
SO-8 Molded Small Outline Package (M) Order Number LM35DM NS Package Number M08A
10
Physical Dimensions inches (millimeters) (Continued)
Power Package TO-202 (P) Order Number LM35DP NS Package Number P03A
11
LM35/LM35A/LM35C/LM35CA/LM35D Precision Centigrade Temperature Sensors
Physical Dimensions inches (millimeters) (Continued)
TO-92 Plastic Package (Z) Order Number LM35CZ, LM35CAZ or LM35DZ NS Package Number Z03A
LIFE SUPPORT POLICY NATIONAL’S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORT DEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT OF NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION. As used herein: 1. Life support devices or systems are devices or systems which, (a) are intended for surgical implant into the body, or (b) support or sustain life, and whose failure to perform, when properly used in accordance with instructions for use provided in the labeling, can be reasonably expected to result in a significant injury to the user. National Semiconductor Corporation 2900 Semiconductor Drive P.O. Box 58090 Santa Clara, CA 95052-8090 Tel: 1(800) 272-9959 TWX: (910) 339-9240
National Semiconductor GmbH Livry-Gargan-Str. 10 D-82256 F4urstenfeldbruck Germany Tel: (81-41) 35-0 Telex: 527649 Fax: (81-41) 35-1
National Semiconductor Japan Ltd. Sumitomo Chemical Engineering Center Bldg. 7F 1-7-1, Nakase, Mihama-Ku Chiba-City, Ciba Prefecture 261 Tel: (043) 299-2300 Fax: (043) 299-2500
2. A critical component is any component of a life support device or system whose failure to perform can be reasonably expected to cause the failure of the life support device or system, or to affect its safety or effectiveness.
National Semiconductor Hong Kong Ltd. 13th Floor, Straight Block, Ocean Centre, 5 Canton Rd. Tsimshatsui, Kowloon Hong Kong Tel: (852) 2737-1600 Fax: (852) 2736-9960
National Semiconductores Do Brazil Ltda. Rue Deputado Lacorda Franco 120-3A Sao Paulo-SP Brazil 05418-000 Tel: (55-11) 212-5066 Telex: 391-1131931 NSBR BR Fax: (55-11) 212-1181
National Semiconductor (Australia) Pty, Ltd. Building 16 Business Park Drive Monash Business Park Nottinghill, Melbourne Victoria 3168 Australia Tel: (3) 558-9999 Fax: (3) 558-9998
National does not assume any responsibility for use of any circuitry described, no circuit patent licenses are implied and National reserves the right at any time without notice to change said circuitry and specifications.
ShenZhen YiShi Electronic Technology Development Co., Ltd
YS1020UA MANUAL
YS1020UA RF Data Transceiver
YS1020 series Low power RF modules designed for the professional wireless data transmission systems in short range. YS1020 adapt Chipcon CC1020 RF IC, works on ISM frequency band, half duplex integrated receiving and transmitting. Modules could directly connect with monolithic processors, PC, RS485 devices, and other UART components with RS232, RS485 and UART/TTL level interface port. Transparent data interface, nakedness, and wide temperature design handles most industrial application though indoor/outdoor environments.
1. Products Main Features: * Carrier frequency: 433/450/868MHz or ISM others optional; * Interface: RS232/ RS485/ TTL optional; * Multichannels: 8 channels, expandable for 16/32 channels; * Baud rate in air: 1200/2400/4800/9600/19200/38400bps, set before delivery; * Transparent data transmission: What has been received is exactly what has been transmitted, suitable for any standard or nonstandard user protocols; * Interface format: 8N1/8E1/801 userdefined, or customization for other format interface; * Modulation: GFSK. Based on the Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK) modulation, High antiinterference and Low BER (Bit error Rate); * Half duplex: Integration of receiver and transmitter，10ms auto change for receiving and sending; * Low power consumption and sleep function; * Widen Temperature: 35℃~+75 ℃ (31~167 F); * Working humidity: 10%~90% relative humidity without condensation; * Impedance：50Ω (SMA antenna port, multiple antenna options available); * Complying with EN 300220 and ARIB STDT67.
2. Application areas: * Automatic meter reading(AMR) and home automation ; * Wireless smart terminal: POS, PDA, * Wireless electronic display screen, LED display; * Wireless remote control, Environment monitor, telemetry system; * Check attendance system, Queuemanagement system and positioning in coal mine; * RS485 wire multidrop system changeover wireless system; * Industrial automatic data collection, Wireless Data Acquisition, Wireless sensor, SCADA. YS Ultra low power wireless data module
http://www.yishi.net.cn
1/3
ShenZhen YiShi Electronic Technology Development Co., Ltd
YS1020UA MANUAL
3. Specifications * RF power: ≤10mW/ 10dBm; * Receiving current: <25mA; * Transmitting current: ≤40mA; * Sleep current: <20uA; * Power supply: DC 5v or 3.3V; *Receiving sensitivity: 115 dBm (@9600bps) 120 dBm (@1200bps); * Size: 47mm×26mm×10mm (without antenna port ). * Range: ≤0.5m (BER=10 3 @9600bps，when antenna is 2m above ground in open area), ≤0.8m (BER=10 3 @1200bps，when antenna is 2m above ground in open area).
4. Installation dimension:
5. Interface definition: Pin No.
Pin name
Description
Level
Connection with terminal
1
GND
Grounding of power supply
2
Vcc
Power supply DC
+3.3~5.5V
3
RXD/TTL
Serial data receiving end
TTL
TxD
4
TXD/TTL
Serial data transmitting end
TTL
RxD
5
DGND
Digital grounding
6
A(TXD)
A of RS485 or TXD of RS232
A(RxD)
7
B(RXD)
B of RS485 or RXD of RS232
B(TxD)
8
Sleep
Sleep control (input)
9
Test
Exfactory testing
Remands
Ground
TTL
Sleep signal
Low level sleep
NOTE: Generally the module is in receiving status, if the Sleep pin (No.8) continuously connects low level (>200millisecond), the module will be in sleep status, modules can not receive or transmit any data when sleep. Only when the Sleep pin set in the state of high level (VH<3.5V) or hangs/empty, module can be in receiving YS Ultra low power wireless data module
http://www.yishi.net.cn
1/3
ShenZhen YiShi Electronic Technology Development Co., Ltd
YS1020UA MANUAL
status again. The delay time for conversion between sleeping and receiving is less than 150mS.
6. Setting of channel, interface, and data format: User can change or view the module’s parameter setting (interface baud rate and channel) by testing software “YSPRG.EXE” in the CD (Free). Channel 6 is default value. 1) Corresponding frequency points at 433MHz of 1~8 channels Channel
Frequency
Channel
Frequency
Channel
Frequency
Channel
Frequency
1
429.0325MHZ
2
430.0325MHZ
3
431.0325MHZ
4
432.0325MHZ
5
433.0325MHZ
6
434.0325MHZ
7
435.0325MHZ
8
436.0325MHZ
2) Corresponding frequency points at 868MHz of 1~8 channels Channel
Frequency
Channel
Frequency
Channel
Frequency
Channel
Frequency
1
867.0325MHZ
2
868.0325MHZ
3
869.0325MHZ
4
870.0325MHZ
5
871.0325MHZ
6
872.0325MHZ
7
873.0325MHZ
8
874.0325MHZ
7. Antenna configuration: Many appropriative antennas for low power RF modules are selected for meeting different user antenna configurations. Please ask our Sales office for further information about the antenna’s dimension and performance. The main options of antennas are exterior flagelliform rubber antenna with helical SMA joint, magnetic car antenna.
