Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang dapat diambil penulis dan saran untuk kesempurnaan penulisan karya akhir.
BAB II LANDASAN TEORI
2.1. Perangkat Keras
Dalam merancang sebuah peralatan yang cerdas, diperlukan suatu perangkat keras (hardware) yang dapat mengolah data, menghitung, mengingat dan mengambil pilihan. Mikrokontroler merupakan salah satu jawabannya. Vendor dari mikrokontroler ini ada beberapa macam, diantaranya yang paling terkenal adalah Atmel, Motorola dan Siemens. Selain mengunakan mikrokontroler juga digunakan LM 35 sebagai sensor dan ADC sebagai pengkonversi besaran analog menjadi besaran digital.
2.1.1. Mikrokontroler AT89S51
AT89S51 merupakan keluaran atmel dengan 4 Kbyte Flash PEROM (Programmable and Erasable Read Only Memory). Isi memori tersebut dapat diisi ulang ataupun dihapus berkali-kali. AT89S51 merupakan memori dengan teknologi non-volatile memory (data tidak hilang walaupun catu daya dimatikan). Memori ini biasa digunakan untuk menyimpan instruksi berstandar MCS-51 code
sehingga memungkinkan mikrokontroler ini bekerja dalam mode single chip operation (mode operasi keping tunggal) yang tidak memerlukan external memory
2.1.1.1 Konfigurasi dan Fungsi Kaki Pin AT89S51
Mikrokontroler AT89S51 mempunyai 40 kaki, 32 kaki diantaranya adalah kaki untuk keperluan Port paralel. Satu Port paralel terdiri dari 8 kaki, dengan demikian 32 kaki tersebut membentuk 4 buah Port paralel. Berikut adalah gambar konfigurasi pin mikrokontroler AT89S51 :
Gambar 2.1. Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S51
Pada Gambar 2.1. terlihat bahwa AT89S51 mempunyai 4 buah port paralel, yang masing-masing dikenal dengan Port 0, Port 1, Port 2, dan Port 3. Nomor dari masing-masing jalur (kaki) dari Port paralel mulai dari 0 sampai 7, jalur pertama Port 0 disebut sebagai P0.0 dan jalur terakhir untuk Port 3 adalah P3.7.
Adapun fungsi dari masing-masing pin AT89S51 dapat kita lihat pada Tabel 2.1 Nomor Pin Nama Pin Alternatif Keterangan 20 GND Ground 40 VCC Power Supply 32…39 P0.7… P0.0 D7…D0 & A7…A0
1. Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O
biasa, low order multiplex address/data
ataupun menerima kode byte pada saat
Flash Programming.
2. Pada fungsi sebagai I/O biasa port ini dapat memberikan output sink kedelapan buah TTL Input atau dapat diubah sebagai input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut.
3. Pada fungsi sebagai low order
multiplex address/data port ini akan mempunyai internal pull up.
4. Pada saat Flash Programming
diperlukan external pull up terutama pada saat verifikasi program.
1…8 P1.0… P1.7
1. Port 1 berfungsi sebagai I/O biasa atau
menerima low order address bytes selama pada saat Flash Programming.
2. Port ini mempunyai internal pull up
dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1.
3. Sebagai output port ini dapat
memberikan output sink keempat buah input TTL.
21…28 P2.0… P2.7
A8…A15 1. Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau
memori secara 16 bit (Movx @ Dptr).
2. Pada saat mengakses memori secara 8
bit (Mov @ Rn), port ini akan mengeluarkan isi dari P2 Special Function Register.
3. Port ini mempunyai internal pull up
dan berfungsi sebagai input dengan memberikan logika 1.
4. Sebagai output, port ini dapat
memberikan output sink keempat buah input TTL.
10…17
10
Port 3
P3.0 RXD
Sebagai I/O biasa Port 3 mempunyai sifat yang sama dengan Port 1 maupun Port 2. Sedangkan sebagai fungsi special port-port ini mempunyai keterangan sebagai berikut : Port Serial Input
11 P3.1 TXD Port Serial Output
12 P3.2 INT0 Port External Interrupt 0
13 P3.3 INT1 Port External Interrupt 1
14 P3.4 T0 Port External Timer 0 Input
15 P3.5 T1 Port External Timer 1 Input
16 P3.6 WR External Data Memory Write Strobe
17 P3.7 RD External Data Memory Read Strobe
9 RST Reset akan aktif dengan memberikan input
high selama 2 cycle.
