Belajar ADC (Analog to Digital Converter)

Saat ini, telah umum menggunakan Arduino untuk membuat kontrol suatu sistem. Namun tidak ada salahnya jika belajar sedikit tentang mikrokontroler dan fungsi-fungsi dasar yang terdapat pada mikrokontroler, salah satunya ADC (Analog to Digital Converter). ADC merupakan sebuah fungsi untuk mengubah data analog menjadi data digital. Ini dimiliki oleh mikrokontroler AVR seperti ATmega8535/16/32. Sehingga kita dapat langsung membaca sinyal analog tanpa memerlukan perangkat tambahan lainnya. Pada mikrokontroler ini terdapat 8 channel ADC dengan pembacaan maksimal 10 bit.

Langsung saja kita buat programnya dengan bantuan CodeVisionAVR. Di sini saya menggunakan ATmega16 dan software Proteus untuk membuat simulasi programnya. Sedangkan untuk membuat hardware-nya, dapat dilihat di Rangkaian LCD 16x2 dengan AVR.

Rangkaian ADC dengan ATmega16

ADC (ADC0-ADC7) terdapat pada PORTA (PA0-PA7). Di sini ADC0 atau PORTA.0 yang digunakan sebagai masukan mikrokontroler untuk membaca hasil keluaran potensio. Sedangkan PORTB untuk tampilan LCD.

Pengaturan di CVAVR

Untuk pembuatan program dan pengaturan CodeWizardAVR dapat dilakukan seperti gambar di atas. Crystal yang digunakan pada rangkaian ini adalah 11,059200 MHz, sehingga Clock juga diberi nilai tersebut. Pada pengaturan ADC, centang ADC Enabled dan juga Use 8 bit jika menggunakan 8 bit, biarkan saja tanpa centang jika menggunakan 10 bit.

Selanjutnya kita buat programnya. Taruh program utama sederhana berikut ini di bawah "// Place your code here".

dataadc = read_adc(0); // input pada pin ADC.0 atau PORTA.0
vin = ((float)dataadc*5/255);
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
sprintf(buff, "Nilai ADC=%d", dataadc);
lcd_puts(buff);
lcd_gotoxy(0,1);
sprintf(buff, "Tegangan=%0.1f V", vin);
lcd_puts(buff);
delay_ms(10);

read_adc(0) merupakan masukan pada pin ADC0 atau PORTA.0 dari potensio. Sedangkan vin adalah konversi kembali nilai ADC menjadi nilai tegangan (8 bit = 256 desimal, nilai maksimal adalah 255). Program lengkapnya dapat di-download di link di bawah. Hasil simulasi program dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Simulasi program

Download Program (.c):

http://www.mediafire.com/download/8uunpdzexobrt1u/AV-AD01.zip
atau
http://www.4shared.com/zip/k1zcHZPVce/AV-AD01.html

LED Berjalan Sederhana dengan AVR (ATmega16)

LED berjalan atau running LED merupakan aplikasi sederhana elektronika khususnya penggunaan mikrokontroler. Aplikasi ini dapat dikatakan sebagai dasar dalam mempelajari mikrokontroler. Kita dapat membuat dengan program sederhana. (Baca juga: LED Berjalan Sederhana dengan AT89S52)

Langsung saja kita coba membuatnya. Pertama kita buat rangkaiannya seperti berikut.

Rangkaian LED dengan ATmega16 (klik untuk memperbesar)

Jika kita telah mempunyai rangkaiannya kita dapat membuat program LED berjalan sederhana ini dengan bahasa C. Program untuk meng-compile dapat menggunakan CVAVR.

Pengaturan CodeWizardAVR (klik untuk memperbesar)

Seperti biasa, buatlah proyek baru New File - Project - OK. Pada contoh ini digunakan ATmega16 dengan clock (Crystal) 11,059200 MHz. Sedangkan keluaran yang dugunakan adalah Port A, setelah itu Generate, Save and Exit. Pada program, jangan lupa menambahkan "#include<delay.h>" agar dapat memanfaatkan fasilitas delay untuk mengatur rentang waktu tiap eksekusi program dalam hal ini jarak waktu (lamanya) LED menyala.

Program sederhananya, kita dapat memasukkan program berikut pada editor atau di bawah "// Place your code here".

PORTA=0b01111110;
delay_ms(100);
PORTA=0b10111101;
delay_ms(100);
PORTA=0b11011011;
delay_ms(100);
PORTA=0b11100111;
delay_ms(100);
PORTA=0b00000000;
delay_ms(100);
PORTA=0b11100111;
delay_ms(100);
PORTA=0b11011011;
delay_ms(100);
PORTA=0b10111101;
delay_ms(100);
PORTA=0b01111110;
delay_ms(100);
PORTA=0b11111111;
delay_ms(100);

Program di atas menggunakan kode biner untuk mengatur nyala LED pada tiap port mikrokontroler. Berdasarkan rangkaian dan program, angka "1" menunjukkan LED menyala, sedangkan "0" LED dalam keadaan mati. Delay dalam satuan milisecond (delay_ms), dan angka dalam kurung adalah nilainya. Pada contoh di atas menunjukkan "delay_ms (100)" yang berarti jeda selama 100 milisecond atau 0,1 detik.

