Relay Heather/ blower Relay kipas Keypad H-Bridge Motor Sensor Lm 35 Display ADC 0804 Mikro AT89S52
Gambar 3.1.1 Diagram Blok Rangkaian
kipas PIPA MOTOR DC BLOW ER / HEATER PLN 30 CM 25 C M 35 CM 31 CM
3.2 Rangkaian 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, sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk mensuplay tegangan ke relay. Rangkaian power supplay ditunjukkan pada gambar 3.2 berikut ini :
Gambar 3.2 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 PSA dinyalakan. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari keluaran 2 buah dioda penyearah.
Dimana perhitungannya IC LM7805 membutuhkan tegangan ±7.5 V dan arus ±100 mA. Jadi dipakai resistor R1 100 Ω, dimana tegangan dari trafo step down sebesar 12 V, namun sebuah diode dapat menurunkan tegangan sekitar 0.6 V. Jadi apabila dioda yang digunakan dua buah maka tegangan dapat diturunkannya adalah 1.2 V. Maka :
Tegangan trafo step down = 12 V – 1.2 V = 10.8 V Sehingga bila dipakai R1 = 100 Ω
I = V/ R = 10.8 V/ 100 Ω = 0.108 A = 108 mA
Untuk menghidupkan LED yang arusnya 1.5 mA dipakai R2, maka : R2 = Vout 7805 = 333.33 Ω
State 1 State 2 State 3 State 4 State 5 State 6 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2
1 Machine Cycle Oscillator
Frequency
3.3 Rangkaian Mikrokontroler AT89S52
Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh system yang ada. Rangkaian mikrokontroler ditunjukkan pada gambar berikut ini:
Gambar.3.3 Rangkaian Mikrokontroller AT89S52
Agar dapat mengekskusi program mikrokontroler membutuhkan pulsa clock. Pulsa ini dapat dihasilkan dengan memasang rangkaian clock. Frekuensi kerja maksimum AT89S52 adalah 33 MHz. Komponen utamanya adalah quartz crystal yang dihhubungkan dengan kapasitor bernilai 33 pF.
Dalam mikrokontroler dikenal istilah Machine Cycle (MC) / siklus mesin, dimana : 1 MC = 6 state = 12 periode clock.
Jika frekuensi crystal yang digunakan adalah 12 Mhz maka : 1 MC =
=
= 1µsUntuk perhitungan resistor pada port 0 memakai resistor 4K7 karena mikrokontroler ada dua kedudukan aktif :
1. Aktif low = 4.5 V – 4.6 V 2. Aktif high = 4.9 V – 5.1 V
Untuk mengatasi tegangan ambang bekisar antara 4.7 V – 4.8 V maka : 4.7 V = 1 mA
4700 Ω
Agar program counter (PC) dapat menunjuk address 000h pada saat awal maka mikrokontroler perlu diriset, caranya adalah dengan memberikan pulsa high pada pin reset selama minimal 2 machine cycle (jika f cystal = 12 MHz maka 2 MC = 2 µs). Setelah itu diberikan pulsa low. Kondisi ini dapat dipenuhi dengan memasang rangkaian RC yang akan mensuplai teganagan Vcc ke pin 9 selama kapasitor mengisi muatan. Konstanta waktu pengisian dapat dihitung dengan mengalikan nilai R dan C. T = R . C = 1K x 10µF = 1 ms
Setelah kapasitor terisi maka pin 9 akan low.
