BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Dalam praktikum Mikroprosessor, para praktikan tidak hanya dituntut untuk menguasai segala teori yang berkaitan tentang Mikroprosessor, namun kiranya dalam praktikum dituntut pula kemampuan para praktikan dalam menyusun atau merangkai komponen dalam praktikum ini. Dengan kemampuan menyusun atau merangkai komponen elektronika inilah para praktikan diharapkan akan mampu untuk dapat membuktikan teori yang telah dipelajari dalam modul mata kuliah elektronika ke dalam aplikasi rangkaian elektronika. Selain kemampuan menyusun atau merangkai komponen elektronika, para praktikanpun dituntut untuk dapat membuat ke dalam bentuk alat peraga, sehingga para praktikan memiliki bekal pengalaman dalam membuat suatu rangkaian aplikasi Mikroprosessor. Perubahan teknologi berkembang begitu pesat, sehingga dibutuhkan pemikiran-pemikiran yang inovatif dengan menggunakan peralatan yang ada untuk sebuah aplikasi tertentu yang bermanfaat bagi kehidupan Automatic Roof / 2DC01 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Dalam praktikum Mikroprosessor, para praktikan tidak hanya dituntut
untuk menguasai segala teori yang berkaitan tentang Mikroprosessor, namun
kiranya dalam praktikum dituntut pula kemampuan para praktikan dalam
menyusun atau merangkai komponen dalam praktikum ini. Dengan kemampuan
menyusun atau merangkai komponen elektronika inilah para praktikan diharapkan
akan mampu untuk dapat membuktikan teori yang telah dipelajari dalam modul
mata kuliah elektronika ke dalam aplikasi rangkaian elektronika. Selain
kemampuan menyusun atau merangkai komponen elektronika, para praktikanpun
dituntut untuk dapat membuat ke dalam bentuk alat peraga, sehingga para
praktikan memiliki bekal pengalaman dalam membuat suatu rangkaian aplikasi
Mikroprosessor.
Perubahan teknologi berkembang begitu pesat, sehingga dibutuhkan
pemikiran-pemikiran yang inovatif dengan menggunakan peralatan yang ada
untuk sebuah aplikasi tertentu yang bermanfaat bagi kehidupan bermasyarakat.
Begitu pula dengan bidang elektronika, perkembangan teknologi pada khususnya
Mikroprosessor menuntut automatisasi dalam segala hal yang dapat meringankan
pekerjaan manusia dan menjadikan segalanya serba instan, praktis dan ekonomis.
Pada saat ini sering terjadi hujan terkadang masyarakat panik pada saat
hujan dan repot pada saat mengambil jemuran.maka dijaman ini dibuat sebuah
atap otomatis/Automatic Roof untuk menghindari terjadinya hujan.Automatic
Roof adalah sebuah alat yang digunakan untuk menghindari dari hujan. Kami
memilih alat ini dikarenakan dapat diaplikasikan ke dalam kehidupan sehari – hari
seperti halnya pada atap jemuran yang masih terbuka, bila terjadi hujan maka atap
Automatic Roof / 2DC01
1
tersebut otomatis tertutup maka jemuran tidak akan basah. Dan setelah hujan atap
tersebut akan terbuka kembali. Selain itu pemilik rumah tidak panik untuk
mencemaskan jemuran pakaian tersebut.
Alat ini juga dapat diaplikasikan selain atap jemuran seperti contoh lain
atap garasi, atap stadium lapangan bola,dsb. Dengan menggunakan aplikasi ini
masyarakat tidak perlu panik lagi pada saat hujan. Dan alat ini sangat berguna
bagi masyarakat sekitar apabila alat ini berjalan dengan baik dan benar.
Alat ini yang kami pilih masih ada hubungan dengan modul dengan modul
praktikum yang kami pelajari sebelumnya sehingga kami memahami system alat
yang kami buat. Rangkaian Automatic Roof tersebut terdapat beberapa sensor
yang berguna untuk mendeteksi adanya hujan dan cahaya. Kami menggunakan 2
tipe sensor diantaranya sensor cahaya dan air. Dan selain sensor kami
menggunakan motor DC yang berguna untuk menarik atap disaat terbuka dan
tertutup. Namun dibalik semua komponen yang kami gunakan ada satu komponen
elektronika yang sangat dominan dalam pembuatan rangkaian ini adalah IC
AT89S51, IC mikrokontroller yang berfungsi sebagai otak untuk system kerja
Automatic Roof.