Download Skematik dan Program (.sch dan .c):

http://www.mediafire.com/?ga52gaiiwpjfgf9
atau
http://www.4shared.com/rar/Mejpzn1M/LED_ATmega16.html

Rangkaian LCD 16x2 dengan AVR (ATmega16)

Jika sebelumnya saya membahas tentang simulasi Menampilkan Karakter pada LCD 16x2 dengan Bahasa C, kali ini saya sedikit mengulas rangkaian sederhana LCD 16x2 dengan mikrokontroler. Di sini saya menggunakan mikrokontroler ATmega16. Adapun rangkaiannya:

Rangkaian LCD dengan ATmega16 (klik untuk memperbesar)

Rangkaian ini sesuai dengan konfigurasi LCD port di CodeVisionAVR pada saat inisialisasi dan pengaturan di CodeWizardAVR. Sedangkan rangkaian lainnya merupakan sistem minimum mikrokontroler pada umumnya dan saya tambahkan rangkaian regulator dengan IC 7805.

Konfigurasi Port LCD pada CodeVisionAVR

Langkah-langkahnya sama dengan tulisan saya sebelumnya tentang Menampilkan Karakter pada LCD 16x2 dengan Bahasa C.

Penampakan hasil

Pada gambar di atas, saya menggunakan LCD 16x4. Tapi pengaturan pada programnya sama seperti LCD 16x2. Ini terdapat pada:
  lcd_gotoxy(0,1);
Maksudnya untuk mengatur posisi dengan angka pertama sebelum koma sebagai posisi kolom dan angka setelah koma untuk baris. Jika (0,1) berati kolom pertama baris kedua, posisi pertama dimulai dari angka 0.

Download:

Skematik (ATmega16 + LCD.rar)
http://www.4shared.com/rar/sxQqxNvg/ATmega16__LCD.html
atau
http://www.mediafire.com/?jy1b6ug79u7fo4k

Program (lcdcoba.rar)
http://www.4shared.com/rar/S19_qUxm/lcdcoba.html
atau
http://www.ziddu.com/downloadlink/19937452/lcdcoba.rar

Menampilkan Karakter pada LCD 16x2 dengan Bahasa C

Cukup lama sudah tidak membuat tulisan tentang elektronika. Akhir-akhir ini lebih banyak tentang menggambar baik pensil maupun digital. Malam ini dari pada iseng 'bengong' lebih baik menulis yang ringan-ringan saja. Kali ini saya akan mengulas sedikit tentang memprogram atau menampilkan data/tulisan pada LCD dengan bahasa C yang ditampilkan/simulasi pada Proteus.
Langsung saja, kita buat programnya dengan CVAVR. Jalankan aplikasi CVAVR - File - New - Project - OK, dan pilih OK lagi untuk menggunakan fasilitas wizard. Setelah itu pilih chip yang digunakan. Di sini saya menggunakan ATmega16 dengan clock 11,059200 MHz.

Klik untuk memperbesar

Setelah itu pada menu File pilih Generate, save, and exit. Kemudian ketik program sederhana untuk menampilkan karakter pada LCD di bawah tulisan "// Place your code here", contoh:

lcd_gotoxy(0,0);
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("Test LCD");
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_putsf("Coba-coba");
delay_ms(100);
lcd_clear();
delay_ms(100);

Maksud dari perintah tersebut:

    lcd_gotoxy(0,0);

Posisi karakter pada sumbu XY, jika pada LCD 16x2 nilai (0,0) menunjukkan karakter ditampilkan pada baris pertama. Sedangkan (0,1) untuk menampilkan karakter pada baris kedua.

    lcd_putsf("Test LCD");

Ini perintah untuk menampilkan karakter yang ada dalam tanda kurung dengan dua tanda kutip.

    delay_ms(100);

Perintah untuk menunda perintah selanjutnya dalam ms (mili second) dengan nilai yang ada dalam tanda kurung.

    lcd_clear();

Perintah ini berfungsi untuk membersihkan atau menghapus karakter yang ditampilkan pada LCD.
Setelah selesai buat program .hex dengan memilih menu Project - Make atau pada keyboard, Shift + F9, OK.
Untuk simulasinya dengan Proteus, jalankan program ISIS dan buatlah rangkaian seperti berikut.

Klik untuk memperbesar

Rangkaian tersebut berdasarkan konfigurasi pin pada menu wizard di CVAVR di atas. Setelah selesai, klik dua kali pada gambar mikrokontroler dan pilih program file .hex-nya di mana program di atas disimpan. Kemudian tekan Play pada bagian kiri bawah.

Download program dan rangkaian simulasi:

http://www.4shared.com/rar/TIArZQcv/Simulasi_LCD.html
atau
http://www.ziddu.com/downloadlink/19919228/SimulasiLCD.rar

Langkah-langkah Membuat PCB Sendiri

PCB (Printed Circuit Board) adalah sebuah papan yang berisi jalur rangkaian dari logam yang menghubungkan komponen-komponen elektronik tanpa kabel. Kita dapat membuatnya sendiri sesuai dengan rangkaian yang ada atau yang kita buat. Bahan-bahannya pun dapat dengan mudah kita temukan. Adapun langkah-langkahnya:

Contoh desain PCB, sistem minimum mikrokontroler ATmega16

Membuat Desain Rangkaian
Untuk melakukan proses ini dan mendapatkan hasil yg menarik dapat dilakukan dengan bantuan software komputer. Program tersebut seperti Eagle, PCB Designers, atau OrCAD.