30 ALE PROG 1. Pin ini dapat berfungsi sebagai
Address Latch Enable (ALE) yang me-latch low byte address pada saat mengakses memori eksternal.
2. Sedangkan pada saat Flash
Programming (PROG) berfungsi sebagai pulse input, pada operasi normal ALE akan
mengeluarkan sinyal clock sebesar 1/16 frekuensi oscillator kecuali pada saat mengakses memorieksternal. Sinyal clock pada pin ini dapat pula di-disable dengan men-set bit 0 dari Special Function Register di alamat 8EH.
3. ALE hanya akan aktif pada saat
mengakses memori eksternal (MOVX & MOVC).
29 PSEN Pin ini berfungsi pada saat mengeksekusi
program yang terletak pada memori ekternal. PSEN akan aktif dua kali setiap cycle.
31 EA VP 1. Pada kondisi low, pin ini akan
berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroller akan menjalankan program yang ada pada memori eksternal setelah di-reset.
2. Jika berkondisi high, pin ini akan
berfungsi untuk menjalankan program yang ada pada memori internal.
3. Pada saat Flash Programming, pin ini akan mendapatkan tegangan 12 Volt (VP). 19 XTAL 1 Input Oscillator 18 XTAL 2 Output Oscillator
Tabel 2.1 Diskripsi Fungsi Pin Mikrokontroler AT89S51
2.1.1.2.Struktur Memori
AT89S51 mempunyai struktur memori yang terdiri dari RAM internal,
Special function register dan Flash PEROM. Spesifikasi dari masing-masing struktur memori tersebut adalah sebagai berikut :
1. RAM Internal: Merupakan memori sebesar 128 byte yang biasanya digunakan untuk menyimpan variabel atau data yang sifatnya sementara. RAM internal dialamati oleh RAM Address Register.
2. Special Function Register : Memori yang berisi register-register yang mempunyai fungsi-fungsi khusus yang disediakan oleh mikrokontroler tersebut, seperti timer, serial dan lain-lain. AT89S51 mempunyai 21 Special Function Register yang terletak antara alamat 80H hingga FFH.
3. Flash PEROM : Memori yang digunakan untuk menyimpan instruksi-instruksi MCS51. Flash PEROM dialamati oleh Program Address Register. AT89S51 mempunyai 4Kb Flash PEROM, yaitu ROM yang dapat ditulis ulang atau
dihapus menggunakan sebuah perangkat programmer, yang mempunyai
kemampuan untuk ditulis ulang hingga 1000 kali. Program yang ada pada Flash PEROM akan dijalankan pada saat sistem di-reset, pin EA/VP berlogika 1 sehingga mikrokontroller aktif berdasarkan program yang ada pada Flash PEROM-nya. Namun jika pin EA/VP berlogika 0, mikrokontroler aktif berdasarkan program yang ada pada memori eksternal.
2.1.1.3. Antarmuka Serial AT89S51
Pada port serial AT89S51 penerimaan dan pengiriman data port serial melalui register SBUF. Penulisan ke SBUF berarti mengisi register pengiriman ke SBUF, sedangkan pembacaan dari SBUF berarti membaca register penerimaan SBUF. Port serial pada AT89S51 bisa digunakan dalam 4 mode kerja yang berbeda, terdiri dari 1 mode bekerja secara sinkron dan 3 lainnya bekerja secara asinkron.
