Makalah Train Gate [PDF]

Citation preview

PROYEK MIKROKONTROLER



TRAIN GATE



Oleh : Agung Rizky



(10414485)



Efrat Ariobimo Prabowo



(13414408)



Rizka Fauzanul Irson



(19414587)



Susetyo Galu Pratomo



(1A414541)



Yudhika Adam Cibro



(1C414505)



3IB01



LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS GUNADARMA 2017



LEMBAR PENGESAHAN Judul Proyek



: Train Gate



Nama / NPM



: 1. Agung Rizky



(10414485)



2. Efrat Ariobimo Prabowo (13414408)



Kelas



3. Rizka Fauzanul Irson



(19414587)



4. Susetyo Galu Pratomo



(1A414541)



5. Yudhika Adam Cibro



(1C414505)



: 3IB01



Diperiksa tanggal : ___________________________



PJ Mikrokontroler



Asisten Pembimbing



(FACHRUL FERIANTONO)



(



ii



)



ABSTRAK TRAIN GATE Agung Rizky (10414485), Efrat Ariobimo Prabowo (13414408), Rizka Fauzanul Irson (19414587), Susetyo Galu Pratomo (1A414541), Yudhika Adam Cibro (1C414505). Makalah Mikrokontroler. Fakultas Teknologi Industri. 2017 Kata kunci: cahaya, photo dioda, mikrokontroler, robot, sensor, motor. (ix + 50 + Lampiran) Train Gate adalah palang pintu kereta yang bergerak secara otomatis karena adanya motor yang bergerak berdasarkan rangsangan cahaya terhadap sensornya yang dalam kasus ini menggunakan Photodioda. Motor akan bergerak maju atau mundur sesuai dengan arah datangnya cahaya apakah cahaya berada di depan atau di belakang robot. Pada proyek ini pengerjaan ditekankan pada proses perancangan rangkaian, perakitan, dan pemrograman mikrokontroler.



iii



KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, dengan limpahan rahmat dan kasih sayang-Nya, serta segala kemudahan yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan proyek Praktikum Mikrokontroler ini dengan judul “Train Gate”. Penulisan ini dimaksudkan untuk menyelesaikan proyek Praktikum Mikrokontroler Fakultas Teknologi Industri Universitas Gunadarma Jurusan Teknik Elektro. Dalam penulisan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar – besarnya kepada: 1. Prof. Dr. E.S. Margianti, SE, MM, selaku Rektor Universitas Gunadarma. 2. Dr. Ir. Hartono Siswono, ST., MT., selaku Ketua Jurusan Program Studi Teknik Elektro Universitas Gunadarma, 3. Seluruh asisten lab Mikrokontroler yang telah memberikan pembinaan dalam pembuatan train gate ini.



Penulis menyadari bahwa penulisan ilmiah ini masih belum sempurna dikarenakan keterbatasan pengetahuan dan pengalaman pada diri penulis. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk perbaikan dan penyempurnaan penulisan ilmiah ini dimasa yang akan datang. Akhir kata penulis mengharapkan semoga dengan tersusunnya penulisan ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.



iv



DAFTAR ISI



Halaman Judul ...................................................................................................... i Lembar Pengesahan ............................................................................................ ii Abstrak ............................................................................................................... iii Kata Pengantar ................................................................................................... iv Daftar Isi .............................................................................................................. v Daftar Tabel ...................................................................................................... vii Daftar Gambar .................................................................................................. viii Daftar Lampiran ................................................................................................. ix BAB 1 PENDAHULUAN .................................................................................. 1 1.1. Latar Belakang Masalah ...................................................................... 1 1.2. Identifikasi Masalah ............................................................................ 2 1.3. Batasan Masalah................................................................................... 2 1.4. Tujuan Penulisan ................................................................................. 2 BAB 2 LANDASAN TEORI .............................................................................. 3 2.1. Teori Dasar ........................................................................................... 3 2.2. Teori Komponen ................................................................................. 3 2.2.1. Mikrokontroler .......................................................................... 3 2.2.2. Mikrokontroler DT-ARM NUC120 ......................................... 5 2.2.3. Photo Transistor ...................................................................... 12 2.2.4. Motor DC ................................................................................ 13 2.2.5. LED ........................................................................................ 20 2.2.6. IC L293D ................................................................................ 22 2.2.7. Resistor ................................................................................... 24 2.2.8. Switch ..................................................................................... 30 2.2.9. Buzzer ..................................................................................... 31 BAB 3 PERANCANGAN DAN CARA KERJA ALAT ................................. 33 3.1. Analisa Diagram Blok ....................................................................... 33 3.1.1. Aktivator ................................................................................. 33 3.1.2. Input ........................................................................................ 33 3.1.3. Proses ...................................................................................... 34