Sablon PCB
Langkah selanjutnya adalah penyablonan PCB. Ini dapat dilakukan dengan cara:

1. Print (cetak) hasil desain tadi pada kertas biasa.
2. Fotokopi pada transparency film, bisa juga pada kertas glossy.
3. Siapkan PCB polos yang akan digunakan. Permukaan PCB terlebih dahulu dibersihkan bisa dengan bensin.
4. Siapkan setrika listrik, atur jangan terlalu panas dan jangan terlalu hangat.
5. Letakkan hasil fotokopi tadi di atas PCB polos dan atur posisinya hingga rapi. Jangan sampai terbalik, permukaan yang ada tintanya/bagian yang kasar yang ditempelkan pada PCB.
6. Lakukan proses menyetrika hasil fotokopi-an tadi yang diletakkan di atas PCB seperti kita menyetrika baju secara merata dan bagian sisi-sisinya. Ini dilakukan sekitar 20-40 menit atau kira-kira dirasa proses ini selesai (trial and error). Perlu diperhatikan, jangan terlalu lama meletakkan setrika di atas PCB. Jika terlalu panas, PCB akan menggelembung.
7. Setelah dirasa selesai, diamkan sejenak jangan langsung menarik lembar tadi dari PCB. Ambil wadah isi air dan rendam PCB beserta lembaran tadi kemudian lepaskan lembaran tersebut dari PCB.
8. Proses ini ada kemungkinan gagal. Lihat hasilnya, jika kerusakan lebih dari sekitar 30%, alangkah baiknya jika ulangi dari awal. Namun jika kurang dari itu masih dapat dibenahi dan dipertebal dengan ballpoint atau spidol permanen.
9. Jika proses sablon berhasil, selanjutnya pelarutan lapisan tembaga PCB yang tidak diperlukan dengan larutan fericlorit (FeCl₃).

Melarutkan Lapisan Tembaga

1. Siapkan wadah berukuran sesuai PCB yang dibuat dan isi air tidak banyak (kira-kira menenggelamkan PCB). Air untuk pelarutan ini dapat air biasa atau air panas.
2. Larutkan bubuk atau bongkahan FeCl₃ tunggu hingga bercampur.
3. Pastikan jalur PCB (hasil sablon) tidak ada yang salah atau kasus lain seperti jalur menyambung, jalur yang tipis, dll. Benahi dahulu jika terdapat hal demikian. Selanjutnya masukkan PCB dalam larutan.
4. Jika telah dimasukkan, tunggu hingga 10-15 menit atau hingga semua lapisan yang tidak terpakai terkelupas. Lakukan dengan menggoyang-goyangkan wadah untuk mempercepat proses.
5. Pada proses ini juga perlu diperhatikan apakah tinta pada jalur ada yang pudar. Jika terdapat yang demikian, perbaiki terlebih dahulu jalur tersebut dengan pena/spidol permanen.
6. Lihat apakah lapisan tembaga yang tidak terpakai sudah hilang bersih atau belum. Jika sudah, angkat PCB dan bersihkan sisa-sisa larutannya dengan air bersih.
7. Bersihkan atau hilangkan tinta sablon tadi dengan bensin atau thinner. Dapat juga dibersihkan dengan amplas.
8. Terakhir lakukan pengeboran dengan mini drill lubang-lubang pin/kaki-kaki komponen. Setelah pelubangan selesai, bersihkan lagi jalur PCB dengan thinner, bensin, atau amplas. Ini bertujuan untuk memudahkan kita dalam proses penyolderan nantinya.

Mengintip Jembatan Wheatstone

Dalam pengukuran listrik, terdapat istilah rangkaian jembatan. Namun, ini tentu bukan jembatan penyebrangan atau penghubung antar tepi sungai agar dapat dilewati oleh orang atau kendaraan. Jembatan di sini adalah rangkaian yang digunakan dalam pengukuran listrik.

Rangkaian jembatan umumnya digunakan untuk membandingkan nilai komponen yang tidak diketahui dengan komponen yang nilainya telah diketahui dengan tepat. Pembandingan ini didasarkan dengan penunjukan nol kesetimbangan rangkaian jembatan. Hal ini dapat menghasilkan pengukuran yang cukup teliti. Pada dasarnya ini tidak bergantung pada karakteristik detektor nol. Ketelitian pengukuran langsung sesuai dengan ketelitian masing-masing komponen jembatan.

Jembatan Wheatstone
Jembatan Wheatstone merupakan salah satu rangkaian jembatan yang umunya digunakan pada pengukuran presisi tahanan dengan nilai sekitar 1 Ω sampai rangkuman mega ohm. Jembatan initerdiri dari empat lengan resistif beserta sumber (batere) dan sebuah detektor nol yang biasanya menggunakan galvanometer atau pengukur arus lainnya yang sensitif.

