BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1. Intensitas Cahaya dan Kuat Penerangan
Intensitas cahaya (I) dengan satuan candela (cd) adalah arus cahaya
dalam lumen yang diemisikan setiap sudut ruang (pada arah tertentu) oleh
sebuah sumber cahaya. Kata candela berasal dari candle (lilin) merupakan satuan
tertua pada teknik penerangan dan diukur berdasarkan intensitas cahaya standar.
Kuat penerangan (E) adalah pernyataan kuantitatif untuk intensitas cahaya (I)
yang menimpa atau sampai pada permukaan bidang. Kuat penerangan disebut
pula tingkat penerangan atau intensitas penerangan. Dengan menganggap sumber
penerangan sebagai titk yang jaraknya (h) dari bidang penerangan, maka kuat
penerangan (E) dalam lux (lx) pada suatu titik pada bidang penerangan
adalah:
=
………...……… 2.12.2 Light Dependent Resistor ( LDR )
Light dependent resistor (LDR) adalah sebuah bahan semikonduktor yang
terbuat dari komponen Cadmium Sulfida atau Silicon. Prinsip kerja LDR adalah
jika ada sebuah cahaya yang mengenai bahan semikonduktor pada LDR maka
cahaya tersebut akan memberikan energi pada semikonduktor yang akan diserap
elektron menjadi lepas dari ikatan dan bebas untuk bergerak dalam LDR. Hal ini
mengakibatkan sejumlah arus besar mengalir dalam semikonduktor. Dengan
demikian resistansi dari Light Dependent Resistor akan berkurang dengan
bertambahnya intensitas cahaya.
LDR (light dependent resistor) merupakan salah satu contoh komponen
pasif dalam kumpulan komponen elektronika. LDR bekerja berdasarkan jumlah
intensitas cahaya yang diterima pada permukaannya. LDR sama fungsi kerjanya
seperti resistor namun nilainya dapat berubah mengikuti cahaya yang diterima.
Jika jumlah cahaya yang diterima banyak, maka nilai hambatannya akan
mengecil, dan begitu pula sebaliknya jika cahaya yang didapat sedikit, maka nilai
hambatannya akan menjadi besar. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar
10MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang.
2.2.1 Karakteristik LDR A. Laju Recovery
Bila sebuah LDR dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan
cahayatertentu kedalam suatu ruangan yang gelap sekali, maka bisa kita
amati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah
resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut
hanya akan bisa mencapai harga dikegelapan setelah mengalami selang
waktu tertentu. dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu.
Harga ini ditulis dalam K Ω /detik. untuk LDR type arus harganya lebih
besar dari 200 K Ω /detik (selama 20 menitpertama mulai dari level cahaya
100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arahsebaliknya, yaitu
pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktukurang
dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai dengan level cahaya 400
lux.
B. Respon Spektral
LDR tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang
gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa
digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, alumunium, baja,
emas, dan perak.Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar
yang paling banyak digunakan karena mempunyai daya hantar yang
baik.Sensor ini sebagai pengindera yang merupakan eleman yang pertama –
tama menerima energi dari media untuk memberi keluaran berupa
perubahan energi.Sensor terdiri berbagai macam jenis serta media yang
panas, cahaya, air, angin, tekanan, dan lain sebagainya. Sedangkan pada
rangkaian ini menggunakan sensor LDR yang menggunakan intensitas
cahaya, selain LDR dioda foto juga menggunakan intensitas cahaya atau
yang peka terhadap cahaya (photo conductivecell).Pada rangkaian
elektronika, sensor harus dapat mengubah bentuk – bentuk energi cahaya ke
energi listrik, sinyal listrik ini harus sebanding dengan besar energi
sumbernya. Gambar 1.2 dibawah ini merupakan karakteristik dari sensor
LDR
Gambar 2.2 Karakteristik LDR (Light Dependent Resistor)
Pada karakteristik diatas dapat dilihat bila cahaya mengenai sensor itu
maka harga tahanan akan berkurang. Perubahan yang dihasilkan ini tergantung
2.3 Mikrokontroller Atmega 8535
Mikrokontroler merupakan sebuah mikroprosessor CPU (Central
Procesing Unit) yang dikombinasikan dengan I/O dan memori ROM (Read Only
Memory) dan RAM (Random Acces Memory). Berbeda dengan mikrokomputer
yang memiliki bagian-bagian tersebut secara terpisah, mikrokontroler
mengkombinasikan bagian tersebut dalam tingkat chip.