Adapun mode kerja dari port serial, antara lain yaitu :
1. Mode 0 : Mode ini bekerja secara sinkron, data serial dikirim dan diterima melalui kaki P3.0 (Rxd), sedangkan kaki P3.1 (Txd) digunakan untuk menyalurkan detak pendorong data serial yang dibangkitkan oleh AT89S51. Data dikirim dan diterima 8 bit sekaligus dimulai dari bit LSB dan diakhiri dengan bit MSB. Kecepatan boud rate 1/12 frekuensi kristal yang digunakan. 2. Mode 1 : Pada mode ini data dikirim melalui kaki P3.1 (Txd) dan diterima
melalui kaki P3.0 (Rxd) secara asinkron (juga mode 2 dan 3). Pada mode 1 data dikirim atau diterima 10 bit sekaligus, diawali dengan 1 bit start, disusul dengan 8 bit data yang dimulai dari bit LSB dan diakhiri dengan 1 bit stop. Pada AT89S51/52 yang berfungsi sebagai penerima bit stop adalah RB8 dalam register SCON. Kecepatan boud rate bisa diatur sesuai dengan keperluan dengan menggunakan timer. Mode 2 dan 3 yang umum dikenal dengan UART.
3. Mode 2 : Data dikirim atau diterima 11 bit sekaligus, diawali dengan 1 bit
start, disusul 8 bit data, kemudian bit ke 9 yang bisa diatur lebih lanjut, diakhiri dengan 1 bit stop. Pada AT89S51/52 yang berfungsi sebagai pengirim, bit 9 tersebut berasal dari bit TB8 dalam register SCON dan yang berfungsi sebagai penerima, bit 9 ditampung pada bit RB8 dalam register SCON, sedangkan bit stop diabaikan tidak ditampung. Boud rate bisa dipilih antara 1/32 atau 1/64 frekuensi kristal yang digunakan.
4. Mode 3 : Mode ini sama dengan mode 2 hanya saja boud rate-nya bisa diatur sesuai dengan keperluan seperti mode1.
2.1.2. Analog to Digital Converter (ADC)
ADC digunakan sebagai rangkaian yang mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. Hal yang paling penting dalam suatu rangkaian ADC adalah resolusi, yaitu besaran analog terkecil yang masih dapat dikonversi menjadi satuan digital, yaitu :
Resolusi (r) = n.Vref
2 1
... (2.3.)
dimana ; n adalah banyaknya bit ADC dan Vref adalah tegangan referensi yang digunakan. Data-data digital yang dihasilkan ADC hanyalah merupakan pendekatan proporsional terhadap masukan analog. Hal ini karena tidak mungkin melakukan konversi secara sempurna berkaitan dengan kenyataan bahwa informasi digital berubah dalam step-step, sedangkan analog berubahnya secara kontinu.
ADC 0804 dapat mentransformasikan sebuah tegangan analog menjadi sebuah angka dalam bentuk bilangan biner 8 bit. Jumlah bit yang dihasilkan, didapat dari hasil pengkonversian tegangan yang biasanya besar tegangan tersebut antara 0 volt sampai dengan +5 volt. Dengan demikian, apabila kita memasukan sebuah tegangan antara 0 volt sampai dengan 5 volt pada sebuah ADC 8 bit maka setelah proses konversi akan menghasilkan sebuah kombinasi bilangan biner
yang ditunjukkan dengan bilangan biner antara 0 sampai dengan 255.
Metode ADC yang digunakan dalam konversi analog ke digital adalah metode aproksimasi berturut-turut, pada keluaran digital ke analog
menggerakkan masukan membalik dari sebuah pembanding, perbedaannya dengan keluaran analog ke digital yaitu terletak pada proses yang ditempuh register aproksimasi berturut-turut. Apabila konversi telah selesai dilaksanakan, data digital yang ekivalen akan dipindahkan ke register buffer keluaran dan jika konversi telah selesai rangkaian kendali mengirimkan sinyal selesai konversi yang rendah, sinyal ini akan mengisikan data digital yang ekivalen kedalam register buffer, dengan demikian keluaran digital akan tetap tersimpan sekalipun memulai siklus konversi yang baru.
Gambar 2.2. konfigurasi kaki ADC 0804
2.1.3 Sensor (LM 35)
LM 35 adalah jenis sensor temperatur dengan rangkaian ketetapan yang terintegerasi dan tegangan outputnya secara linier proposional terhadap derajat celcius (oC), keuntungannya melebihi sensor temperatur yang dikalibrasi oleh satuan Kelvin serta output impedansi yang rendah. LM 35 mempermudah dalam pembacaan pengendalian rangkaian, ini biasa digunakan dengan catu daya tunggal
(single) atau dengan suplay plus dan minus (Vin sebesar 5V). Pada karya akhir ini sensor yang digunakan adalah sensor temperatur umum seperti terlihat pada gambar 2.3. (a).