Rangkaian Jembatan Wheatstone
Berdasarkan gambar rangkaian di samping, R1 dan R2 merupakan hambatan yang nilainya telah diketahui. Kedua tahanan ini disebut sebagai lengan-lengan pembanding. Tahanan R3 adalah lengan dengan nilai tahanan yang diubah-ubah hingga mencapai kesetimbangan (lengan standar). Arus yang melalui galvanometer bergantung pada beda potensial antara C dan D. Jembatan dalam keadaan setimbang jika beda potensial pada galvanometer adalah nol, atau tidak ada arus yang melaluinya. Ini terjadi jika tegangan C ke A sama dengan tegangan D ke A. Bisa juga tegangan C ke B sama dengan tegangan D ke B.

Persamaan Jembatan Wheatstone
Jembatan wheatstone dapat digunakan untuk mengukur hambatan listrik. Sesuai Hukum Newton, hambatan merupakan hasil bagi antara tegangan dengan arus (R=V/I). Jembatan wheatstone tidak memerlukan alat ukur voltmeter dan amperemeter, cukup satu Galvanometer untuk melihat apakah ada arus listrik yang melalui suatu rangkaian. Untuk perhitungan atau persamaannya, jika galvanometer dalam keadaan nol, maka:

I₁ R₁ = I₂ R₂
I₁ = I₃ = E/(R₁+R₃)
I₂ = I₄ = E/(R₂+R₄)
Jika digabungkan:
R₁/(R₁+R₃) = R₂/(R₂+R₄) atau R₁ R₄ = R₂ R₃
R₄ merupakan hambatan yang tidak diketahui. Kita dapat menggantinya dengan R_x, sehingga:
R_x = R₃ R₂/R₁



David, William. 1985. Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran Edisi ke-2 (Terjemahan). Jakarta: Erlangga
dan berbagai sumber

Sensor Gaya, Torsi, dan Beban

Tulisan kali ini berasal dari salah satu tugas salah satu mata kuliah yang saya ambil. Sebenarnya hingga saat ini (membuat posting) masih belum menguasai dengan materi ini. Melihat barang-barangnya secara langsung pun juga belum pernah (hehe). Namun tidak ada salahnya jika sedikit berbagi sekaligus menulis kembali agar tidak lupa (lha, curhat).

Tidak usah berbasa-basi lagi. Sebelumnya, kita perlu tahu apa itu tranduser dan sensor. Tranduser adalah suatu peranti yang dapat mengubah suatu energi ke energi yang lain. Sedangkan sensor merupakan jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik.

Gaya
Di dalam ilmu fisika, gaya atau kakas adalah apapun yang dapat menyebabkan sebuah benda bermassa mengalami percepatan ^[1]. Gaya didapat dari perkalian massa suatu benda dengan percepatannya (F = m•a). Satuan SI untuk gaya adalah Newton (N). Transduser gaya bekerja berdasarkan prinsip deformasi sebuah material akibat adanya tegangan mekanis yang bekerja.

Torsi
Torsi umumnya disebut momen gaya atau yang juga dipengaruhi momen inersia/kelembaman. Torsi merupakan hasil perkalian antara gaya dengan lengan atau vektor yang dinyatakan dengan satuan "N•m" (T = F•r).

Beban
Sensor beban (Load cells) adalah tranduser elektromekanis yang menerjemahkan gaya atau berat badan menjadi tegangan.

Jenis-jenis Sensor yang Digunakan

• Material piezoelektrik adalah material yang dapat merubah energi mekanik menjadi energi listrik (direct piezoelectric) atau dari energi listrik menjadi energi mekanik (inverse piezoelectric).
• Polyvinylidene Flouride (PVDF) merupakan salah satu jenis smart material berbasis polimer yang memiliki kemampuan dalam piezoelektrik. Selain memiliki kemampuan dalam piezoelektrik, PVDF juga memiliki kemampuan pyroelektrik, yaitu kemampuan suatu material untuk merubah energi termal berupa foton thermal infrared menjadi energi listrik yang berupa perubahan muatan.
• Strain gage adalah transduser pasif yang mengubah suatu pergeseran mekanis menjadi perubahan tahanan. Untuk mengatur keluaran alat ini yang berupa hambatan dapat menggunakan jembatan wheatstone. Dengan begitu keluaran tadi dapat berupa tegangan.
• Sensor flexiforce^® merupakan sebuah sensor gaya (force) atau beban (load), sensor ini berbentuk printed circuit yang sangat tipis dan fleksibel.

Strain Gage

• Berfungsi untuk mengubah gaya, beban, torsi dan regangan menjadi resistansi/hambatan.
• Sensor ini terbuat dari kawat tahanan tipis berdiameter sekitar 1 mm. Kawat tahanan yang biasa digunakan adalah campuran dari bahan konstantan (60 % Cu dan 40 % Ni).
• Kawat tahanan ini dilekatkan pada papan penyangga.

