6

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Motor DC Brushless

Motor DC Brushless magnet permanen dipasang pada bagian yang

berputar (rotor) dan kumparan dipasang pada stator. Tidak seperti pada motor DC

dengan sikat, motor DC tanpa sikat tidak dapat jalan dengan menghubungkannya

dengan sumber DC. Arus pada rangkaian stator harus disupply pada posisi rotor

yang ditentukan sehingga pada kenyataannya motor dijalankan dengan arus bolak-

balik. Kumparan medan stator diberi medan magnet berputar dari pemberian

tegangan yang berurutan. Arus disuplai dengan encoder komutasi dalam merespon

sinyal dari optik atau sensor efek hall untuk menggantikan komutasi mekanik.

Dengan demikan bisa dihilangkan rugi-rugi gesek sikat dan komutator.

Motor DC tanpa sikat magnet permanen banyak digunakan pada sistem servo dan

robot. Motor tersebut mempunyai efisiensi tinggi, umur pemakaian lama, tingkat

kebisingan suara rendah, dan pemakaian daya rendah. Motor DC tanpa sikat

bukan motor stepper. Motor ini mempunyai putaran yang halus dan kontinyu

seperti motor DC magnet permanen konvensional, dan tidak ada penahanan

”fixed-steps” seperti pada motor stepper. (Affan, 2003)

Gambar 2.1 Motor DC Tanpa Sikat Magnet Permanen

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

2.1.1 Bagian – bagian motor DC Brushless

1. Rotor

Rotor adalah bagian pada motor yang berputar karena adanya gaya

elektromagnetik dari stator, dimana pada motor DC brushless bagian Rotor-nya

berbeda dengan Rotor pada motor DC konvensional yang hanya tersusun dari 1

buah elektro-magnet yang berada diantara brushes (sikat) yang terhubung pada 2

buah elektroda yang terangkai ke suplai DC. Pada motor DC brushless bagian

rotornya tersusun dari sedikitnya 2 hingga 8 pasang kutub magnet permanen

berbentuk persegi panjang yang saling direkatkan menggunakan semacam

”epoxy” dan tidak ada brushes-nya.

Gambar 2.2 Rotor Motor DC Brushless

2. Stator

Stator adalah bagian pada motor yang diam/statis dimana fungsinya adalah

sebagai medan putar motor untuk memberikan gaya elektro magnetik pada rotor

sehingga motor dapat berputar. Pada motor DC brushless statornya terdiri dari 12

belitan (elektro-magnet) yang bekerja secara elektromagnetik dimana stator pada

motor DC

brushless terhubung dengan 3 buah kabel untuk disambungkan pada rangkaian

kontrol sedangkan pada motor DC konvensional stator-nya terdiri dari 2 buah

kutub magnet permanen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

Gambar 2.3 Stator Motor DC Brushless

Belitan stator pada motor DC brushless terdiri dari 2 jenis, yaitu belitan

stator jenis trapezoidal dan jenis sinusoidal. Yang menjadi dasar perbedaan kedua

jenis belitan stator tersebut terletak pada hubungan antara koil dan belitan stator

yang bertujuan untuk memberikan EMF (Electro Motive Force) balik yang

berbeda. EMF balik sendiri adalah tegangan balik yang dihasilkan oleh belitan

motor BLDC ketika motor BLDC tersebut berputar yang memiliki polaritas

tegangan berlawanan arahnya dengan tegangan sumber yang dibangkitkan.

Besarnya EMF balik dipengaruhi oleh kecepatan sudut putaran motor (ω), medan

magnet yang dihasilkan rotor (B), dan banyaknya lilitan pada belitan stator (N)

sehingga besarnya EMF balik dapat dihitung dengan persamaan :

EMF balik = B.N.l.r. ω .................................................................. (persamaan 2.3)

dimana :

B= Kerapatan medan magnet yang dihasilkan rotor (Tesla)

N= Banyaknya lilitan pada belitan stator per phasa

l= Panjangnya batang rotor (m)

r= Jari-jari dalam motor(m)

ω= Kecepatan sudut putaran motor (rad) (dimana ω = 2πf )

Karena berbanding lurus dengan faktor-faktor lain yang mempengaruhi torsi maka

kenaikan dan penurunan arus sangat berpengaruh pada besarnya torsi yang

dihasilkan motor BLDC.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

Gambar 2.4 EMF balik trapezoidal yang dihasilkan oleh BLDC motor

(sumber : microchip AN885 ”BLDC motor Fundamental”)

3. Axle

Axle atau sumbu adalah batang yang berfungsi sebagai sumbu putar motor,

terpusat pada rotor dan dirangkai bersama rotor.

4. Sensor Hall

Tidak seperti motor DC brushed komutasi dari motor DC bruhless diatur secara

elektronik. agar motor dapat berputar, stator harus di-energize secara berurutan

dan teratur. Sensor Hall inilah yang berperan dalam mendeteksi pada bagian rotor

mana yang ter-energize oleh fluks magnet sehingga proses komutasi yang berbeda

(6 step komutasi) dapat dilakukan oleh stator dengan tepat karena sensor Hall ini

dipasang menempel pada stator.

Gambar 2.5 Posisi Penempatan Sensor Hall

Hall sensor ini ditempatkan setiap 120 derajat pada jarak antar kutub stator hal ini

bertujuan agar deteksi terhadap vektor fluks stator yang dihasilkan akurat

sehingga setiap perpindahan komutasi, arus yang mengalir tetap terjaga konstan

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

pada setiap phasa. Prinsip kerja Hall sensor sendiri membutuhkan arus yang

mengalir terus jika ingin digunakan sebagai pendeteksi fluks magnet

5. Pengendali

Pengendali pada motor DC brushless berperan sangat penting dan dapat dikatakan

sebagai penunjang utama operasi motor DC brushless karena motor DC brushless

membutuhkan suatu trigger pulsa yang masuk ke bagian elektromagnetik (stator)

motor DC brushless untuk memberikan pengaturan besarnya arus yang mengalir

sehingga putaran motor dapat diatur secara akurat. (Prama, 2011)

2.1.2 Hukum Tarik-Menarik Dan Tolak Menolak Magnet

Pada sebuah magnet sebenarnya merupakan kumpulan jutaan magnet

ukuran mikroskopik yang teratur satu dan lainnya. Kutub utara dan kutub selatan

magnet posisinya teratur. Secara keseluruhan kekuatan magnetnya menjadi besar.

Logam besi bisa menjadi magnet secara permanen (tetap) atau bersifat megnet

sementara dengan cara induksi elektromagnetik. Tetapi ada beberapa logam yang

tidak bisa menjadi magnet, misalnya tembaga dan aluminium, dan logam tersebut

dinamakan diamagnetik.