v



3.1.4. Output ..................................................................................... 35 3.2. Analisa Rangkaian Secara Hardware ................................................ 35 3.2.1. Input ........................................................................................ 35 3.2.2. Proses ...................................................................................... 36 3.2.3. Output ..................................................................................... 36 3.3. Analisa Rangkaian Secara Detail ...................................................... 36 3.3.1. Analisa Rangkaian Input ........................................................ 36 3.3.2. Analisa Rangkaian Proses ...................................................... 37 3.3.3. Analisa Rangkaian Output ...................................................... 38 3.4. Flowchart Program ............................................................................ 39 3.5. Analisa Program ................................................................................ 43 3.6. Cara Kerja Alat ................................................................................. 45 3.6.1. Kedua Sensor Train Gate Aktif .............................................. 46 3.6.2. Sensor 0 Aktif dan Sensor 1 Mati ............................................ 47 3.6.3. Sensor 0 Mati dan Sensor 0 Aktif............................................ 47 3.6.4. Kedua Sensor Train Gate Tidak Aktif .................................... 48 BAB 4 PENUTUP ............................................................................................ 49 4.1. Kesimpulan ........................................................................................ 49 4.2. Saran .................................................................................................. 49 Daftar Pustaka ................................................................................................... 50



vi



DAFTAR TABEL



Tabel 3.1. Syarat-Syarat Pergerakan Train Gate .............................................. 24



vii



DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Bentuk Mikrokontroler ................................................................... 4 Gambar 2.2. Bentuk DT-ARM NUC120 ............................................................ 6 Gambar 2.3. Struktur Photo Transistor .............................................................. 12 Gambar 2.4. Bentuk dan Simbol Photo Transistor ........................................... 13 Gambar 2.5. Motor DC ..................................................................................... 14 Gambar 2.6. Struktur Motor DC ....................................................................... 15 Gambar 2.7. Karakteristik Motor DC Shunt ..................................................... 17 Gambar 2.8. Karakteristik Motor DC Seri ........................................................ 18 Gambar 2.9. Karakteristik Motor DC Kompon ................................................ 19 Gambar 2.10. Bentuk dan Simbol LED ............................................................ 21 Gambar 2.11. Perpindahan Elektron pada LED ................................................ 21 Gambar 2.12. Mengetahui Polaritas pada LED ................................................ 22 Gambar 2.13. IC L293D .................................................................................... 23 Gambar 2.14. Simbol Resistor .......................................................................... 25 Gambar 2.15. Resistor Kawat ........................................................................... 26 Gambar 2.16. Resistor Karbon .......................................................................... 26 Gambar 2.17. Resistor Oksida Logam .............................................................. 27 Gambar 2.18. Kode Warna Resistor ................................................................. 29 Gambar 2.19. Kode Huruf Resistor ................................................................... 30 Gambar 2.20. Switch ......................................................................................... 31 Gambar 2.21. Buzzer ......................................................................................... 31 Gambar 3.1. Diagram Train Gate ...................................................................... 33 Gambar 3.2. Diagram Sirkuit Train Gate .......................................................... 35 Gambar 3.3. Rangkaian Sensor ......................................................................... 37 Gambar 3.4. Rangkaian Proses ......................................................................... 38 Gambar 3.5. Rangkaian Palang ......................................................................... 38 Gambar 3.6. Flowchart Program Train Gate ..................................................... 41 Gambar 3.7. Simulasi Port Jika Kedua Sensor Aktif ........................................ 46 Gambar 3.8. Simulasi Port Jika Sensor 0 aktif dan Sensor 1 Mati ................... 47 Gambar 3.9. Simulasi Port Jika Sensor Belakang Aktif ................................... 47 Gambar 3.10. Simulasi Port Jika kedua Sensor Tidak Aktif ............................. 48



viii



DAFTAR LAMPIRAN



Lampiran 1. Flowchart Alat ................................................................................. I Lampiran 2. Rangkaian Train Gate ..................................................................... II Lampiran 3. Skematik Sensor ........................................................................... III Lampiran 4. Dokumentasi ................................................................................. IV



ix



BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Transportasi adalah sarana bagi manusia untuk memindahkan sesuatu, baik manusia atau benda dari satu tempat ke tempat lain. Transportasi berfungsi untuk mengatasi kesenjangan jarak dan komunikasi antara tempat asal dan tempat tujuan. Untuk itu dikembangkan sistem dalam wujud sarana (kendaraan) dan prasarana (jalan).