Salah satu bentuk strain gage (sumber: m-edukasi.net)

http://id.wikipedia.org/wiki/
http://m-edukasi.net/online/2008/jenissensor/sensor%20gaya%20dan%20fungsinya.html

Thyristor: SCR, TRIAC, dan DIAC

Thyristor berasal dari bahasa yunani, “pintu”. Diambil dari kata ini kemungkinan karena sifatnya yang mirip dengan pintu. Thyristor terbuat dari semikonduktor silikon. Namun ini berbeda dengan transistor bipolar dan MOS karena P-N junction-nya lebih kompleks. Di samping itu, fungsinya lebih digunakan sebagai saklar (switch) daripada sebagai penguat arus atau tegangan.

Thyristor mempunyai struktur dasar empat layer PNPN. Jika dipilah, struktur ini terdiri dari junction PNP dan NPN yang disambung. Dengan kata lain, komponen ini terdiri dari dua transistor, PNP dan NPN yang saling dihubungkan pada kolektor dan basisnya.

Struktur, susunan, dan rangkaian ekuivalen thyristor

Seperti yang kita ketahui bahwa I_C = ß. I_B, arus kolektor merupakan penguatan dari arus basis. Misal, arus sebesar I_B yang mengalir pada basis transistor Q₂, maka akan ada arus I_B yang mengalir pada kolektor Q₂. Arus kolektor ini merupakan arus basis I_B pada transistor Q₁, sehingga akan muncul penguatan pada arus kolektor transistor Q1. Arus kolektor transistor Q₁ tidak lain adalah arus base bagi transistor Q₂. Demikian seterusnya sehingga makin lama sambungan PN dari thyristor ini di bagian tengah akan mengecil dan hilang yang tertinggal hanyalah lapisan P dan N di bagian luar. Dalam keadaan ini, struktur ini merupakan struktur dioda PN (anoda-katoda) yang telah dikenal. Dengan demikian, thyristor dalam keadaan ON dan dapat mengalirkan arus layaknya dioda.

SCR
Untuk membuat thryristor dalam keadaan ON, dengan memberi arus trigger pada P yang dekat dengan katoda. Atau, ini dapat dilakukan dengan membuat kaki gate pada P yang dekat dengan katoda. Ini merupakan struktur dari SCR, yang dalam banyak literatur disebut thyristor saja.

Struktur, susunan, rangkaian ekuivalen, simbol, dan bentuk SCR

KomponeN ini dapat ditrigger menjadi ON dengan memberi arus gate melalui pin gate. Dengan memberi arus gate I_g yang semakin besar dapat menurunkan tegangan breakover (V_bo) SCR. Tegangan ini merupakan tegangan minimum untuk membuat SCR dalam keadaan ON. SCR akan mudah menjadi ON sampai pada suatu besar gate tertentu, meski dengan tegangan forward kecil, 1 volt atau lebih kecil lagi.

Kurva SCR

Pada kuva SCR di atas, tampak tegangan V_bo. SCR dalam keadaan ON jika tegangan Forward SCR mencapai titik ini. Di samping itu, arus I_g dapat menurunkan V_bo menjadi lebih kecil lagi. Arus trigger dinotasikan I_GT (gate trigger current), sedangkan I_h merupakan arus holding yang berfunsi mempertahankan SCR tetap ON. Sehingga, arus forward dari anoda yang menuju katoda harus berada di atas parameter ini agar SCR tetap ON. Dengan demikian, jika ingin SCR dalam keadaan OFF, maka arus anoda-katoda harus di bawah nilai I_h. Nilai I_h sendiri terdapat dalam datasheet. Hal ini sama dengan menurunkan tegangan anoda-katoda ke titik nol. Sehingga SCR atau thyristor pada umumnya tidak cocok untuk aplikasi DC. Sedangkan pada aplikasi tegangan AC, SCR dalam keadaan OFF saat gelombang tegangan AC di titik nol.

Tegangan trigger pada gate (V_GT) juga dapat menyebabkan SCR menjadi ON. Atau, jika dalam model, tegangan ini adalah V_be pada Q2. V_GT seperti halnya V_be, besarnya kira-kira 0.7 volt (bahan silikon).


I_g = Gate Current (arus gate) I_h = Holding Current (arus genggam)
V_bo = Breakover Voltage (tegangan breakover)
V_GT = Gate Trigger Voltage (tegangan pemicuan gate)
I_GT = Gate Trigger Current (arus pemicuan gate)

TRIAC
SCR dapat dikatakan thyristor uni-directional (satu arah), ini karena ketika ON hanya dapat melewatkan arus satu arah saja yaitu dari anoda menuju katoda. Sebenarnya, struktur TRIAC sama dengan dua buah SCR yang arahnya bolak-balik dan kedua gate-nya disatukan. TRIAC biasa juga disebut thyristor bi-directional.

Kerja TRIAC mirip dengan SCR yang paralel bolak-balik sehingga dapat mengalirkan arus dua arah. Untuk kurvanya:

Kurva TRIAC

Pada datasheet akan lebih detail diberikan besar parameter-parameter seperti V_bo dan -V_bo, lalu I_GT dan -I_GT, I_h serta -I_h dan sebagainya. Umumnya besar parameter ini simetris antara yang plus dan yang minus. Dalam perhitungan desain, bisa dianggap parameter ini simetris sehingga lebih mudah di hitung.