Mikrokontroller Atmega 8535 memiliki arsitektur RISC (Reduce Instruction Set
Computing) 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit dan
sebagian instruksi di eksekusi dalam satu siklus clock. Selain itu pada
mikrokontroller atmega 8535 terdapat memori EPROOM (Electrically Erasable
Programmable Read Only Memory) yang berguna untuk menyimpan data saat
tidak ada catu daya sehingga sangat berguna untuk menyimpan informasi seperti
nilai kalibrasi, nomor ID, dan juga Pasword. Oleh karena itu dalam penelitian ini
digunakan mikrokontroller atmega8535 karena selain memiliki fasilitas yang
lengkap, mikrokontroller atmega8535 juga mudah didapat dan harganya
terjangkau.
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
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
2.3.1 Arsitektur Mikrokontroller Atmega 8535
Gambar 2.3 Diagram Blok Mikrokontroler Atmega 8535
Pada gambar 2.3 dapat dilihat blok diagram dari mikrokontroller atmega8535
yang meliputi dari:
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.
2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.
4. CPU yang terdiri atas 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. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
9. Unit interupsi internal dan eksternal.
10. Port antarmuka SPI.
11. Antarmuka komparator analog.
12. Port USART untuk komunikasi serial
2.3.2 Konfigurasi Pin ATMega 8535
Konfigurasi pinATmega8535 dengan kemasan 40 pin DIP (Dual Inline
Package) dapat dilihat pada gambar xxxxxx. Dari gambar di atas dapat
dijelaskan fungsi dari masing-masing pin Atmega8535 sebagai berikut:
1. VCC merupakan pinyang berfungsi sebagai masukan catu daya.
2. GND merukan pin Ground.
3. PortA (PortA0…PortA7) merupakan pin input/outputdua arah dan pin
masukan ADC.
4. PortB (PortB0…PortB7) merupakan pin input/outputdua arah dan dan
5. Port C (PortC0…PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin
fungsi khusus,
6. Port D (PortD0…PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin
fungsi khusus,
7. RESET merupakan pinyang digunakan untuk me-resetmikrokontroler.
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clockeksternal.
9. AVCC merupakan pinmasukan tegangan untuk ADC.
10.AREFF merupakan pinmasukan tegangan referensi ADC.
Gambar 2.4 Konfigurasi Pin ATmega8535 PDIP
Berikut ini penjelasan mengenai konfigurasi pin ATMega8535 sebagai
berikut :
1. Port A
Pin33 sampai dengan pin 40 merupakan pin dari port A. Merupakan 8 bit
directional port I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up
dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction
Register port A (DDRA) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port A
digunakan. Bit-bit DDRA diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port A yang
disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output.
2. Port B
Pin 1 sampai dengan pin 8 merupakan pin dari port B. Merupakan 8 bit
directional port I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up
resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port B dapat memberi arus 20 mA
dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction
Register port B (DDRB) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port B
digunakan. Bit-bit DDRB diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port B yang
disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin
port B juga memiliki fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat
dalam tabel:
Tabel 2.1 Penjelasan pin pada port B
Pin Keterangan
PB.7 SCK (SPI Bus Serial Clock)
PB.6 VISO (SPI Bus Master Input/Slave Output)
PB.5 VOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input)
PB.4 SS (SPI Slave Select Input)
PB.3 AIN1 (Analog Comparator Negative Input)OCC
(Timer/Counter0 Output Compare Match Output)
Interrupt2 Input)
PB.1 T1 (Timer/Counter1 External Counter Input)
PB.0 T0 (Timer/Counter0 External Counter Input)XCK (JSART
External Clock Input/Output)
3. Port C
Pin 22 sampai dengan pin 29 merupakan pin dari port C. Port C sendiri
merupakan port input atau output. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal
pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port C dapat memberi arus
20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction
Register port C (DDRC) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port C
digunakan. Bit-bit DDRC diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port C yang
disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output.
