3.1. Perancangan Power Supplay (PSA)
Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian. Rangkaian power supplay
ditunjukkan pada gambar 3.1 berikut ini :
Gambar 3.1 Rangkaian Power Supplay (PSA)
Trafo CT merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 2200 μF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED hanya sebagai indikator
apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805CT) tidak akan panas ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari keluaran 2 buah dioda penyearah.
3.2. Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh system yang ada. Rangkaian mikrokontroler ditunjukkan pada gambar berikut ini:
Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroller AT89S51
Pin 31 External Access Enable (EA) diset high (H). Ini dilakukan karena mikrokontroller AT89S51. tidak menggunakan memori eskternal. Pin 18 dan 19 dihubungkan ke XTAL 12 MHz dan capasitor 33 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroller AT89S51. dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif tinggi). Pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan me-reset mikrokontroller ini. Pin 32 sampai 39 adalah Port 0 yang merupakan saluran/bus I/O 8
bit open collector dapat juga digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya akses ke memori program eksternal. Pada port 0 ini masing masing pin dihubungkan dengan resistor 4k7 ohm. Resistor 4k7 ohm yang dihubungkan ke port 0 befungsi sebagai pull up( penaik tegangan ). Pin 1 sampai 8 adalah port 1. Pin 21 sampai 28 adalah port 2. Dan Pin 10 sampai 17 adalah port 3.. Pin 20 merupakan ground dihubungkan dengan ground pada power supplay. Pin 40 merupakan sumber tegangan positif dihubungkan dengan + 5 volt dari power supplay.
3.3. Display Seven Segment
Untuk menampilkan jumlah orang yang masuk ke dalam ruangan diperlukan suatu rangkaian display yang dapat menampilkan jumlah orang yang masuk ke dalam ruangan tersebut. Rangkaian display yang digunakan untuk menampilkan jumlah orang yang masuk ke dalam ruangan terlihat pada gambar berikut:
Gambar 3.3. Rangkaian Display Seven Segment
Display ini menggunakan 3 buah seven segment yang dihubungkan ke IC HEF 4094BP yang merupakan IC serial to paralel. IC ini akan merubah 8 bit data serial yang
AT89S51. P3.0 merupakan fasilitas khusus pengiriman data serial yang disediakan oleh mikrokontroler AT89S51. Sedangkan P3.1 merupakan sinyal clock untuk pengiriman data serial. Pada rangkaian display ini digunakan dua buah dioda yang berfungsi untuk menurunkan tegangan supply untuk seven segment. Satu buah dioda dapat menurunkan tegangan sekitar 0,6 volt. Jadi, apabila dioda yang digunakan dua buah maka tegangan yang dapat diturunkannya adalah 1,8 volt. Tegangan ini diturunkan agar umur seven segment lebih tahan lama dan karena tegangan maksimum seven segment adalah 3,7 volt.
3.4. Rangkaian Sensor
Untuk dapat mendeteksi kenderaan yang masuk, maka alat dilengkapi dengan sensor. sensor menggunakan 2 buah pemancar infra merah dan sebuah potodioda. Sensor ini memanfaatkan pantulan dari pemancar infra merah yang diterima oleh potodioda. Digunakan 2 buah pemancar infra merah pada masing - masing sensor bertujuan agar pancaran sinyal semakin kuat, sehingga sensor benar benar dapat mendeteksi kenderaan yang melewatinya. jika tidak ada kendaraan yang melewati sensor, maka pancaran sinar infra merah akan mengenai potodioda dan sebaliknya bila ada kendaraan yang melewati sensor, maka pancaran sinar infra merah tidak akan mengenai potodioda . Perbedaan intensitas inilah yang digunakan untuk mendeteksi adanya kenderaan yang melewati sensor atau tidak.
Setiap data yang diterima oleh potodioda akan diolah dan dijadikan data digital, sehingga bila potodioda mendapatkan data dari pemancar infra merah, maka akan mengirimkan sinyal low ke mikrokontrolert AT89S51. Dengan demikian mikrokontroler dapat mendeteksi sensor yang mengirimkan sinyal low dan mengambil tindakan untuk menampilkan jumlah kenderaan yang masuk ke dalam lokasi perparkiran.
Rangkaian pemancar infra merah tampak seperti gambar di bawah ini:
Gambar 3.4. Rangkaian Pemancar infra merah
Pada rangkaian di atas digunakan 2 buah LED infra merah yang diparalelkan, dengan demikian maka intensitas yang dipancarkan oleh infra merah semakin kuat, karena merupakan gabungan dari buah LED infra merah. Resistor yang digunakan adalah 100 ohm sehingga arus yang mengalir pada masing-masing LED infra merah adalah sebesar:
5
0, 05 50
100
V
i A atau mA
R
= = =
Dengan besarnya arus yang mengalir ke LED infra merah, maka intensitas pancaran infra merah akan semakin kuat, yang menyebabkan jarak pantulannya akan semakin jauh.