DIAC
DIAC, jika dilihat dari strukturnya, bukan termasuk thyristor. Namun, prinsip kerjanya membuat DIAC digolongkan sebagai thyristor. Struktur DIAC mirip dengan transistor PNP. Perbedaannya, Lapisan N pada transistor dibuat tipis agar mudah dilewati elektron. Sedangkan pada DIAC, lapisan N dibuat lebih tebal agar elektron sulit melewatinya. DIAC lebih mirip dengan dioda PN dan NP. Sehingga, DIAC digolongkan sebagai dioda pada beberapa literatur.

DIAC dimaksudkan agar sukar dilewati arus. DIAC dapat menghantarkan arus dengan tegangan breakdown tertentu. Arus ini tentu saja dapat bola-balik dari anoda-katoda, dan sebaliknya. Untuk kurva karakteristiknya sama dengan TRIAC. Namun nilai tegangan breakdown perlu diketahui.

Umumnya, DIAC digunakan sebagai pemicu TRIAC agar ON pada tegangan masukan yang relatif tinggi. Contoh aplikasinya adalah dimmer lampu.

Rangkaian dimmer

 

Jika I_GT TRIAC diketahui sebesar 10 mA dan V_GT=0,7 volt, sedangkan V_bo DIAC sebesar 20 V, maka TRIAC akan ON pada:

V = I_GT(R)+V_bo+V_GT = 120.7 V
 

Biasanya, Resistor R pada rangkaian dimmer diganti dengan rangkaian seri resistor dan potensiometer. Kapasitor C dengan rangkaian R digunakan untuk menggeser fasa tegangan VAC. Lampu dapat menyala redup dan terang bergantung kapan TRIAC dipicu.

http://www.m-edukasi.net/online/2008/thyristor/sumateth.html
http://www.electroniclab.com/index.php?option=com_content&view=article&id=12:thyristor&catid=6:elkadasar&Itemid=7

Termometer Digital Sederhana

Termometer pada umumnya berbentuk tabung kecil panjang dengan indikator air raksa. Seiring perkembangan kemajuan teknologi, saat ini termometer digital juga sudah menjadi hal yang biasa. Namun, bagaimana jika kita membuat sendiri. Ternyata membuat termometer digital itu tidak sulit. Kita dapat membuatnya dengan multimeter digital. Sedangkan untuk mengubah temperatur menjadi tegangan atau arus listrik kita dapat menggunakan LM35.

LM 35 merupakan jenis sensor suhu dengan keluaran dalam satuan Celcius. Sensor ini merupakan sensor suhu yang bersifat presisi dan mudah dikalibrasi. Koefisien temperatur sensor adalah 10 mV/°C. LM35 memiliki kemampuan mengukur suhu –55 °C sampai +150 °C.

Gambar LM35

Sensor ini memiliki koefisien suhu 10 mV/°C, dengan kata lain setiap perubahan 1 °C, tegangan pada terminal LM35 mengalami kenaikan sebesar 10 mV. Suhu maksimal yang dapat terukur pada sensor yaitu +150 °C, jadi tegangan output maksimal antara terminal LM35 adalah 1,5 Vdc. Rangkaiannya:

Gambar LM35 dan Rangkaiannya

Gambar Rangkaian Termometer dengan LM35 dan Multimeter

Prinsip kerja alat pengukur suhu ini, sensor suhu difungsikan untuk mengubah besaran suhu menjadi tegangan, dengan kata lain panas yang ditangkap oleh LM35 sebagai sensor suhu akan diubah menjadi tegangan. Sedangkan proses berubahnya panas menjadi tegangan, di dalam LM35 ini terdapat termistor, yang mana termistor inilah yang menangkap adanya perubahan panas. Termistor tersebut berjenis PTC (Positive Temperature Coefisient). Prinsip kerja dari PTC ini adalah resistansinya akan meningkat seiring dengan meningkatnya temperatur. Resistansi yang semakin besar menyebabkan tegangan output yang dihasilkan semakin besar.

Mohon maaf kalau penjelasannya terlalu singkat. Tapi tidak ada salahnya jika kita coba membuat alat yang sederhana ini. Semoga bermanfaat ^_^

Belajar Membuat Robot Sederhana

Hampir semua orang tahu apa itu robot. Dalam sepuluh tahun terakhir ini dunia robotika berkembang pesat dan cukup populer. Hal-hal yang dilakukan manusia kini banyak yang diganti mesin. Robot merupakan suatu sistem yang mampu bekerja otomatis. Robot sendiri dibagi menjadi beberapa macam. Di antaranya, robot dengan sistem analog dan robot dengan sistem digital. Robot dengan sistem digital adalah robot dengan yang diprogram. Sedangkan robot analog merupakan robot unprogram.

Membuat robot itu tidak susah. Kita dapat membuat sendiri robot sederhana. Robot yang kita buat adalah robot line follower analog atau robot pengikut garis sederhana. Komponennya pun banyak tersedia di pasaran. Robot line follower analog merupakan robot sederhana. Namun robot ini merupakan gambaran dasar yang dapat menggambarkan kerja dari sistem robotika secara umum. Berikut langkah-langkah perancangan dengan penjelasan singkatnya.