(a) (b)
Gambar 2.3. (a) Sensor Temperatur Umum (+2 oC sampai +150 oC) (b) Sensor Temperatur Dengan Rentang Penuh (-55oC- +150 oC)
Keuntungan menggunakan LM 35 adalah :
- Dikalibrasi langsung pada derajat celcius (oC).
- Skala faktor linier + 10,0 mV/ oC
- Jaminan akurasi 0,5 oC (pada +25 oC).
- Berkisar antara -55 oC - +150 oC. - Arus kurang dari 2μA
- Beroperasi dari 4V sampai 30V.
- Pemanasan rendah 0,08 oC - Tipe non linier hanya ±1⁄4°C
Ada beberapa jenis LM 35 yang terdapat di pasaran antara lain :
- LM 35, LM 35A berkisar antara -55 oC - +150 oC.
- LM 35C, LM 35CA berkisar antara -40 oC - +100 oC.
- LM 35D berkisar antara 0oC - +100 oC.
2.2. Perangkat Lunak
Dalam merancang suatu program mikrokontroler dibutuhkan suatu
software yang dapat menulis program dan mengubahnya menjadi bilangan heksadesimal. Untuk menulis program dapat digunakan Software 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE). Untuk men-download program heksadesimal ke dalam mikrokontroler dapat digunakan Software Downloader (ISP – Flash Programmer 3.0a).
2.2.1. Software 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE)
Instruksi-instruksi yang merupakan bahasa assembly dituliskan pada sebuah editor, yaitu 8051 Editor, Assembler, Simulator (IDE). Setelah program selesai ditulis, kemudian di-save dan setelah itu di-Assemble (di-compile). Pada saat di-assemble akan tampil pesan peringatan dan kesalahan. Jika masih ada kesalahan atau peringatan, itu berarti ada kesalahan dalam penulisan perintah atau ada nama subrutin yang sama, sehingga harus diperbaiki terlebih dahulu sampai tidak ada pesan kesalahan lagi.
Software 8051IDE ini berfungsi untuk merubah program yang kita tuliskan ke dalam bilangan heksadesimal, proses perubahan ini terjadi pada saat peng-compile-an. Bilangan heksadesimal inilah yang akan dikirimkan ke mikrokontroler.
Apabila program yang telah di-compile dilihat dengan mengunakan
software notepad, maka akan jelas terlihat bilangan heksadesimal di dalamnya.
Gambar 2.4 Tampilan Hasil Compile Program dengan menggunakan Notepad
2.2.2. Software Downloader (ISP – Flash Programmer 3.0a)
Untuk mengirimkan bilangan-bilangan heksadesimal ini ke mikrokontroler digunakan software ISP- Flash Programmer 3.0a yang dapat di download dari internet.
Cara menggunakannya adalah dengan meng-klik Open File untuk
mengambil file heksadesimal dari hasil kompilasi 8051IDE, kemudian klik Write untuk mengisikan hasil kompilasi tersebut ke mikrokontroler. Untuk mengecek apakah mikrokontroler bisa ditulisi atau tidak dapat diketahui dengan dua cara, yaitu dengan cara meng-klik Signature dan Read. Untuk mengamankan agar program pada mikrokontroler tidak dapat dibaca oleh orang yang tidak diinginkan,
dapat digunakan Lock Bit-1, Lock Bit-2 dan Lock Bit-3 yang masing-masingnya memiliki tingkat keamanan yang berbeda. Makin tinggi tingkatan Lock Bitnya maka makin sulit membongkar programnya. Tetapi apabila telah di lock (dikunci) maka mikrokontroler tidak dapat lagi ditulisi.