1.2 Batasan Makalah
Karena luasnya ruang lingkup dalam bidang elektronika, maka penulis
membatasi masalah yang akan dibahas, pada hal-hal yang menyangkut pada
pembuatan dari alat Automatic Roof saja yang bertujuan untuk mempermudah
dalam pemahaman dan pengertian tentang masalah-masalah pada Automatic
Roof. Dan pada makalah ini penulis mencoba menjelaskan tentang masalah
Automatic Roof secara garis besarnya, yang terbagi menjadi 5 bab yang setiap bab
membahas tentang Automatic Roof yang terdiri dari Pendahuluan, Landasan
Teori, Analisa Rangkaian, Cara Pengoprasian Alat, Kesimpulan dan Penutup.
Yang masing-masing bab akan menguraikan tentang masalah-masalah pada
Automatic Roof ini, dengan harapan agar dapat mudah dimengerti dan dipahami
Automatic Roof / 2DC01
2
dan sebagai acuan bagi penulis dalam pembuatan makalah ini, agar tidak terlalu
jauh menyimpang dari pokok masalah yang dibahas.
1.3 Tujuan Penulisan
Setelah melaksanakan praktikum Mikroprosessor, Universitas Gunadarma,
setiap mahasiswa dituntut untuk membuat sebuah alat elektronika dan laporan
(karya tulis), yang berguna untuk melatih mahasiswa dalam membuat alat dan
karya tulis, dan untuk mengetahui seberapa jauh mahasiswa memahami tentang
ilmu elektronika yang telah diberikan kepada mahasiswa tersebut, adapun tujuan
yang lebih lanjut dari penulisan laporan ini adalah :
1. Memberikan penjelasan dan cara kerja secara garis besar dari proyek
elektronika yang telah dibuat. Sirene.
2. Memberikan pengenalan dasar tentang rangkaian elektronika, serta
komponen-komponen dalam perangkat elektronika.
3. Sebagai syarat kelulusan dan syarat untuk mengikuti Ujian Akhir Semester
pada Semester ini tahun ajaran 2009/2010.
4. Untuk menambah pembendaharaan Universitas Gunadarma.
5. Menambah wawasan penulis mengenai perkembangan didalam bidang
elektronika.
6. Melatih penulis dalam karya tulis.
1.4 Metode Penulisan
Alasan kepada penulisan memilih judul ” Automatic Roof” dari proyek
yang ditugaskan dan pula sebagai judul dari makalah yang dibuat adalah karena
Automatic Roof merupakan rangkaian yang memiliki, manfaat cukup luas untuk
orang banyak yang sekarang banyak dipergunakan sebagai untuk menghindari
terjadinya hujan , juga secara lebih khusus untuk dapat dipakai langsung dalam
menunjang kegiatan praktikum elektronika yang diselanggarakan di laboratorium
Mikroprosessos. Dari data-data yang diperoleh, penulis menyajikan dan
menjelaskannya dalam makalah ini.
Automatic Roof / 2DC01
3
1.5 Sistematik Penulisan
Sistematik penulisan dalam makalah ini terdiri dari 5 (lima) bab yang
bertujuan agar pembaca dapat memahami dan mengerti isi dari laporan ini, yang
terdiri dari :
BAB I Pendahuluan
Pada bab ini praktikan menjelaskan tentang Penggunaan dan Aplikasi perangkat
elektronika dalam kehidupan sehari-hari dan penggunaannya dalam teknologi
sekarang ini. Serta kami juga akan menjelaskan tentang tujuan dalam pembuatan
proyek yang berjudul “ Automatic Roof ”
BAB II Landasan Teori
Berisikan tentang teori dasar yang berhubungan dengan analisa rangkaian proyek,
dan kerangka terbentuknya proyek “ Automatic Roof “ ini.
BAB III Analisa Rangkaian
Dalam analisa rangkaian, kami akan menjelaskan dan menganalisa rangkaian baik
secara blok maupun secara detail, sehingga dalam penggunaannya akan semakin
jelas dan mudah dimengerti.
BAB IV Cara Pengoprasian Alat
Berisi tentang cara dan panduan dalam pengoprasian alat dari proyek yang akan
kami presentasikan.