Bumi merupakan magnet alam raksasa, dapat dibuktikan dengan alat yang

dinamakan kompas, dimana jarum penunjuk pada kompas akan menunjukkan arah

utara dan selatan bumi kita. Karena sekeliling bumi sebenarnya dilingkupi garis

gaya magnet yang tidak tampak oleh mata kita tapi bisa diamati dengan kompas

keberadaannya.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

Gambar 2.6 Pola Garis Medan Magnet Permanen.

Batang magnet memancarkan garis gaya magnet yang melingkupi dengan arah

dari utara ke selatan. Pembuktian sederhana dilakukan dengan menempatkan

batang magnet diatas selembar kertas, kemudian diatas kertas tersebut ditaburkan

serbuk halus besi secara merata, yang terjadi adalah bentuk garis-garis dengan

pola melengkung oval diujung-ujung kutub. Ujung kutub utara-selatan muncul

pola garis gaya yang kuat. Daerah netral pola garis gaya magnetnya lemah.

Bagian netral magnet artinya tidak memiliki kekuatan magnet. Untuk

membuktikan bahwa daerah netral tidak memiliki kekuatan magnet. Ambil

beberapa sekrup besi, amatilah tampak sekrup besi akan menempel baik diujung

kutub utara maupun ujung kutub selatan. Daerah netral dibagian tengah sekrup

tidak akan menempel sama sekali, dan sekrup akan terjatuh.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

Gambar 2.7 Daerah Netral Pada Magnet Permanen.

Mengapa besi biasa berbeda logam magnet ? Pada besi biasa sebenarnya terdapat

kumpulan magnet-magnet dalam ukuran mikroskopik, tetapi posisi masing-

masing magnet tidak beraturan satu dengan lainnya sehingga saling

menghilangkan sifat kemagnetannya.

Gambar 2.8 Perbedaan Besi Biasa Dan Magnet Permanen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

Arah garis gaya magnet dengan pola garis melengkung mengalir dari arah kutub

utara menuju kutub selatan. Didalam batang magnet sendiri garis gaya mengalir

sebaliknya, yaitu dari kutub selatan ke kutub utara. Didaerah netral tidak ada garis

gaya diluar batang magnet. Pembuktian secara visual garis gaya magnet untuk

sifat tarik menarik pada kutub berbeda dan sifat tolak-menolak pada kutub sejenis

dengan menggunakan magnet dan serbuk halus besi. Tampak jelas kutub sejenis

utara-utara garis gaya saling menolak satu dan lainnya. Pada kutub yang berbeda

utara-selatan, garis gaya magnet memiliki pola tarik menarik. Sifat saling tarik

menarik dan tolak menolak magnet menjadi dasar bekerjanya motor listrik.

Gambar 2.9 Pola Garis Medan Magnet Tolak-Menolak

Gambar 2.10 Pola Garis Medan Magnet Tarik-Menarik.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

Gambar 2.11 Garis medan magnet Utara-Selatan.

Untuk mendapatkan garis gaya magnet yang merata disetiap titik

permukaan maka ada dua bentuk yang mendasari rancangan mesin listrik. Bentuk

datar (flat) akan menghasilkan garis gaya merata setiap titik permukaannya.

Bentuk melingkar (radial), juga menghasilkan garis gaya yang merata setiap titik

permukaannya.

Gambar 2.12 Garis gaya magnet pada permukaan rata dan silinder.

(Sumber : Induksi Magnet, Suroso, 2009)

2.1.3 Prinsip Kerja Motor DC Brushless

Berbeda dengan motor DC konvensional yang prinsip kerjanya

menggunkan hukum lorensz, pada motor DC brushless menggunakan hukum

magnet. Hukum magnet akan berkerja untuk saling tarik-menarik apabila

kutubnya berbeda, dan akan bekerja untuk saling tolak-menolak apabila kutubnya

sama. Pada motor DC kumparan medan yang dialiri arus listrik akan

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

menghasilkan medan magnet yang melingkupi kumparan jangkar dengan arah

tertentu. Converter energi baik energi listrik menjadi energi mekanik (motor)

maupun sebaliknya dari energi mekanik menjadi energi listrik (generator)

berlangsung melalui medium medan magnet. Energi yang akan diubah dari suatu

sistem ke sistem yang lain sementara akan tersimpan pada medium medan magnet

untuk kemudian akan dilepaskan menjadi energi sistem lainnya. Dengan

demikian, medan magnet disini selain tempat untuk penyimpanan energi

sementara. (Isnaeni, 2005)

Pada dasarnya prinsip kerja motor DC brushless hampir sama dengan

prinsip kerja motor DC brushed hanya saja pada motor DC brushless bagian

statornya diubah menjadi elektro magnet sedangkan bagian rotornya menjadi

permanen magnet. Secara elektronik, motor DC brushless dioperasikan sama

seperti motor DC konvensional, hanya saja switching supply arusnya

menggunakan rangkaian solid state. Kumparan medan diberikan energi dalam

urutan medan magnitnya. Posisi rotor dideteksi dengan solid state light emitter

dan sensor, piranti hall atau piranti yang lainnya. Sinyal feedback dari sensor

dikembalikan ke kontrol unit yang akan meng-ON-kan MOSFET, yang akan

diterusakan ke kumparan medan stator secara sekuensial. Untuk mendeteksi posisi

sudut digunakan hall effect dan sensor optik. Hall effect juga beperan untuk

mendeteksi magnitud dan polaritas medan magnit.

Gambar 2.13 Posisi Swiching Q1-Q6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

Motor BLDC digerakan oleh tegangan phasa yang bergantian. Pada posisi

300

– 900 yang diberi tegangan adalah phasa U, phasa V dihubungkan dengan

kutub negatif baterai, sedangkan phasa W tidak bekerja. Dari 900 - 150

0 phasa

yang diberi tegangan adalah phasa U. Phasa W terhubung dengan negatif baterai

sedangkan phasa V tidak bekerja. Dilanjutkan pada 1500 - 210

0, pada saat ini yang

diberi tegangan adalah phasa V. Sedangkan W terhubung dengan kutub negatif

baterai, dan U tidak bekerja. Pada posisi 2100 - 270

0 phasa V diberi tegangan, U

negatif, dan W tidak bekerja, pada posisi 2700 – 330

0 phasa W di beri tegangan, U

negatif dan phasa V tidak bekerja. Lalu di lanjutkan dengan phasa W yang

bekerja, V negatif dan U tidak bekerja pada 3300 - 30

0.

