3.1 Rangkaian penerima sinar infra merah 3.1.1 Cara kerja rangkaian
Pada rangkaian ini menggunakan fotodioda yang digunakan sebagai sensor cahaya
untuk mendeteksi tingkat intensitas cahaya. Fotodioda dioperasikan pada bias balik,
dimana fotodioda ini akan memiliki hambatan sekitar 15 - 20 Mohm jika tidak terkena
sinar infra merah, dan hambatannya akan berubah menjadi sekitar 80 - 300 Kohm jika
terkena sinar infra merah tergantung dari besarnya intensitas yang mengenainya.
Semakin besar intensitasnya, maka hambatannya semakin kecil.
`
Gambar 3.1 Rangkaian Penerima sinar infra merah
Pada rangkaian di atas, output dari fotodioda diumpankan ke basis transistor
tipe NPN C945, ini berarti untuk membuat transistor tersebut saturasi maka tegangan
yang keluar dari fotodioda harus lebih besar dari 0,7 volt. Syarat ini akan terpenuhi
jika fotodioda mendapatkan sinar infra merah. Analisanya sebagai berikut:
Jika tidak ada sinar infra merah yang mengenai fotodioda, maka hambatan pada
fotodioda 15 Mohm, sehingga:
2 330.000 5 0,107 1 2 15.000.000 330.000 R Vo xVcc x Volt R R = = = + +
Vout akan diumpankan ke basis dari transistor C945, karena tegangannya hanya 0,107 Volt maka transistor tidak saturasi.
Jika ada sinar infra merah yang mengenai fotodioda, maka hambatan pada fotodioda 300 Kohm, sehingga: 2 330.000 5 2, 619 1 2 300.000 330.000 R Vo xVcc x Volt R R = = = + +
Vout akan diumpankan ke basis transistor C945, karena tegangannya lebih besar dari 0,7 volt yaitu 2,619 Volt maka transistor akan saturasi.
Emiter transistor C945 diinputkan ke Penguat operasional LM 358 untuk diperkuat. LM358 merupakan IC penguat dengan dua Penguat operasional. Pada Penguat operasional pertama tegangan input akan diperkuat sampai maksimal 100 kali penguatan, dimana: Ω = K R AV potensiometer 1
penguatan ini dapat diatur dengan mengatur hambatan pada potensiometer. Output
Penguat operasional pertama akan diperkuat lagi sampai maksimum 100 kali
penguatan. Dengan demikian penguatan dapat diatur sesuai dengan yang dikehendaki.
LED ini akan menyala jika sensor menerima sinar infra merah alam, dan akan mati
jika sensor tidak menerima sinar infra merah alam.
3.1.2 Fungsi rangkaian
Sensor ini berfungsi untuk mendeteksi keadaan terang atau gelap Sensor ini terdiri
dari fotodioda yang dihubungkan ke rangkaian penguat sinyal. Fotodioda memiliki
karakteristik berubahnya nilai hambatannya jika ada sinar infra merah yang
mengenainya. Matahari sendiri memancarkan sinar infra merah yang cukup besar.
Dengan demikian sensor ini dapat mengetahui ada/tidaknya sinar infra merah dari
matahari. Jika terkena sinar matahari, maka hambatan pada fotodioda ini akan
fotodioda ini akan berubah semakin besar. Perubahan inilah yang dijadikan sebagai indikasi keadaan terang atau gelap.
3.2 Rangkaian pengendali motor stepper 3.2.1 Cara kerja rangkaian
Rangkaian ini menggunakan motor stepper dan driver stepper. Motor stepper
berfungsi untuk membuka ventilasi dan driver stepper berfungsi untuk mengendalikan
motor stepper.rangkaian pengendali motor stepper dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 3.2 Rangkaian pengendali motor stepper
Driver ini berfungsi untuk memutar motor stepper 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 stepper tersebut, maka pergerakan motor stepper
sudah dapat dikendalikan oleh mikrokontroler AT89S52.
Rangkaian driver motor stepper ini terdiri dari empat masukan dan empat keluaran, dimana masing-masing masukan dihubungkan dengan mikrokontroler AT89S52 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 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 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 aktif. 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 aktif
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
3.2.2 Fungsi rangkaian
Rangkaian ini berfungsi untuk mengendalikan ventilasi sehingga dengan cara menutup
dan membuka ventilasi, kita dapat mengendalikan tingkat intensitas cahaya yang masuk ke dalam ruangan tersebut. Rangkaian ini menggunakan motor stepper dan
driver stepper. Motor stepper berfungsi untuk membuka ventilasi dan driver stepper berfungsi untuk mengendalikan motor stepper.
3.3 Rangkaian power supplay ( PSA ) 3.3.1 Cara kerja rangkaian
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 F. 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. Transistor PNP TIP 32 disini
berfungsi untuk mensupplai arus 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.
3.3.2 Fungsi rangkaian
Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplai 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 mensupplai tegangan ke seluruh rangkaian,
sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk mensuplai tegangan ke motor stepper.
3.4 Rangkaian Mikrokontroler AT89S52 3.4.1 Cara kerja rangkaian
Pin 31 External Access Enable (EA) diset high (H). Ini dilakukan karena
mikrokontroler AT89S52 tidak menggunakan memori eskternal. Pin 18 dan 19
dihubungkan ke XTAL 12 MHz dan kapasitor 33 pF. XTAL ini akan mempengaruhi
kecepatan mikrokontroler AT89S52 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam
program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif tinggi). Pulsa transisi dari rendah ke
tinggi akan me-reset mikrokontroler 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 mikrokontroler dapat men-trigger 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 resistor 330 ohm dan LED. Ini
dilakukan hanya untuk menguji apakah rangkaian minimum mikrokontroler AT89S52 sudah bekerja atau belum. Dengan memberikan program sederhana pada
bekerja dengan baik atau tidak. Jika LED yang terhubung 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
Gambar 3.4 Rangkaian Mikrokontroler AT89S52
3.4.2 Fungsi rangkaian
Rangkaian ini menggunakan AT89S52 sebagai mikrokontrolernya. Adapun fungsi
dari rangkaian ini adalah sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada dan sebagai pusat pemrosesan data hasil pengukuran intensitas cahaya oleh fotodioda yang
BAB 4
SISTEM RANGKAIAN PENGENDALI INTENSITAS CAHAYA DAN