Salah satu sarana transportasi tersebut yaitu kereta api, alat transportasi ini merupakan alat transportasi yang terhindar dari kemacetan karena memiliki rute nya sendiri. Alat transportasi ini dilengkapi dengan adanya palang pintu perlintasan yang diletakkan pada tiap perlintasan rel yang dilalui jalan raya. Saat kereta api melintas maka pintu perlintasan akan menutup jalan raya sehingga kereta dapat berjalan dengan lancar, hanya saja tidak semua persimpangan rel kereta dengan jalan raya ini memiliki pintu perlintasan dan alarm peringatan kedatangan kereta sehingga dapat membahayakan para pengguna jalan raya yang menyeberang rel kereta. Pintu perlintasan kereta api rel yang ada sekarang masih memanfaatkan tenaga operator untuk membuka dan menutup pintu perlintasan, sehingga dapat terjadi kemungkinan adanya human error.



Misalnya kelalaian petugas penjaga pintu perlintasan dan keterlambatan informasi kereta datang yang masuk agar dapat direspon petugas pintu perlintasan untuk menutup pintu perlintasan, ketika human error itu terjadi saat ada kereta api listrik yang melintas dapat menyebabkan tertabraknya kendaraan yang kebetulan melintas tidak mengetahui kedatangan kereta karena melewati jalur kereta yang tidak tertutup pintu perlintasannya. Maka diperlukan otomatisasi proses membuka dan menutup pintu perlintasan sehingga hanya diperlukan pengawasan terhadap unit controlnya saja. Untuk keamanan penyeberangan pintu perlintasan dalam simulasi ini dirancang palang pintu perlintasan otomatis. Dengan dibuatnya alat



1



ini diharapkan dapat membantu pemahaman tentang prinsip kerja buka dan tutup pintu perlintasan secara otomatis dan kendali kecepatan otomatis.



1.2. Identifikasi Masalah Seperti yang diuraikan di latar belakang, permasalahan yang terjadi pada pintu perlintasan kereta api adalah seringnya terjadi kecelakaan lalu lintas dipintu perlintasan kereta api. Kecelakaan tersebut umunya disebabkan karena tidak adanya pintu perlintasan, dan kegagalan pintu menutup saat dibutuhkan atau kelalaianpetugasuntuk melakukan penutupan (human error ).



1.3. Batasan Masalah Penulisan ini dalam pembahasannya terbatas pada jenis– jenis komponen yang digunakan, cara pembuatan, cara kerja, dan hasil yang dikeluarkan. Rangkaian ini menggunakan Fototransistor, Motor dc, Nuc120, LED, Limit switch, L293D, Buzzer



1.4. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah agar penulis dapat mengetahui dan memahami bagaimana prinsip kerja sistem dari sensor Phototransistor, dimana phototransistor berfungsi sebagai sensor kedatangan kereta dan untuk merespon palang kereta api menutup dan membuka.



2



BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Teori Dasar Pada saat tahap perancangan rangkaian, hal-hal yang perlu diperhatikan yaitu bagaimana caranya memasang komponen yang baik, apakah sudah benar atau terbalik, mengecek voltase pada output rangkaian, jangan sampai pemasangan kaki komponen yang terbalik, maka komponen tersebut berakibat mengalami kerusakan, misalnya IC, Kapasitor, Resistor yang merupakan komponen yang riskan error karena pemasangan kaki komponen yang terbalik. Dalam dunia elektronika, komponen dibagi menjadi 2 bagian, yaitu Komponen Aktif dan Komponen Pasif. Komponen aktif merupakan komponen yang dalam pengoperasiannya diberikan arus atau tegangan listrik. Yang termasuk komponen aktif adalah: •



Dioda



•



Transistor



•



IC



•



Tranducer Komponen pasif adalah komponen yang apabila tidak diberikan arus atau



tegangan listrik akan tetap dapat beroperasi dan bekerja dengan baik. Yang termasuk komponen pasif ialah: •



Resistor



•



Kapasitor



•



Transformator



•



Relay



2.2 Teori Komponen Dalam perancangan rangkaian Train Gate, berikut akan dijelaskan beberapa rangkaian yang digunakan dalam perancangannya.



2.2.1 Mikrokontroler Mikrokontroler adalah sebuah chip terintegrasi yang biasanya menjadi bagian dari sebuah embedded system (sistem yang didesain untuk melakukan satu atau



3



lebih fungsi khusus yang real time). Mikrokontroler terdiri dari CPU, Memory, I/O port dan timer seperti sebuah 4ontrol4 standar, tetapi karena didesain hanya untuk menjalankan satu fungsi yang spesifik dalam mengatur sebuah sistem, mikrokontroler ini bentuknya sangat kecil dan sederhana dan mencakup semua fungsi yang diperlukan pada sebuah chip tunggal. Mikrokontroler berbeda dengan mikroprosesor, yang merupakan sebuah chip untuk tujuan umum yang digunakan untuk membuat sebuah 4ontrol4 multi fungsi atau perangkat yang membutuhkan beberapa chip untuk menangani berbagai tugas. Mikrokontroler dimaksudkan untuk menjadi mandiri dan independen, dan berfungsi sebagai kontrol khusus yang kecil.