Gambar 2.14 Tegangan Yang Diberikan Ke Motor BLDC 3 Fasa

Tabel 2.1 Urutan Pembacaan Sensor Hall

Sensor Hall Phase Switches

101 U-V Q1;Q4

001 U-W Q1-Q6

011 V-W Q3-Q6

010 V-U Q3-Q2

110 W-U Q5-Q2

100 W-V Q5-Q4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

Melihat prinsip kerja motor DC brushless dan cara kerja sistem half bridge

pada proses peng-energize-an koil motor DC brushless maka cara kerja putaran

motor DC brushless sekarang dapat kita gambarkan, skema cara kerja putaran

motor DC brushless adalah sebagai berikut :

Gambar 2.15 Posisi Komutasi Step 1 Dan 2

Komutasi menghasilkan medan putar. Pada step 1, phasa U dihubungkan

ke kutub positif pada bus motor DC brushless Q1, lalu phasa V dihubungkan ke

ground netral (kutub negative baterai) melalui Q4, untuk phasa W tidak ter-

energize/tidak terhubung , 2 buah vektor fluks dihasilkan oleh phasa U (panah

merah) dan phasa V (panah biru). Jumlah kedua vektor tersebut menghasilkan

vektor fluks pada stator (panah hijau) dimana rotor akan berusaha mengikuti arah

fluks stator tersebut. Pada kondisi ini motor sedang standby untuk berputar, ketika

posisi rotor sudah mencapai posisi tertentu yang diberikan, maka nilai pernyataan

logika pada Hall sensor berubah dari “101” ke “001” dan pola tegangan baru

tercipta pada motor DC brushless (BLDC) dimana phasa V sekarang tidak ter-

energize/tidak terhubung tetapi phasa W yang sekarang terhubung ke netral

ground (Q6) dimana posisi vector fluks stator (panah hijau) sekarang berada pada

posisi yang ditunjukan gambar step 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

Gambar 2.16 Posisi Komutasi Step 3 Dan 4

kita sekarang dapat menentukan switch (Q) mana saja yang aktif ketika

phasa tertentu yang ter-energize sehingga arah putaran rotor dapat terlihat. Pada

step 3 phasa yang aktif adalah W-V dan posisi vector fluks stator berada pada

posisi tersebut, lanjut ke step 4 phasa yang aktif adalah U-V dan rotor terus

berputar kearah fluks stator pada step 4.

(sumber : AVR194 “BLDC motor control using ATmega32M1”)

Gambar 2.17 Posisi Komutasi Step 5 Dan 6

Pada gambar step 5 dan step 6 terlihat phasa lain lagi yang ter-energize

dan arah putaran rotor terus mengikuti arah vektor fluks stator yang dihasilkan

dan selanjutnya proses putaran kembali lagi ke step 1. Itulah 6 langkah (step)

putaran elektris motor BLDC untuk melakukan 1 putaran penuh mekanis motor

BLDC.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

Tabel 2.2 Urutan Komutasi 1 Putaran Penuh

URUTAN HALL 1 PUTARAN PENUH

STEP LOGIKA HALL PHASA TERHUBUNG KE MELALUI

1 101

U + Q1

V GND Q4

W tdk terenergize -

2 001

U + Q1

V tdk terenergize -

W GND Q6

3 011

U tdk terenergize -

V + Q3

W GND Q6

4 010

U GND Q2

V + Q3

W tdk terenergize -

5 110

U GND Q2

V tdk terenergize -

W + Q5

6 100

U tdk terenergize -

V GND Q4

W + Q5

2.1.4 Keunggulan motor DC brushless

1. Tidak memiliki rugi-rugi sikat

2. Tidak adanya mechanical noise

3. Dengan posisi electromagnet dibagian stator maka pendinginan motor

menjadi lebih mudah

4. Jumlah electromagnet di stator dapat sebanyak mungkin untuk

mendapatkan control yang lebih akurat

5. Karena tidak memiliki sikat sehingga menyebabkan tidak adanya percikan

api sehingga dapat digunakan pada operasi di daerah berbahaya dan

dengan produk yang mudah terbakar

(wisnu, 2005)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

2.1.5 Kerugian motor DC brushless

Harga relatif mahal

Sulit diperbaiki apabila telah rusak

Harus memiliki perangkat control

(Sumber : Motor DC brushless, Jamaludin, 2000)

2.2 Mikrokontroler

Pada zaman modern ini, rangkaian kendali semakin banyak dibutuhkan

untuk mengendalikan berbagai peralatan yang digunakan manusia dalam

kehidupan sehari-hari. Dari rangkaian kendali inilah akan tercipta suatu alat yang

dapat mengendalikan sesuatu. Rangkaian kendali adalah rangkaian yang

dirancang sedemikian rupa sehingga dapat melakukan fungsi-fungsi pengaturan

tertentu sesuai dengan kebutuhan.

Secara sederhana mikrokontroler merupakan suatu IC yang didalamnya

berisi CPU, ROM, RAM dan I/O. Dengan adanya CPU tersebut maka

mikrokontroler dapat melakukan proses “berfikir” berdasarkan program yang

telah diberkan kepadanya. Mikrokontroler banyak ditemukan pada peralatan

elektronik yang serba otomatis. Misalnya mesin cuci otomatis, microwave oven

dan mesin fotocopy. Mikrokontroler digunakan sebagai pusat pengontrol

peralatan-peralatan elektronik tersebut.

Mikrokontroler merupakan sebuah sistem komputer yang mempunyai satu

atau beberapa tugas yang sangat spesifik. Berbeda dengan personal komputer

yang memiliki beragam fungsi.

Mikrokontroler dapat dikelompokan dalam satu keluarga, masing-masing

mikrokontroler memiliki spesifikasi tersendiri namun cocok dalam

pemogramannya.

Contoh dari keluarga mikrokontroler :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

1. Keluarga MCS-51

2. Keluarga MC68HC05

3. Keluarga MC68HC11

4. Keluarga AVR

5. Keluarga PIC 8

Bermula dari di buatnya IC (Integrated Circuit). Selain IC, alat yang dapat

berfungsi sebagai kendali adalah alat chip berisikan rangkaian elektronika yang

dapat dibuat artikel silicon yang mampu melakukan proses logika. Chip berfungsi

sebagai media penyimpanan program dan data, karena pada sebuah chip tersedia

RAM (Random Access Memory) dimana data dan program ini digunakan oleh

logic chip dalam menjalankan prosesnya.

Mikrokontroler yang sering dijumpai di Indonesia adalah buatan ATMEL.

Entah itu keluarga 8051 ataupun AVR. Perbedaan yang mencolok dari keduannya

adalah kecepatan melaksanakan intruksi. Mikrokontroler AVR telah mendukung

MIPS (million intruksion per second / satu juta intruksi tiap detik) sedangkan

8051 memerlukan 12 clock untuk menyelesaikan satu perintah.

Mikrocontroler AVR terbagi menjadi 3 kelompok :

1.Tiny AVR

2. Mega AVR

3.xMega AVR

Chip sering diidentifikasikan dengan kata mikroprossesor. Mikroprossesor

adalah bagian dari CPU (Central Processor Unit) yang terdapat pada komputer

tanpa adanya memori dan I/O yang dibutuhkan oleh sebuah system yang lengkap.