Standard: A0# Helical SMA antennas, L0# 9pin line
Notes: ◢ Modules can share DC power supply with other equipment, Ensure the supply is stable (ideally <10mVpk ripple). ◢ Keep the module away from other EMF generating components. ◢ Match 50Ω, 1/4wave antenna, high mount the antenna as close to the module as possible. Set antenna more than 2m above ground in open area to reach optimal range.
YS Ultra low power wireless data module
http://www.yishi.net.cn
1/3
Order this document by MC7800/D
These voltage regulators are monolithic integrated circuits designed as fixed–voltage regulators for a wide variety of applications including local, on–card regulation. These regulators employ internal current limiting, thermal shutdown, and safe–area compensation. With adequate heatsinking they can deliver output currents in excess of 1.0 A. Although designed primarily as a fixed voltage regulator, these devices can be used with external components to obtain adjustable voltages and currents.
• • • • • • • •
THREE–TERMINAL POSITIVE FIXED VOLTAGE REGULATORS SEMICONDUCTOR TECHNICAL DATA
Output Current in Excess of 1.0 A No External Components Required Internal Thermal Overload Protection Internal Short Circuit Current Limiting
T SUFFIX PLASTIC PACKAGE CASE 221A
Output Transistor Safe–Area Compensation Output Voltage Offered in 2% and 4% Tolerance Available in Surface Mount D2PAK and Standard 3–Lead Transistor Packages Previous Commercial Temperature Range has been Extended to a Junction Temperature Range of –40°C to +125°C
Heatsink surface connected to Pin 2. 1 2 3
Pin 1. Input 2. Ground 3. Output
DEVICE TYPE/NOMINAL OUTPUT VOLTAGE MC7812C
MC7805AC LM340AT–5 MC7805C
50V 5.0
MC7806C MC7808AC MC7808C MC7809C MC7812AC LM340AT–12
MC7815AC LM340AT–15
LM340T–5 MC7806AC
LM340T–12
60V 6.0 80V 8.0 9.0 V 12 V
12 V
MC7815C
Device
3
18 V
STANDARD APPLICATION
LM340T–15 MC7818AC MC7818C MC7824AC MC7824C
24 V
Operating Temperature Range
Package
2%
MC78XXACD2T
Surface Mount TJ = –40° 40° to +125°C 125°C Insertion Mount
LM340T–XX
Input Cin* 0.33 µF
Insertion Mount
MC78XXCT
2
Heatsink surface (shown as terminal 4 in case outline drawing) is connected to Pin 2.
MC78XXACT LM340AT–XX
1
15 V
ORDERING INFORMATION Output Voltage Tolerance
D2T SUFFIX PLASTIC PACKAGE CASE 936 (D2PAK)
4%
MC78XXCD2T
Surface Mount
MC78XX
Output CO**
A common ground is required between the input and the output voltages. The input voltage must remain typically 2.0 V above the output voltage even during the low point on the input ripple voltage. XX, These two digits of the type number indicate nominal voltage. * Cin is required if regulator is located an appreciable distance from power supply filter. ** CO is not needed for stability; however, it does improve transient response. Values of less than 0.1 µF could cause instability.
XX indicates nominal voltage. Motorola, Inc. 1997
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
Rev 5
1
MC7800, MC7800A, LM340, LM340A Series MAXIMUM RATINGS (TA = 25°C, unless otherwise noted.) Rating
Symbol
Value
Unit
VI
35 40
Vdc
PD RθJA RθJC
Internally Limited 65 5.0
W °C/W °C/W
PD RθJA RθJA
Internally Limited See Figure 13 5.0
W °C/W °C/W
Tstg
–65 to +150
°C
TJ
+150
°C
Input Voltage (5.0 – 18 V) Input Voltage (24 V) Power Dissipation Case 221A TA = 25°C Thermal Resistance, Junction–to–Ambient Thermal Resistance, Junction–to–Case Case 936 (D2PAK) TA = 25°C Thermal Resistance, Junction–to–Ambient Thermal Resistance, Junction–to–Case Storage Junction Temperature Range Operating Junction Temperature NOTE: ESD data available upon request.
Representative Schematic Diagram Vin
MC7800
R24 50
D2 Zener
LAT 3 A Q18
LAT Q17
Q19 QNPN C3
R19 27.5 k Q20 QNPN
1.0 P
R14 1.0 k
Q10 QNPN R18 100 k
R21 600
R22 100 Q7 QNPN
R15 680
R23 0.2 Vout 5.01
Q5 QNPN 2
R17 9.0 k
R11 15 k
Q6 QNPN
D1 Zener
R30 18 k
Q12 QNPN
Q9 QNPN 2
Q15 QNPN
R1 10.66 k
R16 600
R20 17500
Q8 QNPN R2 1.56 k
Q1 C2 3.0 P
R10 3340–(3316ACT)
R9 3.0 k
R5 4.5 k Q14 QNPN
Sense
N+ QNPN 6
SUB Q11 2
C1 30 P
R12 3.0 k
R29 9.0 k
R25 6.0 k
R28 9.0 k
R26 3.0 k
R27 9.0 k
R13 11660
Q4 QNPN
Q13 QNPN
Q3 QNPN
Q2 Q16 QNPN 4 Diode
R6 1.0 k R7 14 k
R3 1.8 k
R8 5.0 k
This device contains 22 active transistors.