BAB III
PERANCANGAN ALAT 3.1. Diagram Blok
Secara garis besar, blok diagram sensor temperatur berbasis mikrokontroler AT89S51 dapat ditunjukkan pada gambar 3.1. di bawah ini :
Gambar 3.1. Blok Diagram Sensor Temperatur
Pada diagram blok di atas jelas terlihat keterhubungan masing-masing perangkat dari peralatan sensor temperatur. Mulai dari LM35 sebagai sensor temperatur yang mendeteksi temperatur ruangan dan keluaran (output) dari LM35 dihubungkan ke input ADC pada rangkaian ADC untuk diubah menjadi besaran digital. Data digital yang telah dikonversikan oleh ADC di hubungkan langsung ke port 0 mikrokontroler AT89S51 guna diproses datanya. Data dari sensor diproses oleh mikrokontroler dan ditampilkan pada rangkaian peraga. Keypad yang berfungsi sebagai tombol masukan berguna untuk memberikan masukan temperatur yang diinginkan. Motor DC digunakan untuk memutar kipas dan rangkaian relay digunakan untuk mengaktifkan hair dryer yang berfungsi untuk menaikkan temperatur
3.2. Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S51
Rangkaian skematik sistem minimum mikrokontroler AT89S51 dapat
dilihat pada Lampiran 1. Mikrokontroler AT89S51 membutuhkan logika high (1) selama 2 siklus (cycle) pada kaki RST agar reset mikrokontroler dapat terjadi secara otomatis. Dengan menggunakan kristal 11,0592 MHz, dari rumus :
t = 12 1 x Frekwensi ... (3.1.) t = 12 1 x 11.0592 MHz = 0.92 µs
Selama 2 siklus berarti 0,92 x 2 = 1,84 µs.
Waktu pengisian kapasitor elektrolis 10 uF 16v yang dihubungkan dengan resistor 8k2 Ohm. Diketahui, Tahanan = R = 8200 Ohm, muatan kapasitor = Q = 10 x 10-6 Farad.
Konstanta waktu = Ts = 4T = 4RC
= 4 x 8200 x 10 x 10-6
= 0,328 detik
Jadi kapasitor 10 uF 16v sudah cukup untuk mereset otomatis mikrokontroler. Dari kaki 9 dihubungkan ke sebuah keypad dan keluarannya langsung dihubungkan ke Vcc. Keypad ini berguna untuk mereset mikrokontroler secara manual.
Ada beberapa alasan kenapa mikrokontroler AT89S51 digunakan pada perancangan ini, yaitu :
1. Dari segi harga, mikrokontroler AT89S51 harganya relatif murah jika dibandingkan dengan mikrokontroler lainnya (misalnya PIC mikro, AVR).
2. Dari segi ketersediaan benda, mikrokontroler AT89S51 ketersediaan benda dipasaran (di kota Medan) relatif banyak dan mudah dicari.
3. Pemogramannya relatif mudah, karena jumlah instruksi yang sering digunakan hanya sedikit.
3.3. Relay
Relay merupakan saklar elektromagnetik yang cara kerjanya ditentukan oleh arus yang mengalir pada kumparan kawat penghantar yang dipasang pada sebuah angker elektromagnetik bersama-sama dengan sebuah kumparan. Bila
relay dialiri arus, maka akan terjadi medan magnet disekitar kumparan sehingga angker akan menjadi magnet. Medan magnet pada angker akan menarik saklar sehingga akan menutup. Jika arus yang mengalir pada kumparan terlepas maka hubungan akan terputus.
Gambar 3.2 Relay
Saklar dapat menjadi kontaktor magnet. Kontaktor magnet adalah sejumlah kotak yang mempunyai aksi menutup dan membuka akibat adanya tarikan magnet. Terdapat dua macam kontak yang berada dalam kontaktor magnet, yaitu:
2. Normally Close (NC) yaitu kontak dalam kondisi tertutup, saat kontaktor magnet bekerja.
Pada perancangan ini digunakan sebuah transistor C945 jenis NPN yang berfungsi sebagai saklar. Pada saat transistor saturasi arus kolektor transistor C945 sebesar 100 mA dan arus basisnya 10 mA (data dari lembaran data transistor C945).