Selain mikroprosessor ada dua buah chip lagi yang dikenal dengan nama

mikrokomputer. Berbeda dengan mikroprosessor, pada mikrokomputer ini telah

tersedia I/O dan memori.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

Dengan kemajuan teknologi dan perkembangn chip yang pesat sehingga

saat ini didalam sekeping chip terdapat CPU memori dan kontrol I/O. Chip jenis

ini sering disebut mikrokontroler

Perbedaan lain antara mikrokontroler dengan komputer adalah

perbandingan ROM (Read Only Memory) dan RAM (Random Akses Memory)

yang sangat besar antara mikrokontroler dan komputer. Dalam mikrokontroler

ROM (Read Only Memory) jauh lebih besar dibandingkan dengan RAM (Random

Akses Memory), sedangkan dalam computer atau PC, RAM (Random Akses

Memory) jauh lebih besar dibandingkan dengan ROM (Read Only Memory).

Mikrokontroller memiliki kemampuan untuk mengolah serta memproses data

sekaligus juga dapat digunakan sebagai unit kendali, maka dengan sekeping chip

yaitu mikrokontroler kita dapat mengendalikan suatu alat.

Pada dasarnya terdapat perbedaan sangat mencolok antara mikrokontroler,

mikroprosesor serta mikrokomputer yaitu pada aplikasinya, Karena

mikrokontroler hanya dapat digunakan pada aplikasi tertentu saja. Kelebihan

lainnya terletak pada RAM (Random Akses Memory) dan ROM (Read Only

Memory). Sehingga ukuran board mikrokontroler menjadi sangat ringkas atau

kecil, dari perbedaan kelebihannya pemakaian mikrokontroller dengan

mikroprosesor yaitu pada mikrokontroler sudah terdapat RAM dan peralatan I/O

pendukung sehingga tidak perlu lagi menambahnya lagi. Pada dasarnya struktur

dari mikroprosesor memiliki kemiripan dengan mikrokontroler.

Tiap mikrokontroller memiliki fungsi yang berbeda walaupun masih

dalam satu kelompok (misalnya sesame ATtiny / ATmega / ATxmega). Fungsi-

fungsi special yang biasanya tersedia dalam sebuah mikrokontroler adalah :

– Komunikasi : UART, I2C, SPI

– Analog to digital converter (ADC)

– Timer, counter

– Interrupt

– Comparator

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

Gambar 2.18 Blok Mikrocontroller Secara Umum

Penjelasan masing-masing blok:

1.CPU (Central Processor Unit)

CPU adalah suatu unit pengolahan pusat yang terdiri atas 2 bagian yaitu

unit pengendali (Control Unit) dan unit logika (Arithmetic Logic Unit).

Disamping itu, CPU mempunyai beberapa simpanan yang berukuran kecil yang

disebut dengan register. Adapun fungsi utama dari unit pengendali ini adalah

mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada sistem komputer

dan juga dapat mengatur kapan alat input menerima data dan kapan data diolah

serta ditampilkan pada alat output. Sedangkan unit logika berfungsi untuk

melakukan semua perhitungan aritmatika yang terjadi sesuai dengan intruksi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

program dan dapat juga melakukan keputusan dari operasi logika atau

pengambilan keputusan sesuai dengan intruksi yang diberikan padanya.

2. Bus Alamat

Bus alamat berfungsi sebagai sejumlah lintasan saluran pengalamatan

antara alamat dengan sebuah komputer. Pengalamatan ini harus ditentukan

terlebih dahulu untuk menghindari terjadinya kesalahan pengiriman sebuah

instruksi dan terjadinya bentrik antara dua buah alat yang bekerja secara

bersamaan

3. Bus Data

Bus data merupakan lintasan saluran keluar masuknya data dalam suatu

mikrokontroler. Pada umumnya saluran data yang masuk sama dengan saluran

data yang keluar.

4. Bus Control

Bus kontrol atau bus kendali ini berfungsi untuk menyerempakan operasi

mikrokontroler dengan operasi rangkaian luar.

5. Memori

Untuk menyimpan data atau program. Ada beberapa jenis memory,

diataranya ROM (Read Only Memory) dan RAM (Random Akses Memory) serta

ada tingkat memori, diantarannya adalah registrasi internal, memori utama dan

memori masal. Registrasi internal adalah memori yang terdapat di dalam ALU

(Arithmetic Logic Unit). Memori utama adalah memori yang ada pada suatu

sistem , waktu aksesnya lebih lambat dibandingkan register internal. Sedangkan

memori masal dipakai untuk menyimpan berkapasitas tinggi, yang biasanya

berbentuk disket, pita magnetic atau kaset.

6. RAM (Random akses memory)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

RAM (Random akses memory) adalah memori yang dapat dibaca atau

ditulis. Data dalam RAM bersifat votatile dimana isinya akan hilang begitu IC

kehilangan catu daya, karena bersifat yang demikian RAM hanya digunakan

untuk menyimpan data pada saat program bekerja.

7. ROM (Read Only Memori)

ROM (Read Only Memory) merupakan memori yang hanya dapat dibaca

isinya tidak dapat berubah apabila IC telah kehilangan catu daya. ROM dipakai

untuk menyimpan program, pada saat di reset maka mikrokontroler akan langsung

bekerja dengan program yang terdapat didalam ROM tersebut. Ada berbagai jenis

ROM antara ROM murni, PROM (Programmable Read Only Memory), EPROM

(Erasable Programmable Read Only Memory), yang paling banyak digunakan

diantaranya tipe-tipe diatas adalah EPROM yang dapat diprogram ulang dan dapat

juga dihapus dengan sinar ultraviolet.

8. Input/Output

Setiap sistem komputer memerlukan sistem input dan output yang

merupakan media keluar data dari dank e computer. Contoh peralatan I/O yang

umum terhubung dengan sebuah computer seperti keybaoard, mouse, monitor,

sensor printed, LED, dll

9. Clock

Clock atau pewaktu berfungsi memberikan referensi waktu dan

sinkronisasi antar elemen (Jimmy Andrianto, ST, 2012)

2.3 Mikrokontroller Atmega 16

Mikrokontroler merupakan sistem komputer kecil yang biasa digunakan

untuk sistem pengendali atau pengontrol yang di program sesuai kebutuhan. Pada

perancangan alat ini, mikrokontroler difungsikan sebagai counter atau pencacah

sekaligus pengendali rangkaian driver. Dasar pembuatan sistem atau alat ini

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

adalah menggunakan bantuan mikrokontroler. Hal tersebut dikarenakan lebih

praktis dan lebih mudah dalam pembuatan rangkaianya.

Atmega 16 hanya memiliki 4 chanel PWM, berbeda dengan Atmega 168

yang memiliki 6 chanel PWM. I/O yang dimiliki Atmega 16 dan 168 pun berbeda,

atmega 168 memiliki 28 I/O sedangkan atmega 16 memiliki 40 I/O yang

memungkinkan untuk pemasangan LCD dan lain-lain. Untuk menggerakan 6 buah

MOSFET seharusnya atmega 16 tidak bisa karena kekurangan 2 chanel PWM.