2
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
MC7800, MC7800A, LM340, LM340A Series ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vin = 10 V, IO = 500 mA, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7805C/LM340T–5 Characteristic
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
Output Voltage (TJ = 25°C)
VO
4.8
5.0
5.2
Vdc
Output Voltage (5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A, PD ≤ 15 W) 7.0 Vdc ≤ Vin ≤ 20 Vdc 8.0 Vdc ≤ Vin ≤ 20 Vdc
VO 4.75 –
5.0 –
5.25 –
– –
0.5 0.8
20 10
– -
1.3 1.3
25 25
–
3.2
6.5
– –
0.3 0.08
1.0 0.8
Line Regulation (Note 2) 7.5 Vdc ≤ Vin ≤ 20 Vdc, 1.0 A 8.0 Vdc ≤ Vin ≤ 12 Vdc
Regline
Load Regulation (Note 2) 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.5 A (TA = 25°C)
Regload
Quiescent Current
IB
Vdc
mV
mV
mA
Quiescent Current Change 7.0 Vdc ≤ Vin ≤ 25 Vdc 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A (TA = 25°C)
∆IB
Ripple Rejection 8.0 Vdc ≤ Vin ≤ 18 Vdc, f = 120 Hz
RR
62
83
–
dB
VI – VO
–
2.0
–
Vdc
Output Noise Voltage (TA = 25°C) 10 Hz ≤ f ≤ 100 kHz
Vn
–
10
–
µV/VO
Output Resistance f = 1.0 kHz
rO
–
0.9
–
mΩ
Short Circuit Current Limit (TA = 25°C) Vin = 35 Vdc
ISC
–
0.6
–
A
Peak Output Current (TJ = 25°C)
Imax
–
2.2
–
A
TCVO
–
–0.3
–
mV/°C
Dropout Voltage (IO = 1.0 A, TJ = 25°C)
Average Temperature Coefficient of Output Voltage
mA
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vin = 10 V, IO = 1.0 A, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7805AC/LM340AT–5 Characteristic
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
Output Voltage (TJ = 25°C)
VO
4.9
5.0
5.1
Vdc
Output Voltage (5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A, PD ≤ 15 W) 7.5 Vdc ≤ Vin ≤ 20 Vdc
VO
4.8
5.0
5.2
Vdc
Line Regulation (Note 2) 7.5 Vdc ≤ Vin ≤ 25 Vdc, IO = 500 mA 8.0 Vdc ≤ Vin ≤ 12 Vdc, IO = 1.0 A 8.0 Vdc ≤ Vin ≤ 12 Vdc, IO = 1.0 A, TJ = 25°C 7.3 Vdc ≤ Vin ≤ 20 Vdc, IO = 1.0 A, TJ = 25°C
Regline – – – –
0.5 0.8 1.3 4.5
10 12 4.0 10
Load Regulation (Note 2) 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.5 A, TJ = 25°C 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A 250 mA ≤ IO ≤ 750 mA
Regload – – –
1.3 0.8 0.53
25 25 15
–
3.2
6.0
– – –
0.3 – 0.08
0.8 0.8 0.5
Quiescent Current
IB
mV
mV
mA
Quiescent Current Change 8.0 Vdc ≤ Vin ≤ 25 Vdc, IO = 500 mA 7.5 Vdc ≤ Vin ≤ 20 Vdc, TJ = 25°C 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A
∆IB
Ripple Rejection 8.0 Vdc ≤ Vin ≤ 18 Vdc, f = 120 Hz, IO = 500 mA
RR
68
83
–
dB
VI – VO
–
2.0
–
Vdc
Dropout Voltage (IO = 1.0 A, TJ = 25°C)
mA
NOTES: 1. Tlow = –40°C for MC78XXAC, C, LM340AT–XX, LM340T–XX Thigh = +125°C for MC78XXAC, C, LM340AT–XX, LM340T–XX 2. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken into account separately. Pulse testing with low duty cycle is used.
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
3
MC7800, MC7800A, LM340, LM340A Series ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued) (Vin = 10 V, IO = 1.0 A, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7805AC/LM340AT–5 Characteristic
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
Vn
–
10
–
µV/VO
Output Resistance (f = 1.0 kHz)
rO
–
0.9
–
mΩ
Short Circuit Current Limit (TA = 25°C) Vin = 35 Vdc
ISC
–
0.2
–
A
Peak Output Current (TJ = 25°C)
Imax
–
2.2
–
A
TCVO
–
–0.3
–
mV/°C
Output Noise Voltage (TA = 25°C) 10 Hz ≤ f ≤ 100 kHz
Average Temperature Coefficient of Output Voltage
NOTES: 1. Tlow = –40°C for MC78XXAC, C, LM340AT–XX, LM340T–XX Thigh = +125°C for MC78XXAC, C, LM340AT–XX, LM340T–XX 2. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken into account separately. Pulse testing with low duty cycle is used.
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vin = 11 V, IO = 500 mA, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7806C Characteristic
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
Output Voltage (TJ = 25°C)
VO
5.75
6.0
6.25
Vdc
Output Voltage (5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A, PD ≤ 15 W) 8.0 Vdc ≤ Vin ≤ 21 Vdc 9.0 Vdc ≤ Vin ≤ 21 Vdc
VO 5.7 –
6.0 –
6.3 –
– –
0.5 0.8
24 12
Vdc
Line Regulation, TJ = 25°C (Note 2) 8.0 Vdc ≤ Vin ≤ 25 Vdc 9.0 Vdc ≤ Vin ≤ 13 Vdc
Regline
Load Regulation, TJ = 25°C (Note 2) 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.5 A
Regload
–
1.3
30
mV
IB
–
3.3
8.0
mA
– –
0.3 0.08
1.3 0.5
Quiescent Current (TJ = 25°C)
mV
Quiescent Current Change 8.0 Vdc ≤ Vin ≤ 25 Vdc 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A
∆IB
Ripple Rejection 9.0 Vdc ≤ Vin ≤ 19 Vdc, f = 120 Hz
RR
58
65
–
dB
VI – VO
–
2.0
–
Vdc
Output Noise Voltage (TA = 25°C) 10 Hz ≤ f ≤ 100 kHz
Vn
–
10
–
µV/VO
Output Resistance f = 1.0 kHz
rO
–
0.9
–
mΩ
Short Circuit Current Limit (TA = 25°C) Vin = 35 Vdc
ISC
–
0.2
–
A
Peak Output Current (TJ = 25°C)
Imax
–
2.2
–
A
TCVO
–
–0.3
–
mV/°C
Dropout Voltage (IO = 1.0 A, TJ = 25°C)
Average Temperature Coefficient of Output Voltage
mA
NOTES: 1. Tlow = –40°C for MC78XXAC, C
Thigh = +125°C for MC78XXAC, C 2. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken into account separately. Pulse testing with low duty cycle is used.
4
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
MC7800, MC7800A, LM340, LM340A Series ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vin = 11 V, IO = 1.0 A, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7806AC Characteristic
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
Output Voltage (TJ = 25°C)
VO
5.88
6.0
6.12
Vdc
Output Voltage (5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A, PD ≤ 15 W) 8.6 Vdc ≤ Vin ≤ 21 Vdc
VO
5.76
6.0
6.24
Vdc
– –
5.0 1.4
12 15
– – –
1.3 0.9 0.2
25 25 15
–
3.3
6.0
– – –
– – –
0.8 0.8 0.5
Line Regulation (Note 2) 8.6 Vdc ≤ Vin ≤ 25 Vdc, IO = 500 mA 9.0 Vdc ≤ Vin ≤ 13 Vdc, IO = 1.0 A
Regline
Load Regulation (Note 2) 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.5 A, TJ = 25°C 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A 250 mA ≤ IO ≤ 750 mA
Regload
Quiescent Current
IB
mV
mV
mA
Quiescent Current Change 9.0 Vdc ≤ Vin ≤ 25 Vdc, IO = 500 mA 9.0 Vdc ≤ Vin ≤ 21 Vdc, IO = 1.0 A, TJ = 25°C 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A
∆IB
Ripple Rejection 9.0 Vdc ≤ Vin ≤ 19 Vdc, f = 120 Hz, IO = 500 mA
RR
58
65
–
dB
VI – VO
–
2.0
–
Vdc
Vn
–
10
–
µV/VO
Output Resistance (f = 1.0 kHz)
rO
–
0.9
–
mΩ
Short Circuit Current Limit (TA = 25°C) Vin = 35 Vdc
ISC
–
0.2
–
A
Peak Output Current (TJ = 25°C)
Imax
–
2.2
–
A
TCVO
–
–0.3
–
mV/°C
Dropout Voltage (IO = 1.0 A, TJ = 25°C) Output Noise Voltage (TA = 25°C) 10 Hz ≤ f ≤ 100 kHz
Average Temperature Coefficient of Output Voltage
mA
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vin = 14 V, IO = 500 mA, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7808C Characteristic
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
Output Voltage (TJ = 25°C)
VO
7.7
8.0
8.3
Vdc
Output Voltage (5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A, PD ≤ 15 W) 10.5 Vdc ≤ Vin ≤ 23 Vdc
VO
7.6
8.0
8.4
Vdc
– –
6.0 1.7
32 16
Line Regulation, TJ = 25°C, (Note 2) 10.5 Vdc ≤ Vin ≤ 25 Vdc 11 Vdc ≤ Vin ≤ 17 Vdc
Regline
Load Regulation, TJ = 25°C (Note 2) 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.5 A
Regload
–
1.4
35
mV
IB
–
3.3
8.0
mA
– –
– –
1.0 0.5
Quiescent Current
mV
Quiescent Current Change 10.5 Vdc ≤ Vin ≤ 25 Vdc 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A
∆IB
Ripple Rejection 11.5 Vdc ≤ Vin ≤ 18 Vdc, f = 120 Hz
RR
56
62
–
dB
VI – VO
–
2.0
–
Vdc
Vn
–
10
–
µV/VO
Dropout Voltage (IO = 1.0 A, TJ = 25°C) Output Noise Voltage (TA = 25°C) 10 Hz ≤ f ≤ 100 kHz
mA
NOTES: 1. Tlow = –40°C for MC78XXAC, C
Thigh = +125°C for MC78XXAC, C 2. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken into account separately. Pulse testing with low duty cycle is used.