Pin 31 External Access Enable (EA) diset high (H). Ini dilakukan karena mikrokontroller AT89S52 tidak menggunakan memori eskternal.Pin 18 dan 19 dihubungkan ke XTAL 12 MHz dan capasitor 33 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroller AT89S52 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 yan dihubungkan ke port 0 befungsi sebagai pull up( penaik tegangan ) agar output dari mikrokontroller dapat mntrigger transistor. Pin 1 sampai 8 adalah port 1. Pin 21 sampai 28 adalah port 2. Dan Pin 10 sampai 17 adalah port 3. Pin 39 yang merupakan P0.0 dihubungkan dengan sebuah resistor 330 ohm dan sebuah LED. Ini dilakukan hanya untuk menguji apakah rangkaian minimum mikrokontroller AT89S52 sudah bekerja atau belum. Dengan memberikan program sederhana pada mikrokontroller tersebut, dapat diketahui apakah rangkaian minimum tersebut sudah bekerja dengan baik atau tidak. Jika LED yang terhubug ke Pin 39 sudah bekerja sesuai dengan perintah yang diberikan, maka rangkaian minimum tersebut telah siap digunakan. Pin 20 merupakan ground dihubungkan dengan ground pada power supplay. Pin 40 merupakan sumber tegangan positif dihubungkan dengan + 5 volt dari power supplay.
3.4 Rangkaian ADC 0804
Rangkaian ADC ini berfungsi untuk merubah data analog yang dihasilkan oleh sensor suhu menjadi bilangan digital. output dari ADC dihubungkan ke mikrokontroler. Sehingga mikrokontroler dapat mengetahui suhu yang terdapat di dalam ruangan Dengan demikian proses pengukuran suhu dapat dilakukan. Gambar rangkaian ADC ditunjukkan pada gambar di bawah ini:
Gambar 3.4 Rangkaian ADC
Input ADC dihubungkan ke sensor suhu LM35 sehingga setiap perubahan tegangan pada LM35 akan dideteksi oleh ADC. Agar output yang dihasilkan oleh ADC bagus, maka tegangan refrensi ADC harus benar-benar stabil, karena perubahan tegangan refrensi pada ADC akan merubah output ADC tersebut. Oleh sebab itu pada rangkaian ADC di atas tegangan masukan 12 volt dimasukkan ke dalam IC regulator tegangan 9 volt ( 7809) agar keluarannya menjadi 9 volt, kemudian keluaran 9 volt ini dimasukkan kedalam regulator tegangan 5 volt (7805), sehingga keluarannya menjadi 5 volt. Tegangan 5 volt inilah yang menjadi tegangan refrensi ADC.
Dengan demikian walaupun tegangan masukan turun setengahnya, yaitu dari 12 volt menjadi 6 volt, tegangan refrensi ADC tetap 5 volt.
Output dari ADC dihubungkan ke mikrokontroler, sehingga setiap perubahan output ADC yang disebabkan oleh perubahan inputnya akan diketahui oleh mikrokontoler.
3.5 Display Seven Segment
Untuk menampilkan nilai suhu yang dideteksi oleh sensor suhu LM35 diperlukan suatu rangkaian display yang dapat menampilkan nilai suhu tersebut
Rangkaian display yang digunakan untuk menampilkan nilai suhu terlihat pada ganbar berikut:
Gambar rangkaian display seven segment
Gambar.3.5. 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 masuk menjadi keluaran 8 bit data paralel. Rangkaian ini dihubungkan dengan P3.0 dan P3.1 AT89S52. P3.0 merupakan fasilitas khusus pengiriman data serial yang disediakan oleh mikrokontroler AT89S52. 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 1,2 volt. Tegangan ini diturunkan agar umur seven segment lebih tahan lama dan karena tegangan maksimum seven segment adalah 3,8 volt.