Sensor
Sensor adalah suatu perangkat yang digunakan untuk mengubah variasi mekanik, suara, panas, magnetis, menjadi tegangan atau arus listrik. Pada sistem robot, sensor berperan sebagai indera. Untuk robot ini kita gunakan sensor cahaya untuk mengikuti garis. Sensor cahaya ini terdiri dari lampu LED sebagai pemancar (transmitter) dan photodiode sebagai penerima (receiver).

Gambar rangkaian sensor LED/infrared dengan photodioda

LED memancarkan cahaya yang nantinya diterima oleh photodiode. Jika receiver menerima banyak cahaya, maka resistansi receiver kecil. Dan sebaliknya, jika receiver sedikit menerima cahaya, maka resistansinya menjadi besar. Atau dengan kalimat lain, jika transmitter mengenai garis warna putih/terang, maka nilai resistansi receiver kecil. Namun jika mengenai garis berwarna hitam/gelap, maka resistansi receiver besar.

Processor
IC LM339
IC LM339 berperan sebagai komparator. Sinyal dari sensor diolah dan diubah menjadi digital. Dalam IC ini terdapat empat buah komparator. Satu sensor menggunakan satu komparator. Sehingga, jika menggunakan empat sensor maka ada empat rangkaian komparator. Namun di sini kita gunakan dua pasang sensor dan itu sudah cukup.

Gambar pin out IC LM339

Jika tegangan pada Vin komparator lebih besar dari Vref, maka Vo akan berlogika "1" atau 5 volt. Sebaliknya, jika Vin lebih kecil dari Vref, maka Vo berlogika "0" atau tegangannya sebesar 0 volt. Untuk mengatur/membandingkan nilai-nilai ini kita dapat menambahkan resistor variabel.

IC 74LS00
IC ini merupakan gerbang NAND. Adapun prinsip gerbang NAND, keluaran akan bernilai “0” jika semua masukan bernilai “1”.

Gambar pin out IC 74LS00

Transistor
Transistor dapat berfungsi sebagai saklar on/off. Dalam sistem robot, transistor dapat berperan dalam pengaturan motor. Motor selalu menyala. Namun dalam beberapa kasus, motor perlu diatur kecepatannya. Dalam robot analog, hal ini diatur oleh transistor yang mengatur motor untuk menyala/berputar atau mati.

Mekanik
Motor (Dinamo)
Motor adalah komponen yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Dalam kasus perancangan robot, umumnya digunakan motor DC, ini karena jenis motor tersebut mudah untuk dikendalikan. Kecepatan yang dihasilkan oleh motor DC berbanding lurus dengan potensial yang diberikan. Untuk membalik arah putarnya cukup membalik polaritas yang diberikan. Untuk logika yang digunakan:

• Belok kiri: motor kanan berputar, motor kiri berhenti
• Belok kanan: motor kanan berhenti, motor kiri berputar
• Lurus: Kedua motor berputar

Keluaran dari IC umunya berkisaran 2 volt saja. Tegangan ini terlalu kecil untuk menggerakkan motor. Sehingga dibutuhkan sambungan langsung antara sumber tegangan dengan motor.

Untuk perancangan bentuknya sesuai kreatifitas masing-masing. Kita buat sebagus mungkin. Secara keseluruhan rangkaian robot sederhana ini dapat berupa rangkaian berikut.

Gambar rangkaian robot (klik untuk memperpesar)

http://pentriloquist.wordpress.com/
dan berbagai sumber

LED Berjalan Sederhana dengan AT89S52

Mikrokontroler adalah alat atau komponen yang berfungsi sebagai pengontrol dalam suatu rangkaian. Mikrokontroler AT89S52 merupakan mikrokontroler kelompok MCS-51. AT89S52 memiliki 40 pin yang terdiri dari empat port (Port 0, port 1, port 2, dan port 3). Dalam penggunaannya, mikrokontroler membutuhkan suatu rangkaian tersendiri agar dapat bekerja sebagaimana mestinya. Rangkaian ini disebut sistem minimum mikrokontroler.

Mikrokontroler membutuhkan tegangan masukan sebesar 5 volt. Dengan adanya hal ini, maka dibutuhkan adanya regulator tegangan. Regulator ini berfungsi mengubah tegangan masukan menjadi tegangan yang diharapkan, yaitu sebesar 5 volt. Tegangan keluaran regulator ini selain digunakan untuk mensuplai mikrokontroler, juga digunakan untuk rangkaian LED sebagai rangkaian output. (Baca juga: LED Berjalan Sederhana dengan AVR (ATmega16))

Gambar rangkaian LED dengan AT89S52

Dalam sistem minimum sendiri terdapat beberapa komponen penting. Salah satu komponen tersebut adalah kristal (XTAL). Komponen ini berfungsi sebagai pemberi detak atau sinyal masukan yang berupa logika 0 atau 1 pada mikrokontroler. Sedangkan kapasitor berfungsi untuk mengurangi noise. Dan resistor untuk mencegah dan mengurangi arus berlebih. Pada mikrokontrol juga terdapat Reset yang berfungsi mengembalikan mikrokontroler ke keadaan semula. Umumnya, pada sistem minimum ditambahkan push button yang bertujuan memudahkan user mengatur hal tersebut. Selain itu, dalam sistem minimum juga ditambahkan port ISP (In System Programing). Ini sebagai tempat untuk mengisi program pada mikrokontroler yang nantinya dihungkan ke computer melalui downloader.