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
5
MC7800, MC7800A, LM340, LM340A Series ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued) (Vin = 14 V, IO = 500 mA, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7808C Characteristic
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
Output Resistance f = 1.0 kHz
rO
–
0.9
–
mΩ
Short Circuit Current Limit (TA = 25°C) Vin = 35 Vdc
ISC
–
0.2
–
A
Peak Output Current (TJ = 25°C)
Imax
–
2.2
–
A
TCVO
–
–0.4
–
mV/°C
Average Temperature Coefficient of Output Voltage
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vin = 14 V, IO = 1.0 A, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7808AC Characteristic
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
Output Voltage (TJ = 25°C)
VO
7.84
8.0
8.16
Vdc
Output Voltage (5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A, PD ≤ 15 W) 10.6 Vdc ≤ Vin ≤ 23 Vdc
VO
7.7
8.0
8.3
Vdc
– – –
6.0 1.7 5.0
15 18 15
– – –
1.4 1.0 0.22
25 25 15
–
3.3
6.0
– – –
– – –
0.8 0.8 0.5
Line Regulation (Note 2) 10.6 Vdc ≤ Vin ≤ 25 Vdc, IO = 500 mA 11 Vdc ≤ Vin ≤ 17 Vdc, IO = 1.0 A 10.4 Vdc ≤ Vin ≤ 23 Vdc, TJ = 25°C
Regline
Load Regulation (Note 2) 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.5 A, TJ = 25°C 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A 250 mA ≤ IO ≤ 750 mA
Regload
Quiescent Current
IB
mV
mV
mA
Quiescent Current Change 11 Vdc ≤ Vin ≤ 25 Vdc, IO = 500 mA 10.6 Vdc ≤ Vin ≤ 23 Vdc, IO = 1.0 A, TJ = 25°C 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A
∆IB
Ripple Rejection 11.5 Vdc ≤ Vin ≤ 21.5 Vdc, f = 120 Hz, IO = 500 mA
RR
56
62
–
dB
VI – VO
–
2.0
–
Vdc
Output Noise Voltage (TA = 25°C) 10 Hz ≤ f ≤ 100 kHz
Vn
–
10
–
µV/VO
Output Resistance f = 1.0 kHz
rO
–
0.9
–
mΩ
Short Circuit Current Limit (TA = 25°C) Vin = 35 Vdc
ISC
–
0.2
–
A
Peak Output Current (TJ = 25°C)
Imax
–
2.2
–
A
TCVO
–
–0.4
–
mV/°C
Dropout Voltage (IO = 1.0 A, TJ = 25°C)
Average Temperature Coefficient of Output Voltage
mA
NOTES: 1. Tlow = –40°C for MC78XXAC, C Thigh = +125°C for MC78XXAC, C 2. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken into account separately. Pulse testing with low duty cycle is used.
6
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
MC7800, MC7800A, LM340, LM340A Series ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vin = 15 V, IO = 500 mA, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7809CT Characteristic
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
Output Voltage (TJ = 25°C)
VO
8.65
9.0
9.35
Vdc
Output Voltage (5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A, PD ≤ 15 W) 11.5 Vdc ≤ Vin ≤ 24 Vdc
VO
8.55
9.0
9.45
Vdc
– –
6.2 1.8
32 16
Line Regulation, TJ = 25°C (Note 2) 11 Vdc ≤ Vin ≤ 26 Vdc 11.5 Vdc ≤ Vin ≤ 17 Vdc
Regline
Load Regulation, TJ = 25°C (Note 2) 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.5 A
Regload
–
1.5
35
mV
IB
–
3.4
8.0
mA
– –
– –
1.0 0.5
Quiescent Current
mV
Quiescent Current Change 11.5 Vdc ≤ Vin ≤ 26 Vdc 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A
∆IB
Ripple Rejection 11.5 Vdc ≤ Vin ≤ 21.5 Vdc, f = 120 Hz
RR
56
61
–
Dropout Voltage (IO = 1.0 A, TJ = 25°C)
mA
dB
VI – VO
–
2.0
–
Vdc
Output Noise Voltage (TA = 25°C) 10 Hz ≤ f ≤ 100 kHz
Vn
–
10
–
µV/VO
Output Resistance f = 1.0 kHz
rO
–
1.0
–
mΩ
Short Circuit Current Limit (TA = 25°C) Vin = 35 Vdc
ISC
–
0.2
–
A
Peak Output Current (TJ = 25°C)
Imax
–
2.2
–
A
TCVO
–
–0.5
–
mV/°C
Average Temperature Coefficient of Output Voltage
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vin = 19 V, IO = 500 mA, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7812C/LM340T–12 Symbol
Min
Typ
Max
Unit
Output Voltage (TJ = 25°C)
Characteristic
VO
11.5
12
12.5
Vdc
Output Voltage (5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A, PD ≤ 15 W) 14.5 Vdc ≤ Vin ≤ 27 Vdc
VO
11.4
12
12.6
Vdc
– – –
3.8 0.3 –
24 24 48
Line Regulation, TJ = 25°C (Note 2) 14.5 Vdc ≤ Vin ≤ 30 Vdc 16 Vdc ≤ Vin ≤ 22 Vdc 14.8 Vdc ≤ Vin ≤ 27 Vdc, IO = 1.0 A
Regline
Load Regulation, TJ = 25°C (Note 2) 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.5 A
Regload
–
8.1
60
mV
IB
–
3.4
6.5
mA
– – –
– – –
0.7 0.8 0.5
Quiescent Current
mV
Quiescent Current Change 14.5 Vdc ≤ Vin ≤ 30 Vdc, IO = 1.0 A, TJ = 25°C 15 Vdc ≤ Vin ≤ 30 Vdc 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A
∆IB
Ripple Rejection 15 Vdc ≤ Vin ≤ 25 Vdc, f = 120 Hz
RR
55
60
–
dB
VI – VO
–
2.0
–
Vdc
Dropout Voltage (IO = 1.0 A, TJ = 25°C)
mA
NOTES: 1. Tlow = –40°C for MC78XXAC, C, LM340AT–XX, LM340T–XX Thigh = +125°C for MC78XXAC, C, LM340AT–XX, LM340T–XX 2. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken into account separately. Pulse testing with low duty cycle is used.