Tetapi dapat di siasati dengan rangkaian AND PWM yang berguna untuk

mendistribusikan PWM. Dengan rangkaian AND PWM jadi hanya di butuhkan 1

chanel PWM untuk mengerakan 6 buah MOSFET.

Mikrokontroler yang digunakan pada alat ini adalah jenis ATmega 16

merupakan produksi dari ATMEL, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction

Set Computer). Hampir semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock.

ATMega 16 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat

desainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya versus kecepatan proses.

Berikut kemampuan dari mikrokontroler ATMega 16 antara lain:

1. Advance RISC Architecture

130 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution

32 x 8 General Purpose Fully Static Operation

Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz

On-chip 2-cycle Multiplier

2. Nonvolatile Program and Data Memories

8K Bytes of In-System Self-Programmable Flash

Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits

512 Bytes EEPROM

512 Bytes Internal SRAM

Programming Lock for Software Security

3. Peripheral Features

Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Mode

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare

Modes

One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, and

Capture Mode

Real Time Counter with Separate Oscillator

Four PWM Channels

8-channel, 10-bit ADC

Byte-oriented Two-wire Serial Interface

Programmabel Serial USART

4. Special Microcontroller Features

Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection

Internal Calibrated RC Oscillator

External and Internal Interrupt Sources

Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-

down, Standby and Extended Standby

5. I/O and Package

32 Programmable I/O Lines

40-pin PDIP, 44-lead TQFP, 44-lead PLCC, and 44-pad MLF

6. Operating Voltages

2.7 - 5.5V for Atmega16L

4.5 - 5.5V for Atmega16

(www.atmel.com.Datasheet AVR Atmega16)

Bentuk dari kaki IC (integrated Circuits) ATMega 16 dapat dilihat pada gambar

2.29. Pada ATMega 16 ini mempunyai 40 kaki, 32 kaki diantaranya adalah kaki

keperluan port pararel. Satu port pararel terdiri atas 8 kaki, dengna demikian 32

kakli tersebut membentuk 4 buah port pararel. Masing-masing port tersebut

dikenal sebagai port A, port B, port C dan port D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

.

Gambar 2.19 Susunan Kaki-Kaki Mikrokontroler ATMega 16

(www.atmel.com.DatasheetAVRATMega16)

Tabel 2.3 Deskripsi Pin Atmega 16

PIN KETERANGAN

Pin

1-8

Port B, merupakan Port I/O 8-bit dua arah (bi-directional) dengan resistor pull-up

internal. Selain sebagai Port I/O 8-bit Port B juga dapat difungsikan secara individu

sebagai berikut :

PB7 : SCK (SPI Bus Serial Clock)

PB6 : MISO (SPI Bus Master Input /Slave Output)

PB5 : MOSI (SPI Bus Master Output /slave)

PB4 : SS (SPI Slave Select Input)

PB3 : AIN1 (Analog Comparator Negatif input)

OC0 (Output Compare Timer /Counter 0)

PB2 : AIN0 (Analog Comparator Positif input)

INT2 (External Interrupt 2 input)

PB1 : T1 (Timer/Counter 1 External Counter Input)

PB0 : T0 (Timer/Counter 0 External Counter Input)

XCK (USART External Clock Input/Output)

9

RESET, merupakan pin reset yang akan bekerja bila diberi pulsa rendah (aktif low)

selama minimal 1,5 us.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

10 VCC, Catu daya digtal

11 GND, Ground untuk catu daya digital

12 XTAL2, Merupakan output dari penguat osilator pembalik.

13 XTAL1, Merupakan input ke penguat osilator pembalik dan input ke internal clock.

Port D, merupakan Port I/O 8-bit dua arah (bi-directional) dengan resistor pull-up

internal. Selain sebagai Port I/O 8-bit Port D juga dapat difungsikan secara individu

sebagai berikut :

PD7 : OC2 (Output Compare Timer /Counter 2)

PD6 : ICPI (Timer/Counter 1 Input Capture)

PD5 : OC1A (Output Compare A Timer /Counter 1)

PD4 : OC1B (Output Compare B Timer /Counter 1)

PD3 : INT1 (External Interrupt 1 Input)

PD2 : INT0 (External Interrupt 0 Input)

PD1 : TXD (USART transmit)

PD0 : RXD (USART receiver)

22-

29

Port C, merupakan Port I/O 8-bit dua arah (bi-directional) dengan resistor pull-up

internal. Selain sebagai Port I/O 8-bit 4 bit Port C juga dapat difungsikan secara individu

sebagai berikut :

PC7 : TOSC2 (Timer Oscilator 2)

PC6 : TOSC2 (Timer Oscilator 1)

PC1 : SDA (Serial Data /Output, I2C)

PC0 : SCL (Serial Clock, I2C)

30 AVCC, merupakan catu daya yang digunakan untuk masukan analaog ADC yang

terhubung ke Port A.

31 GND, Ground untuk catu daya analog.

32 AREF, merupakan tegangan referensi analog untuk ADC.

33-

40

Port A, merupakan Port I/O 8-bit dua arah (bi-directional) dengan resistor pull-up

internal. Selain sebagai Port I/O 8-bit Port A juga dapat berfungsi sebagai masukan 8

channel ADC.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

2.4 Analog to Digital Converter (ADC)

Analog to Digital Converter (ADC) adalah sebuah piranti yang dirancang

untuk mengubah sinyal-sinyal analog menjadi sinyal-sinyal digital. Tegangan

analog yang tidak diketahui dimasukan kedalam pengubah A/D, dan akan muncul

keluaran biner yang bersangkutan. Keluaran biner tersebut akan berbading lurus

dengan masukan analog.

Aplikasi ADC dapat dilihat pada voltmeter digital, sampling suara dengan

komputer, rekaman suara dalam disket, dan kamera digital. Konsep pengubah

analog ke digital ini disebut sampling ( mengambil contoh dalam waktu tertentu)

kemudian keluarannya berupa bilangan digital dengan batas yang sudah diberikan.

Beberapa karakteristik penting ADC:

1. Waktu konversi

2. Resolusi

3. Ketidaklinieran

4. Akurasi

Resolusi ADC menentukan ketelitian nilai hasil konversi ADC. Sebagai

contoh: ADC 8 bit akan memiliki output 8 bit data digital, ini berarti sinyal input

dapat dinyatakan dalam 255 (2n-1) nilai diskrit. Pada Atmega 16 port A

merupakan port ADC, memiliki 10 bit output data digital dengan tegangan

referensi maksimum 5 volt, ini berarti sinyal input dapat dinyatakan dalam 1023

nilai diskrit. Dari contoh diatas ADC 10 bit akan memberikan ketelitian nilai hasil

konversi yang jauh lebih baik dari pada ADC 8 bit.