BAB V Penutup
Berisi kesimpulan, rangkuman dan saran-saran dari apa yang telah diuraikan pada
bab-bab sebelumnya.
Daftar Pustaka
Berisikan sumber-sumber yang akan kami ambil dalam menyusun makalah ini.
Automatic Roof / 2DC01
4
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Automatic Roof
Sejalan dengan perkembangan zaman, peralatan elektronik semakin hari
semakin berkembang dan canggih, meskipun begitu banyak juga peralatan
elektonik sederhana yang masih digunakan untuk membantu dalam kehidupan
sehari-hari. Contohnya Automatic Roof ini meskipun dari jenis dan kemampuan
yang sederhana, tetapi dalam penggunaannya sangat bermanfaat. Sistem
pengunaannya menggunakan system sensor. Ada 2 jenis sensor di antaranya
sensor cahaya dan sensor air.
Automatic Roof ini merupakan salah satu teknologi yang canggih tetapi
merupakan sebuah alat sederhana. Yaitu suatu alat yang dirangkai dari komponen
– komponen seperti Resistor, Kapasitor, IC, LDR, dan Minsys. Yang semuanya
merupakan dari jenis komponen elektronika yang sangat sederhana, banyak dan
mudah didapat. Rangkaian Automatic Roof merupakan rangkaian elektronik yang
mempunyai kemampuan mendeteksi suatu cahaya dan air hujan, yang fungsinya
untuk alat pemberitahuan sederhana. Dan dalam penyajian bentuk yang cukup
mudah dimengerti oleh semua pengguna, karena untuk mengoperasikan alat ini
juga cukup mudah dioperasikan.
2.2 Teori Dasar Mikroprosessor
Mikroprosesor atau CPU adalah “otak” yang merupakan pengendali utama
semua operasi dalam sistem komputer. Mikroprosesor mengambil instruksi biner
dari memori, menerjemahkannya menjadi serangkaian aksi dan menjalankannya.
Aksi tersebut bisa berupa transfer data dari dan ke memori, operasi aritmatika dan
Automatic Roof / 2DC01
5
logika, atau pembangkitan sinyal kendali. Namun dibawah ini kami menjelaskan
komponen – komponen yang digunakan pada rangkaian Automatic Roof.
2.2.1 Resistor
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk memberikan
hambatan terhadap aliran arus listrik. Dalam rangkaian listrik dibutuhkan resistor
dengan spesifikasi tertentu, seperti besar hambatan, arus maksimum yang boleh
dilewatkan dan karakteristik hambatan terhadap suhu dan panas. Resistor
memberikan hambatan agar komponen yang diberi tegangan tidak dialiri dengan
arus yang besar, serta dapat digunakan sebagai pembagi tegangan. Untuk
mengendalikan arus dalam sebuah rangkaian lisrtik, digunakan komponen yang
mempunyai resistansi. Artinya komponen tersebut mempunyai kemampuan untuk
membatasi arus listrik yang mengalir pada rangkaian. Bentuk dan penggunaan
resistor dapat dibagi atas :
1. Resistor Tetap (fixed resistor)
2. Resistor Variable (potensiometer)
3. Resistor yang dapat diubah secara kontiyu (trimpot)
4. Theristor / NTC
- Suhu tinggi, Resistansi kecil.
- Suhu rendah, Resistansi besar.
5. Resistor peka cahaya (LDR – Light Dependent Resistor)
- Cahaya tinggi, Resistansi kecil.
- Cahaya rendah, Resistansi besar.
Simbol – Simbol Resistor :
Automatic Roof / 2DC01
6
Bahan pembentuk resistor dapat dibagi atas :
1. Resistor kawat
2. Resistor arang/komposisi.
3. Resistor lapisan okisida logam.
4. Resistor dalam IC.
5. Resistor film.
Sifat dan fungsi dari resistor :
1. Untuk membangkitkan panas (filament).
2. Untuk membagi tegangan.
3. Sebagai penghubung rangkaian (kopel).
4. Perubah bentuk arus.
5. Untuk penentuan besaran fisis.
Dari semua kompenen elektronika, resistorlah yang paling banyak
digunakan. Ketelitian resistor digolongkan dalam persentase penyimpanan dari
nilai nominalnya. Misalnya resistor-resistor yang akan digunakan dalam proyek
disini adalah 5 % artinnya bahwa nilai sebenarnya dari resistor yang digunakan
tidak akan menyimpang kurang atau lebih dari 5 % dari nilai nominalnya. Jadi
suatu resistor dari 100 ohm mempunyai tahanan antara 95 ohm sampai 100 ohm.