3.6 Rangkaian Pengendali Heater
Rangkaian pengendali heater pada alat ini berfungsi untuk memutuskan atau menghubungkan sumber tegangan 12 volt dengan heater. Gambar rangkaian pengendali haeter ini ditunjukkan pada gambar 3.6 berikut ini:
Gambar 3.6 Rangkaian Pengendali Heater
Output dari relay yang satu dihubungkan ke sumber tegangan 12 volt dan yang lainnya dihubungkan ke heater. Hubungan yang digunakan adalah normally close. Prinsip kerja rangkaian ini pada dasarnya memanfaatkan fungsi transistor sebagai saklar elektronik. Tegangan atau sinyal pemicu dari transistor berasal dari mikrokontroler Port 0.1 (P0.1). Pada saat logika pada port 0.1 adalah tinggi (high), maka transistor mendapat tegangan bias dari kaki basis. Dengan adanya tegangan bias ini maka transistor akan aktip (saturation), sehingga adanya arus yang mengalir ke kumparan relay. Hal ini akan menyebabkan saklar pada relay menjadi terbuka, sehingga hubungan sumber tegangan 12 volt ke buzzer akan terhubung dan heater akan menyala. Begitu juga sebaliknya pada saat logika pada P0.1 adalah rendah (low) maka relay tidak dialiri arus. Hal ini akan menyebabkan saklar pada relay terputus, sehingga sumber tegangan 12 volt dengan heater akan terputus dan heater tidak menyala
3.7 Rangkaian Pengendali Motor
Agar dapat membalikkan telur secara otomatis digunakan sebuah motor stepper. Hal ini dilakukan agar panas yang diterima telur dapat diterima secara merata. Pada alat, motor berfungsi sebagai penggerak wadah penampung telur yang akan ditetaskan sehingga apabila motor bergerak maka wadah yang terdapat di atasnya
juga akan bergerak yang menyebabkan posisi telur berubah rangakaian pengendali motor dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 3.7 Rangkaian Pengendali Motor
Driver ini berfungsi untuk memutar motor searah dengan jarum jam atau berlawanan arah dengan jarum jam. Rangkaian ini akan dikendalikan oleh mikrokontroler AT89S52. Jadi dengan memberikan sinyal high secara bergantian ke input dari rangkaian driver motor tersebut, maka pergerakan motor sudah dapat dikendalikan oleh mikrokontroler AT89S52.
Rangkaian driver motor ini terdiri dari empat masukan dan empat keluaran, dimana masing-masing masukan dihubungkan dengan mikrokontroler AT89S52 dan keluarannya dihubungkan ke motor . Rangkaian ini akan bekerja memutar motor jika diberi sinyal high (1) secara bergantian pada ke-4 masukannya.
Rangkaian ini terdairi dari 4 buah transistor NPN TIP 122. Masing-masing transistor dihubungkan ke P0.0, P0.1, P0.2 dan P0.3 pada mikrokontroler AT89S52. Basis dari masing-masing transistor diberi tahanan 10 Kohm untuk membatasi arus yang masuk ke transistor. Kolektor dihubungkan dengan kumparan yang terdapat pada motor , 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, maka motor 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 harus diberikan secara bergantian dengan arah yang berlawanan dengan sebelumnya.
3.8 Perancangan Rangkaian Keypad
Rangkaian Keypad berfungsi sebagai tombol untuk memasukan nilai temperatur yang akan dijaga. Kemudian data yang diketikkan pada keypad akan diterima oleh mikrokontroler AT89S52 untuk kemudian diolah dan diotampilkan pada display seven segmen. Rangkaian keypad ditunjukkan pada gambar berikut ini :
Gambar 3.8 Rangkaian Keypad
Rangkaian keypad yang digunakan adalah rangkaian keypad yang telah ada dipasaran. Keypad ini terdiri dari 16 tombol yang hubungan antara tombol-tombolnya seperti tampak pada gambar di atas. Rangkaian ini dihubungkan ke port 2 mikrokontroler AT89S52.
INPUT NILAI SUHU ? START
SIMPAN NILAI SUHU
ENTER
? CANCEL
OFF MOTOR MENITTIMER ? ON MOTOR ON HEATER KOSONGKAN DISPLAY NILAI SUHU= NILAI INPUT ? OFF HEATER NILAI SUHU > NILAI INPUT OFF KIPAS ON KIPAS YA TIDAK TIDAK TIDAK TIDAK TIDAK TIDAK YA YA YA