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
7
MC7800, MC7800A, LM340, LM340A Series ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued) (Vin = 19 V, IO = 500 mA, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7812C/LM340T–12 Characteristic
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
Vn
–
10
–
µV/VO
Output Resistance f = 1.0 kHz
rO
–
1.1
–
mΩ
Short Circuit Current Limit (TA = 25°C) Vin = 35 Vdc
ISC
–
0.2
–
A
Peak Output Current (TJ = 25°C)
Imax
–
2.2
–
A
TCVO
–
–0.8
–
mV/°C
Output Noise Voltage (TA = 25°C) 10 Hz ≤ f ≤ 100 kHz
Average Temperature Coefficient of Output Voltage
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vin = 19 V, IO = 1.0 A, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7812AC/LM340AT–12 Symbol
Min
Typ
Max
Unit
Output Voltage (TJ = 25°C)
Characteristic
VO
11.75
12
12.25
Vdc
Output Voltage (5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A, PD ≤ 15 W) 14.8 Vdc ≤ Vin ≤ 27 Vdc
VO
11.5
12
12.5
Vdc
– – –
3.8 2.2 6.0
18 20 120
– –
– –
25 25
–
3.4
6.0
– – –
– – –
0.8 0.8 0.5
Line Regulation (Note 2) 14.8 Vdc ≤ Vin ≤ 30 Vdc, IO = 500 mA 16 Vdc ≤ Vin ≤ 22 Vdc, IO = 1.0 A 14.5 Vdc ≤ Vin ≤ 27 Vdc, TJ = 25°C
Regline
Load Regulation (Note 2) 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.5 A, TJ = 25°C 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A
Regload
Quiescent Current
IB
mV
mV
mA
Quiescent Current Change 15 Vdc ≤ Vin ≤ 30 Vdc, IO = 500 mA 14.8 Vdc ≤ Vin ≤ 27 Vdc, TJ = 25°C 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A, TJ = 25°C
∆IB
Ripple Rejection 15 Vdc ≤ Vin ≤ 25 Vdc, f = 120 Hz, IO = 500 mA
RR
55
60
–
dB
VI – VO
–
2.0
–
Vdc
Output Noise Voltage (TA = 25°C) 10 Hz ≤ f ≤ 100 kHz
Vn
–
10
–
µV/VO
Output Resistance (f = 1.0 kHz)
rO
–
1.1
–
mΩ
Short Circuit Current Limit (TA = 25°C) Vin = 35 Vdc
ISC
–
0.2
–
A
Peak Output Current (TJ = 25°C)
Imax
–
2.2
–
A
TCVO
–
–0.8
–
mV/°C
Dropout Voltage (IO = 1.0 A, TJ = 25°C)
Average Temperature Coefficient of Output Voltage
mA
NOTES: 1. Tlow = –40°C for MC78XXAC, C, LM340AT–XX, LM340T–XX
Thigh = +125°C for MC78XXAC, C, LM340AT–XX, LM340T–XX 2. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken into account separately. Pulse testing with low duty cycle is used.
8
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
MC7800, MC7800A, LM340, LM340A Series ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vin = 23 V, IO = 500 mA, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7815C/LM340T–15 Characteristic
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
Output Voltage (TJ = 25°C)
VO
14.4
15
15.6
Vdc
Output Voltage (5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A, PD ≤ 15 W) 17.5 Vdc ≤ Vin ≤ 30 Vdc
VO
14.25
15
15.75
Vdc
– –
8.5 3.0
30 28
Line Regulation, TJ = 25°C (Note 2) 17.9 Vdc ≤ Vin ≤ 30 Vdc 20 Vdc ≤ Vin ≤ 26 Vdc
Regline
Load Regulation, TJ = 25°C (Note 2) 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.5 A
Regload
–
1.8
55
mV
IB
–
3.5
6.5
mA
– – –
– – –
0.8 0.7 0.5
Quiescent Current
mV
Quiescent Current Change 17.5 Vdc ≤ Vin ≤ 30 Vdc 17.5 Vdc ≤ Vin ≤ 30 Vdc, IO = 1.0 A, TJ = 25°C 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A
∆IB
Ripple Rejection 18.5 Vdc ≤ Vin ≤ 28.5 Vdc, f = 120 Hz
RR
54
58
–
dB
Dropout Voltage (IO = 1.0 A, TJ = 25°C)
VI – VO
–
2.0
–
Vdc
Output Noise Voltage (TA = 25°C) 10 Hz ≤ f ≤ 100 kHz
Vn
–
10
–
µV/VO
Output Resistance f = 1.0 kHz
rO
–
1.2
–
mΩ
Short Circuit Current Limit (TA = 25°C) Vin = 35 Vdc
ISC
–
0.2
–
A
Peak Output Current (TJ = 25°C)
Imax
–
2.2
–
A
TCVO
–
–1.0
–
mV/°C
Average Temperature Coefficient of Output Voltage
mA
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vin = 23 V, IO = 1.0 A, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7815AC/LM340AT–15 Characteristic
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
Output Voltage (TJ = 25°C)
VO
14.7
15
15.3
Vdc
Output Voltage (5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A, PD ≤ 15 W) 17.9 Vdc ≤ Vin ≤ 30 Vdc
VO
14.4
15
15.6
Vdc
Line Regulation (Note 2) 17.9 Vdc ≤ Vin ≤ 30 Vdc, IO = 500 mA 20 Vdc ≤ Vin ≤ 26 Vdc 17.5 Vdc ≤ Vin ≤ 30 Vdc, IO = 1.0 A, TJ = 25°C
Regline – – –
8.5 3.0 7.0
20 22 20
Load Regulation (Note 2) 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.5 A, TJ = 25°C 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A 250 mA ≤ IO ≤ 750 mA
Regload – – –
1.8 1.5 1.2
25 25 15
–
3.5
6.0
– – –
– – –
0.8 0.8 0.5
Quiescent Current Quiescent Current Change 17.5 Vdc ≤ Vin ≤ 30 Vdc, IO = 500 mA 17.5 Vdc ≤ Vin ≤ 30 Vdc, IO = 1.0 A, TJ = 25°C 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A
IB
mV
mV
∆IB
mA mA
NOTES: 1. Tlow = –40°C for MC78XXAC, C, LM340AT–XX, LM340T–XX
Thigh = +125°C for MC78XXAC, C, LM340AT–XX, LM340T–XX 2. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken into account separately. Pulse testing with low duty cycle is used.