4. Port D
Pin 14 sampai dengan pin 20 merupakan pin dari port D. Merupakan 8 bit
directional port I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up
resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port D dapat memberi arus 20 mA
dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction
Register port D (DDRD) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port D
digunakan. Bit-bit DDRD diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port D yang
disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin
port D juga memiliki fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat
Tabel 2.2 Penjelasan pin pada port D
Pin Keterangan
PD.0 RDX (UART input line)
PD.1 TDX (UART output line)
PD.2 INT0 (external interrupt 0 input)
PD.3 INT1 (external interrupt 1 input)
PD.4 OC1B (Timer/Counter1 output compareB match output)
PD.5 OC1A (Timer/Counter1 output compareA match output)
PD.6 ICP (Timer/Counter1 input capture pin)
PD.7 OC2 (Timer/Counter2 output compare match output)
2.3.3 Peta Memori ATMega 8535
ATMega8535 memiliki dua jenis memori yaitu Data Memori dan
Program Memori ditambah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memori untuk
penyimpan data.
1. Program Memori
ATMEGA 8535 memiliki On-Chip In-Sistem Reprogrammable Flash
Memory untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memori
dibagi menjadi dua bagian, yaitu Boot Flash Section dan Application Flash
Section. Boot Flash Section digunakan untuk menyimpan program Boot
Loader, yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau
Application Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi
yang dibuat user. AVR tidak dapat menjalakan program aplikasi ini sebelum
menjalankan program Boot Loader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat
diprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada
konfigurasi bit di register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka
program pada Application Flash Section juga sudah aman.
2. Data Memori
Gambar berikut menunjukkan peta memori SRAM pada ATMEGA 8535. Terdapat 608 lokasi address data memori. 96 lokasi address digunakan
untuk Register File dan I/O Memori sementara 512 lokasi address lainnya
digunakan untuk internal data SRAM. Register file terdiri dari 32 general
purpose working register, I/O register terdiri dari 64 register.
Gambar 2.5 Peta Memori Data
3. EEPROM Data Memori
ATMEGA 8535 memiliki EEPROM 8 bit sebesar 512 byte untuk
menyimpan data. Loaksinya terpisah dengan sistem address register, data
register dan control register yang dibuat khusus untuk EEPROM. Alamat
EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF.
Gambar 2.6 EEPROM Data Memori 2.3.4 Status Register (SREG) ATMega8535
Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap
operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan
Gambar 2.7 Status Register ATMega 8535
1. Bit 7-I : Global Interrupt Enable
Bit harus diset untuk meng-enable interupsi. Setelah itu anda dapat
mengaktifkan interupsi mana yang akan digunakan dengan cara
meng-enable bit kontrol register yang bersangkutan secara individu. Bit akan
di-clear apabila terjadi suatu interupsi yang dipicu oleh hardware, dan
bit tidak akan mengizinkan terjadinya interupsi, serta akan diset
kembali oleh instruksi RETI.
2. Bit 6-T : Bit Copy Storage
Instruksi BLD dan BST menggunakan bit-T sebagai sumber atau tujuan
dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register GPR dapat disalin ke
bit T menggunakan instruksi BTS, dan sebaliknya bit-T dapat disalin
kembali ke suatu bit dalam register GPR menggunakan instruksi BDL.