Automatic Roof / 2DC01
Resistor Tetap Potentiometer Trimpot LDR
7
Resistor pada umumnya mempunyai nilai toleransi 1%, 2%, 3%, 5%, 10%
dan 20%. Resistor yang mempunyai nilai toleransi lebih kecil biasanya lebih
mahal harganya. Resistor juga dapat dispesifikasikan menurut kapasitansinya
untuk mendisipasi (menyerap) daya listrik, dinyatakan dalam Watt.
Karena bentuk fisik dari resistor kecil, maka pada bahannya diberikan nilai
tahanan dalam kode warna menurut standart internasional. Seperti terlihat pada
gambar no. 1 dan no. 2. Dibawah ini :
Keterangan :
Gelang ke-1 dan ke-2 menyatakan angka.
Gelang ke-3 menyatakan faktor pengali (banyaknya nol).
Gelang ke-4 menyatakan toleransinya.
Automatic Roof / 2DC01
Gambar 2.23 Warna Gelang Resistor
8
Contoh dari kode
warna :
Coklat Hijau
Merah Emas
Nilai R
1 5
x 100 5%
1500 +5%Ohm
Pada resistor tidak dapat dipolaritaskan, artinya jika pemasangannya bolak-balik
tidak akan berpengaruh.
2.2.2 Kapasitor
Automatic Roof / 2DC01
WARNA GELANG KE -1 dan 2 3 4
Hitam 0 X 1 0 %
Coklat 1 X 10 1 %
Merah 2 X 100 2 %
Orange 3 X 1000 3 %
Kuning 4 X 10000 -
Hijau 5 X 100000 -
Biru 6 X 1000000 -
Ungu 7 X 10000000 -
Abu-abu 8 X 100000000 -
Putih 9 X
1000000000
-
Emas - X 0.1 5 %
Perak - X 0.1 10 %
Tidak
Berwarna
- - 20 %
Gambar 2.14 Tabel Kode Warna Resistor
kapasitor adalah komponen elektrik yang berfungsi untuk menyimpan muatan
listrik. Salah satu jenis kapasitor adalah kapasitor keeping sejajar. Kapasitor ini
terdiri dari dua buah keping metal sejajar yang dipisahkan oleh isolator yang
disebut dielektrik. Bila kapasitor dihubungkan ke batere kapasitor terisi hingga
beda potensial antara kedua terminalnya sama dengan tegangan batere. Jika batere
dicabut, muatan-muatan listrik akan habis dalam waktu yang sangat lama,
terkecuali bila sebuah konduktor dihubungkan pada kedua terminal kapasitor.
Sebuah kapasitorterdiri dari dua bahan penghantar yang dipisahkan oleh sebuah
bahan isolasi yang disebut dielektrikum. Kemampuan untuk menyimpan muatan
listrik pada kapasitor disebut dengan kapasitansi atau kapasitas. Kapasitas
kapasitor merupakan sebuah ukuran dari banyaknya muatan listrik yang dapat
disimpan oleh kapasitor tersebut dibagi (per) satuan beda petensialnya.
Kapasitas terdapat dalam beraneka ragam yang sangat besar, dalam bentuk
ukuran, tipe, pembuatan/bahan baku, nilai voltage kerja dan nilai kapasitansinya.
Nilai kapasitor dinyatakan dalam satuan farad (F) atau pada umumnya satuan
tersebut mempunyai skala mikro Farad (uF) yang tertera pada badan kondesantor,
artinya huruf ini menunjukan nilai sekian per sejuta dari 1 Farad. Satu Farad
adalah nilai kapasitas yang sedemikian besarnya, sehingga tidak akan pernah
dijumpai dalam bidang elektronika khususnya, atau juga pada umumnya
dilengkapi dengan potensial kerja kapasitor tersebut.
Fungsi Kapasitor pada rangkaian listrik :
1. Untuk menyimpan muatan listrik.
2. Untuk menahan arus searah dan melewatkan arus bolak-balik.
3. Sebagai kopel (penghubung) pada rangkaian listrik.
4. Sebagai penentu frekuensi.
Macam-macam kapasitor :
Automatic Roof / 2DC01
9
1. Kapasitor elektrolit,mempunyai kapasitas sebesar 1uF atau lebih dan
mempunyai polaritas kutub (+) dan kutub (-).