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
9
MC7800, MC7800A, LM340, LM340A Series ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued) (Vin = 23 V, IO = 1.0 A, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7815AC/LM340AT–15 Characteristic Ripple Rejection 18.5 Vdc ≤ Vin ≤ 28.5 Vdc, f = 120 Hz, IO = 500 mA Dropout Voltage (IO = 1.0 A, TJ = 25°C)
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
RR
60
80
–
dB
VI – VO
–
2.0
–
Vdc
Output Noise Voltage (TA = 25°C) 10 Hz ≤ f ≤ 100 kHz
Vn
–
10
–
µV/VO
Output Resistance f = 1.0 kHz
rO
–
1.2
–
mΩ
Short Circuit Current Limit (TA = 25°C) Vin = 35 Vdc
ISC
–
0.2
–
A
Peak Output Current (TJ = 25°C)
Imax
–
2.2
–
A
TCVO
–
–1.0
–
mV/°C
Average Temperature Coefficient of Output Voltage
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vin = 27 V, IO = 500 mA, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7818C Characteristic
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
Output Voltage (TJ = 25°C)
VO
17.3
18
18.7
Vdc
Output Voltage (5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A, PD ≤ 15 W) 21 Vdc ≤ Vin ≤ 33 Vdc
VO
17.1
18
18.9
Vdc
– –
9.5 3.2
50 25
Line Regulation, (Note 2) 21 Vdc ≤ Vin ≤ 33 Vdc 24 Vdc ≤ Vin ≤ 30 Vdc
Regline
Load Regulation, (Note 2) 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.5 A
Regload
–
2.0
55
mV
IB
–
3.5
6.5
mA
– –
– –
1.0 0.5
Quiescent Current
mV
Quiescent Current Change 21 Vdc ≤ Vin ≤ 33 Vdc 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A
∆IB
Ripple Rejection 22 Vdc ≤ Vin ≤ 33 Vdc, f = 120 Hz
RR
53
57
–
dB
ViI – VO
–
2.0
–
Vdc
Output Noise Voltage (TA = 25°C) 10 Hz ≤ f ≤ 100 kHz
Vn
–
10
–
µV/VO
Output Resistance f = 1.0 kHz
rO
–
1.3
–
mΩ
Short Circuit Current Limit (TA = 25°C) Vin = 35 Vdc
ISC
–
0.2
–
A
Peak Output Current (TJ = 25°C)
Imax
–
2.2
–
A
TCVO
–
–1.5
–
mV/°C
Dropout Voltage (IO = 1.0 A, TJ = 25°C)
Average Temperature Coefficient of Output Voltage
mA
NOTES: 1. Tlow = –40°C for MC78XXAC, C Thigh = +125°C for MC78XXAC, C 2. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken into account separately. Pulse testing with low duty cycle is used.
10
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
MC7800, MC7800A, LM340, LM340A Series ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vin = 27 V, IO = 1.0 A, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7818AC Characteristic
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
Output Voltage (TJ = 25°C)
VO
17.64
18
18.36
Vdc
Output Voltage (5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A, PD ≤ 15 W) 21 Vdc ≤ Vin ≤ 33 Vdc
VO
17.3
18
18.7
Vdc
Line Regulation (Note 2) 21 Vdc ≤ Vin ≤ 33 Vdc, IO = 500 mA 24 Vdc ≤ Vin ≤ 30 Vdc, IO = 1.0 A 24 Vdc ≤ Vin ≤ 30 Vdc, IO = 1.0 A, TJ = 25°C 20.6 Vdc ≤ Vin ≤ 33 Vdc, IO = 1.0 A, TJ = 25°C
Regline – – – –
9.5 3.2 3.2 8.0
22 25 10.5 22
Load Regulation (Note 2) 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.5 A, TJ = 25°C 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A 250 mA ≤ IO ≤ 750 mA
Regload – – –
2.0 1.8 1.5
25 25 15
–
3.5
6.0
– – –
– – –
0.8 0.8 0.5
Quiescent Current
IB
mV
mV
mA
Quiescent Current Change 21 Vdc ≤ Vin ≤ 33 Vdc, IO = 500 mA 21.5 Vdc ≤ Vin ≤ 30 Vdc, TJ = 25°C 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A
∆IB
Ripple Rejection 22 Vdc ≤ Vin ≤ 32 Vdc, f = 120 Hz, IO = 500 mA
RR
53
57
–
dB
VI – VO
–
2.0
–
Vdc
Output Noise Voltage (TA = 25°C) 10 Hz ≤ f ≤ 100 kHz
Vn
–
10
–
µV/VO
Output Resistance f = 1.0 kHz
rO
–
1.3
–
mΩ
Short Circuit Current Limit (TA = 25°C) Vin = 35 Vdc
ISC
–
0.2
–
A
Peak Output Current (TJ = 25°C)
Imax
–
2.2
–
A
TCVO
–
–1.5
–
mV/°C
Dropout Voltage (IO = 1.0 A, TJ = 25°C)
Average Temperature Coefficient of Output Voltage
mA
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vin = 33 V, IO = 500 mA, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7824C Characteristic
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
Output Voltage (TJ = 25°C)
VO
23
24
25
Vdc
Output Voltage (5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A, PD ≤ 15 W) 27 Vdc ≤ Vin ≤ 38 Vdc
VO
22.8
24
25.2
Vdc
– –
2.7 2.7
60 48
Line Regulation, (Note 2) 27 Vdc ≤ Vin ≤ 38 Vdc 30 Vdc ≤ Vin ≤ 36 Vdc
Regline
Load Regulation, (Note 2) 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.5 A
Regload
–
4.4
65
mV
IB
–
3.6
6.5
mA
– –
– –
1.0 0.5
Quiescent Current Quiescent Current Change 27 Vdc ≤ Vin ≤ 38 Vdc 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A
mV
∆IB
mA
NOTES: 1. Tlow = –40°C for MC78XXAC, C
Thigh = +125°C for MC78XXAC, C 2. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken into account separately. Pulse testing with low duty cycle is used.
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
11
MC7800, MC7800A, LM340, LM340A Series ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued) (Vin = 33 V, IO = 500 mA, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7824C Characteristic
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
RR
50
54
–
dB
VI – VO
–
2.0
–
Vdc
Output Noise Voltage (TA = 25°C) 10 Hz ≤ f ≤ 100 kHz
Vn
–
10
–
µV/VO
Output Resistance f = 1.0 kHz
rO
–
1.4
–
mΩ
Short Circuit Current Limit (TA = 25°C) Vin = 35 Vdc
ISC
–
0.2
–
A
Peak Output Current (TJ = 25°C)
Imax
–
2.2
–
A
TCVO
–
–2.0
–
mV/°C
Ripple Rejection 28 Vdc ≤ Vin ≤ 38 Vdc, f = 120 Hz Dropout Voltage (IO = 1.0 A, TJ = 25°C)
Average Temperature Coefficient of Output Voltage
ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Vin = 33 V, IO = 1.0 A, TJ = Tlow to Thigh [Note 1], unless otherwise noted.) MC7824AC Characteristic
Symbol
Min
Typ
Max
Unit
Output Voltage (TJ = 25°C)
VO
23.5
24
24.5
Vdc
Output Voltage (5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A, PD ≤ 15 W) 27.3 Vdc ≤ Vin ≤ 38 Vdc
VO
23.2
24
25.8
Vdc
Line Regulation (Note 2) 27 Vdc ≤ Vin ≤ 38 Vdc, IO = 500 mA 30 Vdc ≤ Vin ≤ 36 Vdc, IO = 1.0 A 30 Vdc ≤ Vin ≤ 36 Vdc, TJ = 25°C 26.7 Vdc ≤ Vin ≤ 38 Vdc, IO = 1.0 A, TJ = 25°C
Regline – – – –
11.5 3.8 3.8 10
25 28 12 25
Load Regulation (Note 2) 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.5 A, TJ = 25°C 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A 250 mA ≤ IO ≤ 750 mA
Regload – – –
2.1 2.0 1.8
15 25 15
–
3.6
6.0
– – –
– – –
0.8 0.8 0.5
Quiescent Current
IB
mV
mV
mA
Quiescent Current Change 27.3 Vdc ≤ Vin ≤ 38 Vdc, IO = 500 mA 27 Vdc ≤ Vin ≤ 38 Vdc, TJ = 25°C 5.0 mA ≤ IO ≤ 1.0 A
∆IB
Ripple Rejection 28 Vdc ≤ Vin ≤ 38 Vdc, f = 120 Hz, IO = 500 mA
RR
45
54
–
dB
VI – VO
–
2.0
–
Vdc
Vn
–
10
–
µV/VO
Output Resistance (f = 1.0 kHz)
rO
–
1.4
–
mΩ
Short Circuit Current Limit (TA = 25°C) Vin = 35 Vdc
ISC
–
0.2
–
A
Peak Output Current (TJ = 25°C)
Imax
–
2.2
–
A
TCVO
–
–2.0
–
mV/°C
Dropout Voltage (IO = 1.0 A, TJ = 25°C) Output Noise Voltage (TA = 25°C) 10 Hz ≤ f ≤ 100 kHz
Average Temperature Coefficient of Output Voltage
mA
NOTES: 1. Tlow = –40°C for MC78XXAC, C Thigh = +125°C for MC78XXAC, C 2. Load and line regulation are specified at constant junction temperature. Changes in VO due to heating effects must be taken into account separately. Pulse testing with low duty cycle is used.