3. Bit 5-H : half Carry Flag
4. Bit 4-S : Sigh Bit
Bit-S merupakan hasil operasi EOR antara Flag-N (negatif) dan flag V
(komplemen dua overflow).
5. Bit 3-V : Two’s Complement Overflow Flag
Bit berguna untuk mendukung operasi aritmatika.
Apabila suatu operasi menghasilkan bilangan negatif, maka flag-N akan
di-set.
7. Bit 1-Z : Zero Flag
Bit akan di-set bila hasil operasi yang diperoleh adalah nol.
8. Bit 0-C : Carry Flag
Apabila suatu operasi menghasilkan carry, maka bit akan di-set.
Port I/O pada mikrokontroler ATMega8535 dapat difungsikan sebagai
input ataupun dengan keluaran high atau low. Untuk mengatur fungsi port I/O
sebagai input ataupun output perlu dilakukan setting pada DDR dan Port.
Logika port I/O dapat berubah-ubah dalam program secara byte atau hanya bit
tertentu. Mengubah sebuah keluaran bit I/O dapat dilakukan menggunakan
perintah cbi (clear bit I/O) untuk menghasilkan output low atau perintah sbi
(set bit I/O) untuk menghasilkan output high. Perubahan secara byte dilakukan
dengan perintah in atau out yang menggunakan register bantu.
2.4 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD merupakan suatu jenis penampil (display) yang menggunakan Liquid
Crystal sebagai media refleksinya. LCD juga sering digunakan dalam
perancangan alat yang menggunakan mikrokontroler. LCD dapat berfungsi untuk
menampilkan suatu nilai hasil sensor atau menampilkan menu pada aplikasi
Gambar 2.8 LCD 2 X 16
LCD yang akan digunakan dalam pembuatan alat ini dapat dilihat pada
gambar 2.8 adalah LCD dengan jenis bertipe karakter 2 x 16. LCD yang
digunakan dapat menampilkan karakter 2 baris dengan tiap baris terdri dari 16
karakter. Pada pembuatan alat ini LCD akan digunakan untuk menampilkan nilai
kuat penerang cahaya pada ruang studio gambar.
2.5 IC 4094
IC shift register adalah sebuah komponen elektronik (IC) yang digunakan
untuk memsukkan data secara serial dan mengeluarkan data secara paralel. IC
4094 merupakan IC shift register 8 bit yang memiliki register latch untuk setiap
bit yang berguna untuk memindahkan data dari saluran serial kesaluran paralel
dengan pergeseren bit Q0 sampai bit Q7 menuju output. Output paralel dapat
dihubungkan langsung dengan jalur data umum. Data digeser ketika terjadi
perubahan sinyal clock dari Low ke High, selanjutnya data digeser dari register
geser ke register penyimpanan, kemudian dengan memberikan logika high pada
Gambar 2.11. Diagram fungsi register (Data Sheet IC 4094)
Ada dua serial yang keluar dari IC 4094 yaitu Qs dan Q’s yang disediakan
untuk keperluan penyambungan beberapa IC secara serial. Data tersedia pada Qs
pada pergeseran sinyal clock dari logika low ke logika high untuk memungkinkan
pergeseran dengan kecepatan tinggi dalam keperluan penyambungan beberapa IC
secara serial. Output pada Q’s akan bergeser pada saat sinyal clock berubah dari
logika high ke logika low. Gambar 2.4 menunjukkan posisi dan penamaan pin
Tabel 2.4 Keterangan Pin IC 4094
2.5.1 Cara Kerja Shift register
Data masuk secara serial melalui pin D (1). Pada IC Shift Register ini data masuk baru disimpan setelah terjadi clock jadi cara memasukkan data pada shift
register ini adalah data masuk- clock- data masuk-clock-data masul-clock begitu
seterusnya. Pin OE atau Output Enable digunakan untuk mengaktifkan output
serial maupun output paralel. Logika 1 untuk enable dan logika 0 untuk disable.