ADC mikrokontroler Atmega 16 menggunakan Vcc = +5 Volt sebagai

tegangan referensi. Dalam hal ini jangkauan analog mulai dai 0 volt sampai 5 volt

(skala penuh), karena mikrokontroler ATMega 16 ini adalah SAC 10-bit,

resolusinya akan sama dengan

Resolusi =( )….…..……………………………. (2.4)

(n menyatakan jumlah bit mikrokontroler ATMega 16)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

Resolusi =( ) = = 4,887 mVolt

Prinsip kerja ADC adalah mengkonversi sinyal analog kedalam bentuk

besaran yang merupakan rasio perbandingan sinyal input dan tegangan referensi.

Sebagai contoh bila tegangan referensi 5 volt, tegangan input 3 volt, rasio input

terhadap referensi adalah 60%. Jadi, jika menggunakan ADC 10 bit dengan sekala

maksimum 1023, akan didapatkan sinyal digital sebesar 60% x 1023= 613.8

(bentuk decimal)

Signal = (sample / max_value)* reference_voltage…..……………...(2.5)

= (613,8 / 1023) * 5

= 3 Volts

ADC mikrokontroller ATMega 16 mempunyai lebar data 10 bit, maka

format data maksimal adalah 1024 dengan tegangan referensi pada pin 32.

Tegangan referensi ini sebagai acuan dalam konversi bit/volt.

Adapun rumus konversi bit/volt sebagai berikut:

Bit / Volt (ADC) = ………………………………………….............(2.6)

Dimana : Vin= Tegangan masukan (Volt)

Vref= Tegangan Referensi (Volt)

(Sumber : Allan, 2011)

Berikut ini adalah contoh program dengan menggunakan program Baskom-AVR.

$regfile = "m16def.dat"

$crystal = 16000000

$lib "lcd4.lbx"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

Dim X1 As Word , X2 As Word

Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Avcc

Start Adc

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.4 , Db5 = Portb.5 , Db6 = Portb.6 , Db7 =

Portb.7 , E = Portb.2 , Rs = Portb.0

Config Lcd = 20 * 4

Cls

Upperline : Lcd "ADC test"

Wait 1

Do

X1 = Getadc(0)

X2 = Getadc(1)

Cls

Locate 1 , 1 : Lcd "Speed: " ; X1

Locate 2 , 1 : Lcd "Sudut: " ; X2

Wait 2

Loop

End

Nilai ADC akan ditampilkan pada LCD. Nilai ADC akan diatur

menggunakan 2 buah potensiometer. Apabila 2 buah potensiometer itu di rubah-

rubah maka nilai ADC yang tampil di LCD pun akan ikut berubah.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33

Gambar 2.31 Nilai ADC Di LCD Yang Diatur Oleh Potensiometer

2.5 PWM (Pulse Width Modulation)

Metode Pulse Width Modulation (PWM) adalah metode yang cukup

efektif untuk mengendalikan kecepatan motor DC. PWM ini bekerja dengan

membuat gelombang persegi yang memiliki frekuensi tetap, rasio (duty cycle)

pulsa tinggi terhadap pulsa rendah yang telah ditentukan, yang bisa diatur dari 0%

hingga 100%. Rasio pulsa tinggi terhadap pulsa rendah digunakan untuk mengatur

penyambungan (switch) supply tegangan terminal motor DC. Semakin besar lebar

pulsa tinggi dari pulsa rendah berarti penyambungan suplay tegangan terminal

motor mendapat porsi waktu yang lebih lama, menyebabkan kecepatan semakin

besar. Modulasi lebar pulsa merupakan suatu teknik untuk mengendalikan

tegangan input rangkaian analog dengan memanfaatkan sinyal output digital

(pulsa-pulsa tegangan digital). Pengaturan tegangan output dapat dilakukan

dengan mengubah duty cycle, dimana duty cycle merupakan prosentase lebar pulsa

pada kondisi aktif (level tinggi) per periode.

Besar tegangan yang dihasilkan merupakan tegangan rata-rata, hasil

perkalian nilai duty cycle dengan tegangan maksimum sumber. gambar 2.18

menunjukan contoh pulsa PWM dengan 3 variasi nilai duty cycle yaitu 20%, 50%

dan 80%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34

Gambar 2.32 Sinyal PWM dengan Variasi Duty Cycle

Tegangan rata-rata yang diperoleh dari pulsa PWM seperti gambar diatas

dapat dihitung dengan persama dibawah ini :

Vrata-rata= x Vmaks

T= Tlow + Thigh

Karena

Dc = x 100

Maka :

Vrata-rata = dc . Vmak

Dengan :

V= tegangan

T= perioda

Thigh= waktu aktif ( detik)

Dc = duty cycle (%)

Dari persamaan diketahi bahwa tengangan maksimum linier terhadap

perbandingan nilai duty cycle dan tegangan rata-rata, grafik perbandingan nilai

duty cycle dan tegangan rata –rata ditunjukan pada Gambar 2.19 dibawah ini:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

10

60

30

50

40

70

20

80

90

100

1 9875432 6 10

Tegangan Max (volt)

Tegangan rata-rata (volt)

Duty Cycle (%)

Gambar 2.20 Hubungan Nilai Duty Cycle dengan Tegangan Rata-Rata

Jika pulsa PWM digunakan untuk mengaktifkan rangkaian driver motor

DC, perubahan lebar pulsa PWM. Menyebabkan terjadinya perubahan tegangan

input motor DC. Karena perubahan motor DC dapat dikendalikan dengan cara

mengatur nilai duty cycle (lebar pulsa PWM) frekuensi yang digunakan pulsa

PWM merupakan frekuensi tinggi konstan dengan nilai 20 Khz atau lebih. (Tata

2009)

Pada ATmega 16 ada 2 cara membangkitkan PWM, yang pertama dapat

dibangkitkan dari port input/outputnya yang difungsikan sebagai outputnya. Yang

kedua adalah dengan memanfaatkan fasilitas PWM dari fungsi timer/counter yang

telah disediakan. Dengan adanya fasilitas ini proses pengaturan waktu high/low

sinyal digital tidak akan mengganggu urutan program lain yang sedang dieksekusi

oleh processor. Selain itu, dengan menggunakan fasilitas ini kita tinggal

memasukan beberapa porsi periode waktu on dan waktu off gelombang PWM

pada sebuah register. (B.Arifianto)

2.6 Komunikasi Paralel Antar Mikrokontroler

Dalam telekomunikasi dan ilmu komputer, komunikasi serial

adalah proses pengiriman data bit per bit tiap satu satuan waktu, secara

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36

berurutan, melalui saluran komunikasi atau jalur-bus komputer. Hal ini berbeda

dengan komunikasi paralel, yang beberapa bit dikirim secara keseluruhan

dalam satu waktu, melalui beberapa jalur data yang terhubung. Komunikasi

serial digunakan untuk semua komunikasi jarak jauh dan jaringan komputer, di

mana biaya kabel dan proses sinkronisasi membuat komunikasi paralel tidak

praktis.