Dalam aplikasi sederhana ini, LED adalah komponen yang digunakan sebagai output. Aplikasi ini berbentuk LED berjalan. Adapun jumlah LED yang digunakan sebanyak delapan buah sesuai jumlah pin pada tiap port. Untuk pemrogramannya, bahasa yang digunakan adalah bahasa Assemby. Alasan menggunakan bahasa ini karena bahasa ini cenderung mudah dipahami.

Program ini berfungsi untuk mengaktifkan kaki-kaki dari mikrokontroler. Dengan menggunakan LED, program diatur dengan berdasarkan penempatan LED pada mikrokontroler. Dalam aplikasi sederhana ini, LED dihubungkan pada port 0. Dan LED dinyalakan dua bersamaan secara bergantian. Untuk pemrogramannya:

org 0h
;----------------------------------------
;PROGRAM LED BERJALAN
;----------------------------------------
ulang:
      mov p0,#00000011b
      Call delay
      Call delay
      Call delay
      mov p0,#00000110b
      call delay
      Call delay
      Call delay
      mov p0,#00001100b
      Call delay
      Call delay
      Call delay
      mov p0,#00011000b
      Call delay
      Call delay
      Call delay
      mov p0,#00110000b
      Call delay
      Call delay
      Call delay
      mov p0,#01100000b
      Call delay
      Call delay
      Call delay
      mov p0,#11000000b
      Call delay
      Call delay
      Call delay
      sjmp ulang
;-------------------
; sub routine delay
;-------------------
delay: djnz r3,delay ; r3=r3-1 bila <> 0 ke   label delay
djnz r1,delay ; r1=r1-1 bila <> 0 ke label delay
ret ; kembali ke alamat setelah perintah
; 'call delay'
end

LED menyala dua sekaligus yang kemudian digeser ke kiri. Pada script program terlihat bahwa LED dihubungkan dengan port 0. Call delay merupakan perintah tunda. Ini bertujuan memberi rentan waktu tiap perintah pergantian LED. Sedangkan sjmp untuk mengulangi program pada awal.


www.mikron123.com
Lab. Mikroprosesor, tim.2007.Pemrograman Mikrokontroler AT89S51 dengan C/C++ dan Assembler.Yogyakarta: Penerbit Andi

Sekilas tentang Mikrokontroler

Pengertian

Mikrokontroler merupakan suatu alat atau komponen pengontrol yang mempunyai ukuran kecil. Sebelum mikrokontroler muncul, ada komponen yang disebut mikroprosesor. Namun, jika dibandingkan keduanya, mikrokontroler lebih unggul. Mikrokontroler sudah memiliki I/O dan memori internal. Berbeda dengan mikroprosesor yang tidak memiliki keduanya, sehingga harus ada IC tambahan yang mendukung.

Dalam kehidupan khususnya dunia elekronika, mikrokontroler mempunyai peran besar. Komponen ini dapat dikatakan sebagai otak dari suatu sistem/rangkaian. Sama halnya dengan otak pada makhluk hidup. Otak mempunyai peran yang sangat penting yang berfungsi sebagai pusat kendali. Begitu juga dengan peran mikrokontroler pada suatu rangkaian. Ini karena sesuai dengan fungsinya sebagai pengontrol.

Namun, komponen ini membutuhkan suatu rangkaian sendiri agar dapat berfungi sebagaimana mestinya. Rangkaian ini disebut rangkaian sistem minimum. Umumnya, mikrokontroler membutuhkan tegangan masukan sebesar 5 volt.

Macam-macam Mikrokontroler

Secara teknis hanya ada 2 yaitu RISC dan CISC dan masing-masing mempunyai keturunan/keluarga sendiri-sendiri:

- RISC kependekan dari Reduced Instruction Set Computer : instruksi terbatas tapi memiliki fasilitas yang lebih banyak

- CISC kependekan dari Complex Instruction Set Computer : instruksi bisa dikatakan lebih lengkap tapi dengan fasilitas secukupnya. (http://www.kelas-mikrokontrol.com/)

Saat ini, ada dua macam mikrokontroler yang populer. Di antaranya, mikrokontroler MCS-51 seperti AT89S51/52 dan “keluarga” AVR seperti ATmega8535 dan ATmega 16.

Aplikasi

Mikrokontroler mempunyai keunggulan:

- Ukuran yang kecil
- kemampuan tinggi
- penggunaan komponen lain dapat dipersedikit
- konsumsi daya rendah
- dan harganya juga murah

Sedangkan aplikasinya, mikrokontroler dapat digunakan untuk mainan anak-anak, perangkat elektronik rumah tangga, perangkat pendukung otomotif, peralatan industri, peralatan telekomunikasi, peralatan medis dan kedokteran. Selain itu dapat juga digunakan pada pengendali robot serta persenjataan militer.

http://www.mikron123.com/index.php/Tutorial-MCS-51/Apa-itu-Mikrokontroler.html
http://www.kelas-mikrokontrol.com/