Pancaran dari sinar infra merah akan diterima oleh fotodioda, kemudian akan diolah oleh rangkaian penerima agar menghasilkan sinyal tertentu, dimana jika fotodioda menerima
logika low (0), namun jika fotodioda tidak menerima pantulan sinar infra merah, maka output dari rangkaian penerima akan mengeluarkan logika high (1). Rangkaian penerima infra merah seperti gambar di bawah ini:
Gambar 3.5. Rangkaian Penerima Sinar Infra Merah
3.5. Rangkaian Pengendali Motor Stepper
Motor stepper digunakan agar dapat ebka dan menutup pintu secara otomatis pada aplikasi yang dirancang. Dan Untuk mengendalikan perputaran motor stepper dibutuhkan sebuah driver. Driver ini berfungsi untuk memutar motor stepper searah dengan jarum jam atau berlawanan arah dengan jarum jam. Rangkaian ini dihubungkan ke port 0 dari mikrokontroler AT89S51. sehingga untuk memutar motor, harus diberikan logika high secara bergantian ke port 0. Sedangkan untuk memutar motor ke arah sebaliknya, maka logika high yang diberikan secara bergantian tersebut harus berlawanan arah dengan sebelumnya. Dengan demikian maka pergerakan motor stepper sudah dapat dikendalikan oleh mikrokontroler AT89S51
Rangkaian driver motor stepper ini terdiri dari empat masukan, dimana masing-masing masukan dihubungkan dengan mikrokontroler AT89S51 dan keluarannya dihubungkan ke motor stepper. Rangkaian ini akan bekerja memutar motor stepper jika diberi sinyal high (1) secara bergantian pada ke-4 masukannya.
Rangkaian ini terdairi dari 2 buah transistor NPN TIP 122 dan 2 buah transistor PNP TIP 127. Masing-masing transistor dihubungkan ke P0.0, P0.1, P0.2 dan P0.3 pada mikrokontroler AT89S51. Basis dari masing-masing transistor diberi tahanan 10 Kohm untuk membatasi arus yang masuk ke transistor. Kolektor dihubungkan dengan kumparan yang terdapat pada motor stepper, kemudian kumparan dihubungkan dengan sumber tegangan 12 volt.dan emitor dihubungkan ke ground.
Jika P0.0 diberi logika high (1), yang berarti basis pada transistor TIP 122 mendapat tegangan 5 volt, maka transistor akan aktip. Hal ini akan menyebabkan terhubungnya kolektor dengan emitor, sehingga kolektor mendapatkan tegangan 0 volt dari ground. Hal ini menyebabkan arus akan mengalir dari sumber tegangan 12 volt ke kumparan, sehingga kumparan akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini akan menarik logam yang ada pada motor, sehingga motor mengarah pada kumparan yang memiliki medan magnet tesebut.
Jika kemudian P0.0 di beri logika low (0), yang berarti transistor tidak aktip dan tidak ada arus yang mengair pada kumparan, sehingga tidak ada medan magnet pada kumparan. Dan disisi lain P0.1 diberi logika high (1), sehingga kumparan yang terhubung ke P0.1 akan menghasilkan medan magnet. Maka motor akan beralih kearah kumparan yang terhubung ke P0.1 tersebut. Seterusnya jika logika high diberikan secara bergantian pada input dari driver
motor stepper, maka motor stepper akan berputar sesuai dengan arah logika high (1) yang diberikan pada inputnya.
Untuk memutar dengan arah yang berlawanan dengan arah yang sebelumnya, maka logika high (1) pada input driver motor stepper harus diberikan secara bergantian dengan arah yang berlawanan dengan sebelumnya.
3.6. Rangkaian LED Indikator
Rangkaian ini berfungsi sebagai indikator ketika lokasi perparkiran telah penuh ataupun masih dalam keadaan kosong. Rangkaian LED indikator datunjukkan oleh gambar 3.7 berikut ini :
Gambar 3.7. Rangkaian LED Indikator
Prinsip kerja rangkaian ini pada dasarnya memanfaatkan fungsi transistor sebagai saklar elektronik Tegangan atau sinyal pemicu dari transistor berasal dari salah satu pin mikrokontroler. Pada saat logika pada salah satu pin yang terhubung ke rangkaian di atas adalah tinggi (high), maka transistor mendapat tegangan bias dari kaki basis. Dengan adanya tegangan bias ini maka transistor akan aktip (saturation) sehingga LED akan menyala. Demikian juga sebaliknya, Pada saat logika pada salah satu pin yang terhubung ke rangkaian di atas adalah rendah (low), maka transistor tidak mendapat tegangan bias dari kaki basis.
Tanpa adanya tegangan bias ini maka transistor tidak akan aktip (saturation) sehingga LED akan mati.
BAB 4