12
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
MC7800, MC7800A, LM340, LM340A Series Figure 1. Peak Output Current as a Function of Input/Output Differential Voltage (MC78XXC, AC)
Figure 2. Ripple Rejection as a Function of Output Voltages (MC78XXC, AC)
3.0
80
2.5
RR, RIPPLE REJECTION (dB)
I O , OUTPUT CURRENT (A)
TJ = –40°C TJ = 0°C
2.0
TJ = 25°C
1.5 TJ = 85°C
1.0
TJ = 125°C
0.5 0 4.0
6.0
8.0
10
12
15
25
20
30
35
70 PART # MC7805C MC7806C MC7808C MC7812C MC7815C MC7818C MC7824C
60
50
40 4.0
40
6.0
f = 120 Hz IO = 20 mA ∆Vin = 1.0 V(RMS)
Vin = 10 V = 11 V = 14 V = 19 V = 23 V = 27 V = 33 V
8.0
10
12
14
16
18
20
22
24
VO, OUTPUT VOLTAGE (V)
Vin–Vout, INPUT/OUPUT VOLTAGE DIFFERENTIAL (V)
Figure 3. Ripple Rejection as a Function of Frequency (MC78XXC, AC)
Figure 4. Output Voltage as a Function of Junction Temperature (MC7805C, AC)
VO, OUTPUT VOLTAGE (V)
RR, RIPPLE REJECTION (dB)
80 70 MC78XXB, C, AC 60 Vin = 8.0 V to 18 V IO = 500 mA f = 120 Hz TA = 25°C
50 40 30 0.01
0.1
1.0
20
60
100
140
180
TJ, JUNCTION TEMPERATURE (°C)
Figure 5. Output Impedance as a Function of Output Voltage (MC78XXC, AC)
Figure 6. Quiescent Current as a Function of Temperature (MC78XXC, AC) 6.0 IB , QUIESCENT CURRENT (mA)
Z O , OUTPUT IMPEDANCE (mΩ )
–20
f, FREQUENCY (kHz)
5.0 f = 120 Hz IO = 500 mA CL = 0 µF
1.0 0.5 0.3 0.2 0.1 4.0
4.9
4.8 –60
10
10
3.0 2.0
Vin = 20 V IO = 5.0 mA
5.0
8.0
12
16
VO, OUTPUT VOLTAGE (V)
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
20
24
Vin = 10 V VO = 5.0 V IL = 20 mA
4.0 3.0 2.0 1.0 0 –75
–50
–25
0
25
50
75
100
125
TJ, JUNCTION TEMPERATURE (°C)
13
MC7800, MC7800A, LM340, LM340A Series APPLICATIONS INFORMATION Design Considerations The MC7800 Series of fixed voltage regulators are designed with Thermal Overload Protection that shuts down the circuit when subjected to an excessive power overload condition, Internal Short Circuit Protection that limits the maximum current the circuit will pass, and Output Transistor Safe–Area Compensation that reduces the output short circuit current as the voltage across the pass transistor is increased. In many low current applications, compensation capacitors are not required. However, it is recommended that the regulator input be bypassed with a capacitor if the regulator is connected to the power supply filter with long
wire lengths, or if the output load capacitance is large. An input bypass capacitor should be selected to provide good high–frequency characteristics to insure stable operation under all load conditions. A 0.33 µF or larger tantalum, mylar, or other capacitor having low internal impedance at high frequencies should be chosen. The bypass capacitor should be mounted with the shortest possible leads directly across the regulators input terminals. Normally good construction techniques should be used to minimize ground loops and lead resistance drops since the regulator has no external sense lead.
Figure 7. Current Regulator
Figure 8. Adjustable Output Regulator
MC7805
Input
Output
0.33 µF
R
IO
MC7805
Constant Current to Grounded Load
Input 7 0.33 µF
IB
O
0.1 µF
3
The MC7800 regulators can also be used as a current source when connected as above. In order to minimize dissipation the MC7805C is chosen in this application. Resistor R determines the current as follows: I
2
6
1.0 k
+ 5.0R V ) IB
4
10 k
MC1741G
VO = 7.0 V to 20 V VIN = VO ≥ 2.0 V
^ 3.2 mA over line and load changes.
For example, a 1.0 A current source would require R to be a 5.0 Ω, 10 W resistor and the output voltage compliance would be the input voltage less 7.0 V.
The addition of an operational amplifier allows adjustment to higher or intermediate values while retaining regulation characteristics. The minimum voltage obtainable with this arrangement is 2.0 V greater than the regulator voltage.
Figure 9. Current Boost Regulator
Figure 10. Short Circuit Protection
RSource
MJ2955 or Equiv.
Input
Input
0.33 µF R
RSC
RSource
MC78XX
MJ2955 or Equiv. 0.33 µF
2N6049 or Equiv.
Output R
≥ 10 µF
1.0 µF
1.0 µF
XX = 2 digits of type number indicating voltage. The MC7800 series can be current boosted with a PNP transistor. The MJ2955 provides current to 5.0 A. Resistor R in conjunction with the VBE of the PNP determines when the pass transistor begins conducting; this circuit is not short circuit proof. Input/output differential voltage minimum is increased by VBE of the pass transistor.
14
MC78XX ≥ 10 µF
1.0 µF
Output
XX = 2 digits of type number indicating voltage. The circuit of Figure 9 can be modified to provide supply protection against short circuits by adding a short circuit sense resistor, RSC, and an additional PNP transistor. The current sensing PNP must be able to handle the short circuit current of the three–terminal regulator. Therefore, a four–ampere plastic power transistor is specified.