QP0 - QP7 adalah output paralel dari shift register ini sedangkan QS1 - QS2
adalah output serial dari shift register ini. Jika menggunakan lebih dari satu IC
Shift Register maka pin data dari IC Shift Register selanjutnya dihubungkan ke
output serial dari IC Shift Register sebelumnya. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat
di timing diagram berikut ini:
2.6 LED (Light Emitting Diode)
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen
elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan
tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan
semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung
pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat
memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering
kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat
elektronik lainnya.Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang
kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat
elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran
filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh
karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah
banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti
lampu tube.
2.6.1 Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)
LED juga merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari
Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua
kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan
memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda
menuju ke Katoda.
LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga
menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam
semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity)
pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan
yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari
Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan
berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang
bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan
melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri
tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat
mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.
2.6.2 Rangkaian Dasar Hidupkan LED (Light Emitting Dioda)
Gambar 2.10 Rangkaian Dasar LED
Besarnya arus maksimum pada LED (Light Emitting Dioda) adalah 20
mA, sehingga nilai resistor harus ditentukan. Dimana besarnya nilai resistor
berbanding lurus dengan besarnya tegangan sumber yang digunakan. Secara
matematis besarnya nilai resistor pembatas arus LED (Light Emitting Dioda)
dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut.
R
=
, ...2.2
R = resistor pembatas arus (Ohm)
Vs = tegangan sumber yang digunakan untuk mensupply tegangan ke LED (volt)
volt = tegangan LED (volt)
0,02 A = arus maksimal LED (20 mA)
2.7 Buzzer
Buzzer adalah suatu alat yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi
sinyal suara. Pada umumnya buzzer digunakan untuk alarm, karena
penggunaannya cukup mudah yaitu dengan memberikan tegangan input maka
buzzer akan mengeluarkan bunyi. adi buzzer juga terdiri dari kumparan yang
terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga
menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar,
tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang
pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma
secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan
suara. Frekuensi suara yang di keluarkan oleh buzzer yaitu antara 1-5 KHz.
2.8 Catu Daya Adaptor
Catu daya berfungsi untuk memberikan suplay tegangan, khususnya ke IC
mikrokontroler Atmega8535, catu daya yang di gunakan adalah 5 Volt dc.
Gambar 2.12 Diagram blok Catu Daya Adaptor
Gambar 2.13 Skema Rangkaian Catu daya
Keterangan :
1. Stepdown (Penurun Tegangan)
Bagian ini berfungsi menurunkan tegangan AC 110/220V menjadi tegangan
AC yang lebih rendah yang diperlukan( 5V, 9V,12V, dll).Bagian ini terdiri dari
sebuah transformer (trafo)
2. Rectifier (Penyearah)
Bagian ini merupakan bagian penyearah arus dari arus AC (bolak-balik)
menjadi arus DC (searah).Bagian ini terdiri dari sebuah dioda silikon ,
germanium , selenium atau Cuprox.
Bagian ini berfungsi untuk menyaring arus DC yang masih berdenyut sehingga
menjadi rata. Komponen yang digunakan yaitu gabungan dari kapasitor
elektrolit dengan resistor atau induktor.
4. Stabilizer(Penstabil)
Bagian ini berfungsi menstabilkan tegangan DC agar tidak terpengaruh oleh
tegangan beban.Komponen ini berupa Dioda Zener atau IC yang didalamnya
berisi rangkaian penstabil.
5. Regulator(Pengatur)
Bagian ini mengatur kestabilan arus yang mengalir ke rangkaian
elektronika.Komponen yang di gunakan merupakan gabungan dari transistor,
resistor dan kapasitor. Ada juga yang di paket berupa sebuah IC seperti
regulator LM7805. Pada gambar 2.13 regulator bekerja dengan cara
mengendalikan arus basis pada transistor melalui dioda zener 5V tipe 1N4736
dan resistor 680 ohm sehingga penguatan tegangan pada output transistor
mengalami penurunan sesuai dengan pengaturan tegangan kemudi pada arus
basis yaitu sebesar 5V. Pada gambar ilustrasi transistor NPN berikut ini,
junction base-emiter diberi bias positif sedangkan base-colector mendapat bias
negatif (reverse bias).