Rb Vbe Vcc
Ib ………(3.2)
Pada perancangan ini resistor yang digunakan bernilai 330 Ohm dan tegangan yang digunakan bernilai 5 volt. Jadi arus yang diterima basis adalah
330 4 , 1 5 Ib = 0,01099A=10,9 mA
Arus ini sudah cukup untuk membuat transistor C945 saturasi. Pada kondisi saturasi kolektor dan emiter terhubung singkat (short), sehingga arus mengalir dari kolektor ke emiter atau dengan kata lain arus mengalir pada kumparan kawat penghantar yang terdapat didalam relay sehingga relay bekerja.
3.4. Rangkaian ADC (Analog to Digital Converter)
Rangkaian skematik rangkaian ADC (Analog to Digital Converter) dapat dilihat pada Lampiran 1. Pada gambar skematik pin CS dan RD langsung dihubungkan ke Ground agar selalu mendapatkan logika low yang dibutuhkan ADC untuk konversi. Pin CLK dihubungkan antara resistor 10 kilo Ohm dan kapasitor 100 piko Farad, hal ini berguna untuk mendapatkan frekwensi yang berfungsi sebagai kecepatan konversi ADC. Pin WR dan INTR saling dihubungkan ke salah satu pin mikrokontroler yang berguna untuk mengetahui apakah ADC telah selesai pengkonversian atau belum. Pin WR ini akan berlogika
high pada saat pengkonversian dan akan berlogika low pada saat setelah selesai pengkonversian.
Pin CLKR dihubungkan ke sebuah resistor 10 kilo Ohm dan kapasitor 100 piko Farad yang juga berguna untuk mendapatkan frekwensi yang dibutuhkan oleh ADC. Pin AGND dan VI- langsung duhubungkan ke ground. Pin VI+ merupakan pin input sinyal analog yang akan dikonversikan ke sinyal digital, yang pada perancangan ini dihubungkan ke keluaran sensor temperatur LM35. Pin VREF merupakan pin sebagai masukan tegangan referensi ADC, yang pada perancangan ini di-setting sebesar 2,5 volt.
Rangkaian pembagi tegangan terdiri dari dua resistor yang dirangkai secara seri dan dihubungkan dengan suatu sumber tegangan. Tegangan output diambil dari titik tengah rangkaian seri kedua resistor tersebut seperti ditunjukan oleh gambar 3.3.
Gambar 3.3. Rangkaian pembagi tegangan. Keterangan gambar 3.3. :
RA = Resistor pertama
RB = Resistor kedua
V = Sumber tegangan DC
Vout = Tegangan keluaran
CC A B B Out V R R R V ... (3.3.) Dari persamaan (4), apabila nilai V tetap, maka perubahan nilai Vout hanya bergantung pada perubahan nilai R atau RB. Nilai R pada rangkaian ADC
sebesar 1 kilo Ohm, R sebesar 1 kilo Ohm dan Vcc sebesar 5 volt.
A A B x VOut 1000 1000 1000 5 volt = 2,5 volt
Tegangan keluaran dari titik ini dihubungkan ke trimmer potensio (trimpot) 100k yang juga berfungsi untuk menurunkan tegangan (apabila tegangan yang diinginkan belum tercapai). Dioda zener berfungsi sebagai pembatas tegangan.
3.5. Rangkaian Jembatan H
Rangkaian skematik jembatan H (driver motor DC) dapat dilihat pada Lampiran 1. Pada rangkaian ini digunakan tiga buah jenis transistor yaitu transistor C945 NPN, transistor daya BD 437 NPN dan transistor daya BD 438 PNP. Transistor C945 digunakan karena harganya yang cukup murah, mudah didapat dipasaran dan dapat bekerja pada frekwensi yang tinggi (30 MHz = dari lembaran data) karena transistor ini digunakan pada rangkaian ini sebagai saklar.
Transistor daya yang digunakan adalah transistor daya yang menengah (medium) yang berjenis NPN dan PNP. Pada saat saturasi, arus kolektor yang dapat dilewatkan sekitar 2 Amper (dari lembaran data), arus ini cukup untuk mensuplay arus untuk motor DC yang membutuhkan arus sekitar 700 mA (pada kerja motor DC sedang). Kelebihan transistor ini juga tidak cepat panas jadi tidak mudah rusak.