Gambar 2.21 Ilustrasi Komunikasi Paralel

Ciri-ciri komunikasi paralel adalah :

• Data dikirim secara serentak

• Masing-masing bit data dikirimkan melalui satu jalur media pengiriman

• Semakin banyak bit data maka semakin banyak pula jalur media pengiriman

• Contoh: 8 bit data ---- 00101110 dikirimkan dengan menggunakan 8 jalur media

Contoh komunikasi parallel adalah :

• PC to Printer melalui jalur Port paralel

• PC to Mikrokontroler

• Mikrokontroler to Mikrokontroler

(Sumber : Belajar Mikrocontroller dengan mudah, Hendra, 2010)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

37

2.7 BASKOM-AVR

BASKOM-AVR adalah program Basic Compiler berbasis windows untuk

mikrokontroler keluarga AVR merupakan pemograman dengan bahasa tingkat

tinggi “basic” yang dikembangkan dan dikeluarkan oleh MCS elektronika

sehingga dapat dengan mudah dimengerti atau diterjemahkan.

Dalam program BASCOM-AVR dijalankan dengan mengklik icon BASCOM-

AVR, maka setelah itu jendela berikut yang akan tampil :

Gambar 2.22 Tampilan Jendela Program BASKOM-AVR

BASKOM-AVR menyediakan pilihan yang dapat mensimulasikan

program. Program simulasi ini bertujuan untuk menguji suatu aplikasi yang dibuat

dengan pergerakan LED yang ada pada layar simulasi dan dapat juga langsung

dilihat pada LCD, jika kita membuat aplikasi yang berhubungan dengan LCD.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38

Tabel 2.4 Karakter Yang Digunakan Dalam Baskom-AVR

KARAKTER DESKRIPSI

ENTER Pindah Ke Line Berikutnya

Blank Or Space

„ Single Quotation Mark (Apostrophe)

* Asterisk (Symbol Perkalian)

+ Plus Sign

, Comma

- Minus

. Decimal Point

/ Slash (Symbol Pembagian)

: Colon

“ Double Quotation Mark

; Semicolon

< Less Than

= Equal Sign

> Greather Then

\ Backslash

^ Exponent

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

39

Tabel 2.5 Tipe Data Yang Dimiliki Program Baskom-AVR

TIPE DATA UKURAN

(BYTE)

RANGE

Bit 1/8 0-1

Byte 1 0-255

Integer 2 -32.768 – 32.767

Word 2 0-65535

Long 4 -2147483648 - 2147483647

Single 4 1.5 x 10^-45 to 3.4 x 10^38

String 254

Gambar 2.23 Tampilan Simulasi BASKOM-AVR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

Intruksi yang dapat digunakan pada editor BASKOM-AVR relative cukup

banyak dan tergantung dari tipe dan jenis AVR yang digunakan. Berikut ini

beberapa intruksi-intruksi dasar yang dapat digunakan pada mikrokontroler

ATMEGA 16.

Tabel 2.6 Beberapa Intruksi Dasar BASKOM AVR

INTRUKSI KETERANGAN

DO…..LOOP Perulangan

GOSUB Memanggil prosedur

IF…..THEN Percabangan

WAIT Waktu tunda detik

WAITMS Waktu tunda milidetik

WAITUS Waktu tunda microdetik

GOTO Loncat kealamat memori

SELECT…..CASE Percabangan

FOR…..NEXT Perulangan

(Jimmy Andrianto, 2011)

2.8 Transformator Step Down

Transformator step down atau sering juga disebut trafo adalah komponen

elektronika pasif yang berfungsi untuk menurunkan tegangangan listrik bolak-

balik (AC). Bentuk dasar transformator adalah sepasang ujung pada bagian primer

dan sepasang ujung pada bagian sekunder. Bagian primer dan skunder adalah

merupakan lilitan kawat email yang tidak berhubungan secara elektris. Kedua

lilitan kawat ini dililitkan pada sebuah inti yang dinamakan inti trafo. Untuk trafo

frekuensi rendah contohnya adalah trafo penurun tegangan (Step Down Trafo)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

41

yang digunakan pada peralatan-peralatan elektronik tegangan rendah,. Trafo jenis

ini jika pada bagian primernya dihubungkan dengan tegangan AC misalnya 220

volt maka pada bagian skundernya akan mengeluarkan tegangan yang lebih

rendah. Pada rangkaian tersebut trafo berfungsi untuk menurunkan tegangan AC

dari jala-jala PLN yang 220 volt menjadi sebesar tegangan yang dibutuhkan

peralatan tersebut agar dapat bekerja normal, misalnya 3 volt, 6 volt atau 12 volt.

Gambar 2.24 Transformator Step Down

(sumber : Distribusi Listrik, 2009)

2.9 LCD

LCD atau dapat di bahasa Indonesia-kan sebagai tampilan kristal cair

adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai

penampil utama. LCD bisa memunculkan gambar atau tulisan dikarenakan

terdapat banyak sekali titik cahaya (piksel) yang terdiri dari satu buah kristal cair

sebagai sebuah titik cahaya. Walau disebut sebagai titik cahaya, namun kristal cair

ini tidak memancarkan cahaya sendiri. Sumber cahaya di dalam sebuah perangkat

LCD adalah lampu neon berwarna putih di bagian belakang susunan kristal cair

tadi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

42

Gambar 2.25 LCD 16x2

Dari datasheet akan kita peroleh informasi-informasi seperti ini :

Fungsi pin yang terdapat pada LCD ditunjukkan seperti pada Tabel 2.1

Tabel 2.7 Konfigurasi Pin LCD

NO Simbol Level Fungsi

1 Vss - 0 Volt

2 Vcc - 5 volt

3 Vee - Penggerak LCD

4 RS H/L

H= memasukan

data

L = Memasukan Ins

5 R/W H/L H = Baca

L= tulis

6 E Enable Signal

7 DB0 H/L

Data Bus

8 DB1 H/L

9 DB2 H/L

10 DB3 H/L

11 DB4 H/L

12 DB5 H/L

13 DB6 H/L

14 DB7 H/L

15 V=BL Kecerahan LCC

16 V-BL

Konfigurasi pin dari LCD ditunjukkan pada gambar dibawah ini:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43

Gambar 2.26 Konfigurasi Pin dari LCD

Modul LCD memiliki karakteristik sebagai berikut:

Terdapat 16 x 2 karakter huruf yang bisa ditampilkan.

Setiap huruf terdiri dari 5x7 dot-matrix cursor.

Terdapat 192 macam karakter.

Terdapat 80 x 8 bit display RAM (maksimal 80 karakter).

Memiliki kemampuan penulisan dengan 8 bit maupun dengan 4 bit.

Dibangun dengan osilator lokal.

Satu sumber tegangan 5 volt.

Otomatis reset saat tegangan dihidupkan.

Bekerja pada suhu 0oC sampai 55

oC.