2. Kapasitor non elektrolit, mempunyai kapasitas kurang dari 1 uF dan tidak
mempunyai polaritas, umumnya terbuat dari bahan dielektrik keramik, mika
atau poliyester.
3. Kapasitor Variable (varco).
4. Kapasitor Trimmer.
Kebanyakan kapasitor tidak dipolaritaskan, yang artinya dapat dipasang
bolak-balik, akan tetapi beberapa tipe dipolaritaskan, artinya tidak boleh dipasang
bolak-balik. Kapasitor elektrolit selalu dipolaritaskan, kecuali jika ada tanda
keterangan lainnya (beberapa elektrolit non-polarisasi dibuat untuk penggunaan
tertentu). Kapasitor yang dipolaritaskan selalu diberi tanda yang memperhatikan
kutubnya. Cara yang umum ialah tanda negatif (-) dan tanda positif (+) pada
kawat tiap sambungan, atau ada juga yang diberi tanda warna merah pada terminal
positif atau warna hitam pada terminal negatif.
2.2.3 Trimpot
Resistor yang nilai resistansinya dapat diubah-ubah dengan cara
memutar porosnya dengan menggunakan obeng. Untuk mengetahui nilai
hambatan dari suatu trimpot dapat dilihat dari angka yang tercantum pada
badantrimpot tersebut.
(a) Atau (b)
Gambar 2.13. (a) Trimpot dan (b) symbol trimpot
Automatic Roof / 2DC01
10
2.2.4 LDR
Resistor peka cahaya (Light Dependent Resistor/LDR) memanfaatkan bahan
semikonduktor yang karakteristik listriknya berubah-ubah sesuai dengan cahaya
yang diterima. Bahan yang digunakan adalah Kadmium Sulfida (CdS) dan
Kadmium Selenida (CdSe). Bahan-bahan ini paling sensitif terhadap cahaya
dalam spektrum tampak, dengan puncaknya sekitar 0,6 µm untuk CdS dan 0,75
µm untuk CdSe. Sebuah LDR CdS yang typikal memiliki resistansi sekitar 1 MΩ
dalam kondisi gelap gulita dan kurang dari 1 KΩ ketika ditempatkan dibawah
sumber cahaya terang (Mike Tooley, 2003).
LDR adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan resistansi yang
besarnya tergantung pada cahaya. Karakteristik LDR terdiri dari dua macam yaitu
Laju Recovery dan Respon Spektral:
1. Laju Recovery
Bila sebuah LDR dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya
tertentu kedalam suatu ruangan yang gelap, 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 di
kegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu. Laju recovery merupakan
suatu ukuaran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu.
Harga ini ditulis dalam K /detik, untuk LDR type arus harganya lebih besar dari
200 K /detik (selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux),
kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari
tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk
mencapai resistansi yang sesuai dengan level cahaya 400 lux.
2. Respon Spektral
Automatic Roof / 2DC01
11
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
Salah satu jenis resistor yaitu Light dependent resistor (LDR). Resistansi
LDR akan berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya
atau yang ada disekitarnya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ
dan dalam keadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat dari bahan
semikonduktor seperti kadmium sulfida. Dengan bahan ini energi dari cahaya
yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik
meningkat. Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan.
Dengan sifat LDR yang demikian, maka LDR (Light Dependent Resistor)
dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Contoh penggunaannya adalah pada
lampu taman dan lampu di jalan yang bisa menyala di malam hari dan padam di
siang hari secara otomatis. Atau bisa juga kita gunakan di kamar kita sendiri.
Prinsip Kerja LDR
Light Dependent Resistor (biasa disebut LDR), terdiri dari sebuah cakram
semikonduktor yang mempunyai dua buah elektroda pada permukaannya. Pada
saat gelap atau cahaya redup, bahan dari cakram tersebut menghasilkan elektron
bebas dengan jumlah yang relatif kecil. Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk
mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya redup LDR menjadi
konduktor yang buruk, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang besar
pada saat gelap atau cahaya redup.
Pada saat cahaya terang, ada lebih banyak elektron yang lepas dari atom
bahan semikonduktor tersebut. Sehingga akan ada lebih banyak elektron untuk
mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya terang LDR menjadi