2.9 Energi Listrik
Energi listrik adalah energi utama yang dibutuhkan bagi peralatan listrik.
Energi listrik untuk menggerakkan motor, lampu penerangan, memanaskan,
mendinginkan ataupun untuk menggerakkan kembali suatu peralatan mekanik
Besar energi listrik tersebut dirumuskan sebagai berikut:
W = P x t ... 2.3
Dimana :
W = Energi listrik yang diserap atau dipakai ( W.s)
P = daya ( Watt)
t = waktu ( second )
Daya listrik merupakan perkalian antara tegangan dan arus pada beban.
Berdasarkan keadaan arus dan tegangan yang terdapat pada rangkaian, maka daya
dapat digolongkan dua macam yaitu:
1. Daya dalam rangkaian arus searah.
2. Daya dalam rangkaian arus bolak-balik.
Daya yang terdapat dalam tahanan yang dialiri oleh arus searah (DC) dituliskan
dengan rumus :
P = V × I = = I2 × R ... 2.4
Sedangkan daya pada impedansi yang dialiri arus bolak balik (AC) terdiri dari :
1. Daya Aktif
Daya aktif adalah daya yang terpakai untuk melakukan energi sebenarnya.
Satuan daya aktif adalah Watt.
Daya aktif dinyatakan dengan rumus :
2. Daya Reaktif
Daya reaktif merupakan daya yang terpakai sebagai energi pembangkitan
medan magnetik sehingga timbul fluks magnetik. Satuan daya reaktif
adalah Volt Ampere.
Reaktif (VAR). Daya reaktif dinyatakan dengan rumus :
Q = V× I× Sinφ... 2.6
3. Daya Semu
Daya semu merupakan daya yang diberikan kepada konsumen atau
gabungan penjumlahan trigonometri daya nyata dan daya reaktif. Satuan
daya semu adalah
Volt Ampere (VA). Daya semu dinyatakan dengan rumus :
S = V× I ... 2.7
2.10 Transistor
Transistor adalah komponen elektronika semikonduktor yang berfungsi
sebagai penguat, pemutus dan penyambung (switching), stabilitasi tegangan,
modulasi sinyal dan fungsi lainnya. Berdasarkan polaritas ransistor terbagi
menjadi 2, yaitu transistor tipe PNP dan transistor NPN. Transistor NPN
merupakan transistor positive yang dapat bekerja mengalirkan arus listrik apabila
basis dialiri tegangan arus positif. Sedangkan transistor PNP merupakan transistor
negatif yang dapat bekerja mengalirkan arus apabila basis dialiri tegangan negatif.
Transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu Basis, Kolektor, dan Emitorm seperti
Gambar 2.14 Transistor NPN dan PNP
Transistor dapat difungsikan sebagai saklar elektronika dengan memanfaatkan
dua keadaan transistor yaitu keadaan saturasi (sebagai saklar tertutup) dan
keadaan cut off (sebagai saklar terbuka).
Gambar 2.15 Rangkaian Transistor Sebagai Saklar
Pada saat saturasi maka arus kolektor adalah:
Ic (saturasi) = ... 2.8
Pada saat cut off tegangan kolektor emitter sama dengan tegangan sumber
kolektor dan arus basis mendekati nol.
Vce (cut) = Vcc ...2.9
Untuk mencari arus basis pada keadaan resistor basis terpasang dapat dihitung
dengan persamaan berikut:
Ib = Vbb – Vbe ... 2.11
Rh
Dimana :
Ib = Arus bias base
VBB = Tegangan yang masuk ke titik base
VBE = Tegangan jepit diode junction base-emitor