Pada basis transistor C945 digunakan resistor 330 Ohm karena arus basis yang dibutuhkan transistor C945 pada saat saturasi sekitar 10 mA, tegangan yang digunakan adalah tegangan 5 volt.
330 4 , 1 5 Ib = 0,01099 A
Jadi arus 10,9 mA cukup untuk membuat transistor C945 saturasi. Begitu juga dengan transistor daya BD 437 atau BD 438. Arus basis yang dibutuhkan transistor BD 437 atau BD 438 saturasi sekitar 200 mA (dari lembaran data). Oleh karena itu digunakan resistor 18 Ohm dan tegangan 5 volt.
18 4 , 1 5 Ib = 0,210A=210 mA
Jadi arus pada basis sekitar 210 mA cukup membuat transistor daya BD 437 dan BD 438 saturasi. Resistor 1 kilo Ohm digunakan agar rangkaian tidak terhubung singkat saat transistor C945 saturasi.
3.6. Rangkaian Catu Daya
Rangkaian skematik catu daya dapat dilihat pada Lampiran 1. transformator yang digunakan pada perancangan ini berjenis CT (Center Tap) 2 Amper (arus maksimum yang dapat disuply oleh transformator). Pada perancangan ini digunakan dua buah dioda 5392 yang dapat melewatkan arus sebesar 2 Amper dan untuk menyearahkan gelombang sinusoidal dari transformator (AC) menjadi arus searah (DC).
Penyearahan dengan menggunakan dua buah dioda ini merupakan penyearahan gelombang penuh. Setelah disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, keluaran dari dioda ini sudah merupakan tegangan DC. Tetapi keluaran tegangan DC-nya tidak seperti baterai
Gambar 3.4. Penyearahan Gelombang Penuh
Untuk memperhalus riak puncak ke puncak keluaran penyearah yang menggunakan dua buah dioda tersebut dapat digunakan kapasitor, sehingga keluarannya seperti gambar 3.5 dibawah ini.
Gambar 3.5. Penyearahan Gelombang Penuh setelah diberi kapasitor
Semakin besar muatan kapasitor maka semakin halus riak gelombangnya dan semakin mendekati tegangan seperti baterai. Pada perancangan ini digunakan kapasitor 1000 uF 25 volt. Jika diketahui arus yang dibutuhkan rangkaian sensor temperatur sekitar 900 mA, tegangan ideal kapasitor yang digunakan adalah 25 volt, dan frekwensi yang digunakan 50 Hz (karena penyearahan gelombang
penuh, maka frekwensinya menjadi 100 Hz), tegangan riak puncak ke puncak sekitar 10 % dari tegangan ideal yang dapat diterima. Dari rumus :
Vrip = fC I ... (3.4.) 2,5 V = C Hz A ) 100 ( 8 , 0 C = ) 5 , 2 )( 100 ( 8 , 0 V Hz A = 3200 uF
Jadi yang paling ideal kapasitor yang digunakan adalah kapasitor 3200 uF, tetapi jika kapasitor hanya untuk memperkecil riak (ripple) gelombang, cukup menggunakan kapasitor 1000 uF 25 Volt. Arus input untuk regulator tegangan LM7805 sekitar 230 mA (dapat dilihat pada lembaran data LM7805) , untuk itu digunakan resistor 47 Ohm sebagai pembatas arus. Jika diketahui tegangan keluaran dioda 12 volt dan tahan yang digunakan 47 Ohm maka :
I = V / R = 12 / 47 = 0,255 Amper atau 255 mA
Arus 255 mA sudah cukup untuk kerja maksimum regulator tegangan LM7805 dan memberikan output arus sebesar 1 Amper
3.7. Rangkaian Peraga (Seven Segment)
Rangkaian skematik rangkaian peraga (seven segment) dapat dilihat pada Lampiran 1. Seven Segment yang digunakan pada perancangan ini adalah seven segment common anoda. Jadi, keluaran dari IC 4094 yang bernilai low yang dapat menghidupkan LED yang terdapat dalam seven segment. Pengiriman data dari mikrokontroler merupakan pengiriman data secara serial 8 bit.