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
MC7800, MC7800A, LM340, LM340A Series Figure 11. Worst Case Power Dissipation versus Ambient Temperature (Case 221A)
2.5 θJC = 5°C/W θJA = 65°C/W TJ(max) = 150°C
θHS = 0°C/W
16
Vin – Vout , INPUT–OUTPUT VOLTAGE DIFFERENTIAL (V)
PD , POWER DISSIPATION (W)
20
θHS = 5°C/W
12
θHS = 15°C/W
8.0 4.0 0 –50
Figure 12. Input Output Differential as a Function of Junction Temperature (MC78XXC, AC)
No Heatsink –25
0
25
50
75
100
125
2.0 1.5
IO = 1.0 A IO = 500 mA IO = 200 mA IO = 20 mA IO = 0 mA
1.0 0.5
∆VO = 2% of VO – – – Extended Curve for MC78XXB
0 –75
150
–50
–25
0
25
50
75
100
125
TJ, JUNCTION TEMPERATURE (°C)
TA, AMBIENT TEMPERATURE (°C)
JUNCTION-TO-AIR (°C/W)
R θ JA, THERMAL RESISTANCE
80
3.5
70
PD(max) for TA = 50°C
Free Air Mounted Vertically
60
ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ 2.0 oz. Copper L
Minimum Size Pad
50
L
40 RθJA 30
0
5.0
3.0
10
15
20
25
30
2.5 2.0 1.5
PD, MAXIMUM POWER DISSIPATION (W)
Figure 13. D2PAK Thermal Resistance and Maximum Power Dissipation versus P.C.B. Copper Length
1.0
L, LENGTH OF COPPER (mm)
DEFINITIONS Line Regulation – The change in output voltage for a change in the input voltage. The measurement is made under conditions of low dissipation or by using pulse techniques such that the average chip temperature is not significantly affected. Load Regulation – The change in output voltage for a change in load current at constant chip temperature. Maximum Power Dissipation – The maximum total device dissipation for which the regulator will operate within specifications.
Quiescent Current – That part of the input current that is not delivered to the load. Output Noise Voltage – The rms ac voltage at the output, with constant load and no input ripple, measured over a specified frequency range. Long Term Stability – Output voltage stability under accelerated life test conditions with the maximum rated voltage listed in the devices’ electrical characteristics and maximum power dissipation.
Motorola reserves the right to make changes without further notice to any products herein. Motorola makes no warranty, representation or guarantee regarding the suitability of its products for any particular purpose, nor does Motorola assume any liability arising out of the application or use of any product or circuit, and specifically disclaims any and all liability, including without limitation consequential or incidental damages. “Typical” parameters which may be provided in Motorola data sheets and/or specifications can and do vary in different applications and actual performance may vary over time. All operating parameters, including “Typicals” must be validated for each customer application by customer’s technical experts. Motorola does not convey any license under its patent rights nor the rights of others. Motorola products are not designed, intended, or authorized for use as components in systems intended for surgical implant into the body, or other applications intended to support or sustain life, or for any other application in which the failure of the Motorola product could create a situation where personal injury or death may occur. Should Buyer purchase or use Motorola products for any such unintended or unauthorized application, Buyer shall indemnify and hold Motorola and its officers, employees, subsidiaries, affiliates, and distributors harmless against all claims, costs, damages, and expenses, and reasonable attorney fees arising out of, directly or indirectly, any claim of personal injury or death associated with such unintended or unauthorized use, even if such claim alleges that Motorola was negligent regarding the design or manufacture of the part. Motorola and are registered trademarks of Motorola, Inc. Motorola, Inc. is an Equal Opportunity/Affirmative Action Employer.
MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
15
MC7800, MC7800A, LM340, LM340A Series OUTLINE DIMENSIONS T SUFFIX PLASTIC PACKAGE CASE 221A–06 ISSUE Y –T– F
B
NOTES: 1. DIMENSIONING AND TOLERANCING PER ANSI Y14.5M, 1982. 2. CONTROLLING DIMENSION: INCH. 3. DIM Z DEFINES A ZONE WHERE ALL BODY AND LEAD IRREGULARITIES ARE ALLOWED.
SEATING PLANE
C T
S DIM A B C D F G H J K L N Q R S T U V Z
4
A
Q 1 2 3
U
H K Z L
R
V
J
G D N
D2T SUFFIX PLASTIC PACKAGE CASE 936–03 (D2PAK) ISSUE B
A
U
E
S
K
V
B
1 DIMENSIONING AND TOLERANCING PER ANSI Y14.5M, 1982. 2 CONTROLLING DIMENSION: INCH. 3 TAB CONTOUR OPTIONAL WITHIN DIMENSIONS A AND K. 4 DIMENSIONS U AND V ESTABLISH A MINIMUM MOUNTING SURFACE FOR TERMINAL 4. 5 DIMENSIONS A AND B DO NOT INCLUDE MOLD FLASH OR GATE PROTRUSIONS. MOLD FLASH AND GATE PROTRUSIONS NOT TO EXCEED 0.025 (0.635) MAXIMUM.
H F
1
2
3
M
P
J N
D 0.010 (0.254) M
L
R
T G
C
MILLIMETERS MIN MAX 14.48 15.75 9.66 10.28 4.82 4.07 0.88 0.64 3.73 3.61 2.66 2.42 3.93 2.80 0.64 0.46 12.70 14.27 1.52 1.15 5.33 4.83 3.04 2.54 2.79 2.04 1.39 1.15 6.47 5.97 1.27 0.00 – 1.15 2.04 –
NOTES:
TERMINAL 4
–T–
INCHES MIN MAX 0.570 0.620 0.380 0.405 0.160 0.190 0.025 0.035 0.142 0.147 0.095 0.105 0.110 0.155 0.018 0.025 0.500 0.562 0.045 0.060 0.190 0.210 0.100 0.120 0.080 0.110 0.045 0.055 0.235 0.255 0.000 0.050 – 0.045 0.080 –
DIM A B C D E F G H J K L M N P R S U V
INCHES MIN MAX 0.386 0.403 0.356 0.368 0.170 0.180 0.026 0.036 0.045 0.055 0.051 REF 0.100 BSC 0.539 0.579 0.125 MAX 0.050 REF 0.000 0.010 0.088 0.102 0.018 0.026 0.058 0.078 5 _ REF 0.116 REF 0.200 MIN 0.250 MIN
MILLIMETERS MIN MAX 9.804 10.236 9.042 9.347 4.318 4.572 0.660 0.914 1.143 1.397 1.295 REF 2.540 BSC 13.691 14.707 3.175 MAX 1.270 REF 0.000 0.254 2.235 2.591 0.457 0.660 1.473 1.981 5 _ REF 2.946 REF 5.080 MIN 6.350 MIN
Mfax is a trademark of Motorola, Inc. How to reach us: USA / EUROPE / Locations Not Listed: Motorola Literature Distribution; P.O. Box 5405, Denver, Colorado 80217. 1–303–675–2140 or 1–800–441–2447
JAPAN: Nippon Motorola Ltd.: SPD, Strategic Planning Office, 4–32–1, Nishi–Gotanda, Shinagawa–ku, Tokyo 141, Japan. 81–3–5487–8488
Customer Focus Center: 1–800–521–6274 Mfax: [email protected] – TOUCHTONE 1–602–244–6609 ASIA/PACIFIC: Motorola Semiconductors H.K. Ltd.; 8B Tai Ping Industrial Park, Motorola Fax Back System – US & Canada ONLY 1–800–774–1848 51 Ting Kok Road, Tai Po, N.T., Hong Kong. 852–26629298 – http://sps.motorola.com/mfax/ HOME PAGE: http://motorola.com/sps/
16
◊
MC7800/D MOTOROLA ANALOG IC DEVICE DATA