(Sumber : Agung, Mohammad, 2011)

2.10 IC Regulator

Sebuah system elektronik tidak akan bisa beroperasi tanpa sumber

tegangan (Power Supply). Sumber tegangan tersebut dapat berupa sumber

tegangan AC (Alternate Current) atau DC (Direct Current) dimana besar kecilnya

daya output harus stabil dan harus disesuaikan dengan kebutuhan. Misalnya IC

TTL membutuhkan tegaganan DC stabil 5 Volt, IC CMOS membutuhkan

tegangan DC stabil 12 Volt, Zilog 80 membutuhkan tegangan DC stabil 5 Volt,

dan sebagainya.

Sumber tegangan AC dapat diperoleh di antaranya dari:

1. Listrik PLN yang diturunkan dengan Transformator

2. Motor Generator

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

44

3. Turbin Angin

Sumber tegangan DC dapat diperoleh di antaranya dari:

1. Battery (Accu)

2. Power Supply Buatan dengan sumber awal dari PLN yang telah

diturunkan

3. Solar Cell

Salah satu metode agar dapat menghasilkan tegangan output DC stabil adalah

dengan menggunakan IC 78XX untuk tegangan positif dan IC 79XX untuk

tegangan negatif dalam system Regulator Tegangan.

1. IC 7805 untuk menstabilakn tegangan DC +5 Volt

2. IC 7809 untuk menstabilakn tegangan DC +9 Volt

3. IC 7812 untuk menstabilakn tegangan DC +12 Volt

4. IC 7824 untuk menstabilakn tegangan DC +24 Volt

5. IC 7905 untuk menstabilakn tegangan DC -5 Volt

6. IC 7909 untuk menstabilakn tegangan DC -9 Volt

7. IC 7912 untuk menstabilakn tegangan DC -12 Volt

8. IC 7924 untuk menstabilakn tegangan DC -24 Volt

Berikut adalah skema elektronik Regulator Tegangan menggunakan IC 78XX dan

IC 79XX dimana “XX” adalah tegangan stabil DC output.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45

Gambar 2.27 Rangkaian IC Regulator

IC regulator tersebut akan bekerja sebagai regulator tegangan DC yang

stabil jika tegangan input di atas atau sama dengan MIV (Minimum Input

Voltage), sedangkan arus maksimum beban output yang diperbolehkan harus

kurang dari atau sama dengan MC (Maximum Current) sesuai karakteristik

masing-masing.

Tabel 2.7 Tabel Spesifikasi IC Regulator

Type

Number

Regulation

Voltage

Maximum

Current

Minimum Input

Voltage

78L05

+5V

0.1A

+7V

78L12

+12V

0.1A

+14.5V

78L15

+15V

0.1A

+17.5V

78M05

+5V

0.5A

+7V

78M12

+12V

0.5A

+14.5V

78M15

+15V

0.5A

+17.5V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46

7805

+5V

1A

+7V

7806

+6V

1A

+8V

7808

+8V

1A

+10.5V

7812

+12V

1A

+14.5V

7815

+15V

1A

+17.5V

7824

+24V

1A

+26V

78S05

+5V

2A

+8V

78S09

+9V

2A

+12V

78S12

+12V

2A

+15V

78S15

+15V

2A

+18V

(Sumber : Mengenal IC, Subhi, 2011)

2.11 IC AND

Setelah mengenal gerbang-gerbang dasar yang digunakan dalam teknik

digital, bagi para pemula mengkin saja timbul pertanyaan dimana gerbang-

gerbang ini dapat diperoleh? Jawabannya mudah sekali, karena gerbang-

gerbang ini telah dijual secara luas dipasaran dalam IC tunggal (single chip).

Yang perlu diperhatikan sekarang adalah dari jenis apa dan bagaimana

penggunaan dari kaki-kaki IC yang telah didapat. Sebenarnya informasi dari IC-

IC yang ada dapat dengan mudah ditemukan dalam buku data sheet IC yang

sekarang ini banyak dijual. Namun sedikit contoh mungkin akan mempermudah

pencarian. Berikut adalah keterangan mengenai IC-IC yang mengandung

gerbang-gerbang logika dasar yang dengan mudah dapat dijumpai dipasaran.

Gerbang AND (AND GATE) atau dapat pula disebut gate AND, adalah

suatu rangkaianlogika yang mempunyai beberapa jalan masuk (input) dan hanya

mempunyai satu jalan keluar (output). Gerbang AND mempunyai dua atau lebih

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

47

dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Dalam gerbang AND,

untuk menghasilkan sinyal keluaran tinggi maka semua sinyal masukan harus

bernilai tinggi.

Gambar 2.28 Gerbang AND

Gerbang-gerbang logika yang tersedia di pasaran pada umumnya dibuat

dengan teknologi rangkaian terpadu (Integrated Circuit, IC). Pemaduan

(integrasi) gerbang-gerbang dasar seperti NOT, AND, OR, NAND, NOR,

XOR pada umumnya dibuat dalam skala kecil (Small Scale Integration, SSI) yang

mengandung 2 sampai 6 gerbang dalam setiap kemasan. Kemasan yang paling

banyak digunakan dalam rangkaian logika sederhana berbentuk DIP (Dual- In-line

Package), yaitu kemasan dengan pen-pen hubungan ke luar disusun dalam dua

baris sejajar. Kemasan gerbang-gerbang dasar umunya mempunyai 14-16 pen,

termasuk pen untuk catu daya positif dan nol (Vcc dan Ground). Setiap gerbang

dengan 2 masukan membutuhkan 3 pen (1 pen untuk keluaran) sedangkan

gerbang 3 masukan dibutuhkan 4 pen. Karena itu, satu kemasan 14 pen dapat

menampung hanya 4 gerbang 2 masukan atau 3 gerbang 3 masukan.

Dalam praktek kita sering terpaksa menggunakan gerbang-gerbang yang

tersedia di pasaran yang kadang-kadang berbeda dengan kebutuhan rancangan

kita. Gerbang yang paling banyak tersedia di pasaran adalah gerbang-gerbang

dengan 2 atau 3 masukan. Umpamanya, dalam rancangan kita membutuhkan

gerbang dengan 4 atau 5 masukan dan kita akan mengalami kesulitan memperoleh

gerbang seperti itu. Karena itu kita harus mengubah rancangan sedemikian

sehingga rancangan itu dapat direalisasikan dengan gerbang-gerbangdengan 2

atau 3 masukan. Kemampuan pencatuan daya masing-masing gerbang juga

membutuhkan perhatian. Setiap gerbang mampu mencatu hanya sejumlah tertentu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48

gerbang lain di keluarannya (disebut sebagai fan-out). Ini berhubungan dengan

kemampuan setiap gerbang dalam menyerap dan mencatu arus listrik. Dalam

perancangan harus kita yakinkan bahwa tidak ada gerbang yang harus mencatu

terlalu banyak gerbang lain di keluarannya. Ini sering membutuhkan modifikasi

rangakaian realisasi yang berbeda dari rancangan semula.

(Albert Paul Malvino, Ph.D.)