Gambar 2.1. Bentuk Mikrokontroler



Keuntungan besar dari mikrokontroler dibandingkan dengan menggunakan mikroprosesor yang lebih besar, adalah bahwa jumlah komponen dan biaya desain dari item yang dikendalikan dapat ditekan seminimum mungkin. Mikrokontroler biasanya didesain menggunakan teknologi CMOS (Complemantary Metal Oxide Semiconductor), sebuah teknologi pembuatan chip terintegrasi (IC) efisien yang menggunakan daya kecil dan lebih kebal terhadap lonjakan listrik dibandingkan teknik yang lain. Ada beberapa arsitektur yang digunakan, tetapi yang dominan adalah CISC (Complex Instruction Set Computer), yang memungkinkan mikrokontroler untuk memiliki banyak instruksi pengaturan yang dapat dijalankan dengan sebuah instruksi makro. Beberapa menggunakan arsitektur RISC (Reduced Instruction Set



4



Computer), yang menggunakan sedikit instruksi, tetapi memberikan kesederhanaan yang lebih besar dan konsumsi daya yang rendah. 2.2.1.1 Kegunaan Mikrokontroler Mikrokontroler sudah menjadi umum untuk digunakan pada berbagai area, dan dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga, perangkat kontrol dan peralatan instrumentasi. Mikrokontroler juga banyak digunakan di dalam mobil, banyak kontrol yang menggunakannya, dan telah menjadi bagian sentral dari robotika kontrol. Karena biasa digunakan untuk mengendalikan sebuah proses tunggal dan menjalankan instruksi yang sederhana, mikorkontroler tidak memerlukan daya pemrosesan yang besar. Pasar



otomotif



telah



menjadi



pendorong



utama



perkembangan



mikrokontroler, banyak yang telah dikembangkan untuk keperluan aplikasi otomotif. Karena mikrokontroler yang digunakan pada otomotif harus menghadapi kondisi lingkungan yang keras, mereka harus menjadi sangat handal dan tahan banting. Namun demikian, mikrokontroler otomotif, seperti juga mikrokontroler yang lain, merupakan produk yang sangat murah dan dapat memberikan fitur canggih, yang tanpa dorongan dari perkembangan kontrol mungkin akan menjadi hal yang tidak mungkin atau akan menjadi sangat mahal untuk diimplementasikan.



2.2.2 Mikrokontroler DT-ARM NUC120 DT-ARM NUC120 Board merupakan modul pengembangan mikrokontroler NUC120RD2BN yang berbasis CPU ARM Cortex-M0 dari Nuvoton. Modul ini dapat bekerja dengan kecepatan CPU sampai dengan 48 MHz. Modul ini juga telah dilengkapi dengan bootloader internal, sehingga tidak diperlukan lagi device programmer eksternal. Pemrograman melalui bootloader bisa dilakukan dengan menggunakan koneksi USB



5



Gambar 2.2. Bentuk DT-ARM NUC120



2.2.2.1 Spesifikasi Spesifikasi dari mikrokontroler DT-ARM NUC120 adalah sebagai berikut : •



Core 



ARM® Cortex™-M0 core runs up to 50 MHz







One 24-bit system timer







Supports low power sleep mode







Single-cycle 32-bit hardware multiplier







NVIC for the 32 interrupt inputs, each with 4-levels of priority







Serial Wire Debug supports with 2 watchpoints/4 breakpoints



•



Build-in LDO for wide operating voltage ranges from 2.5 V to 5.5 V



•



Flash Memory 



32K/64K/128K bytes Flash for program code (128KB only support in NuMicro™ NUC100/NUC120 Medium Density)







4KB flash for ISP loader







Support In-system program (ISP) application code update







512 byte page erase for flash







Configurable data flash address and size for 128KB system, fixed 4KB data flash for the 32KB and 64KB system







Support 2 wire ICP update through SWD/ICE interface



6



 •



Support fast parallel programming mode by external programmer



SRAM Memory 



4K/8K/16K bytes embedded SRAM (16KB only support in NuMicro™ NUC100/NUC120 Medium Density)



 •



Support PDMA mode



PDMA (Peripheral DMA) 



Support 9 channels PDMA for automatic data transfer between SRAM and peripherals (Only support 1 channel in NuMicro™ NUC100/NUC120 Low Density)



•



Clock Control 



Flexible selection for different applications







Built-in 22.1184 MHz high speed OSC for system operation







Built-in 10 KHz low speed OSC for Watchdog Timer and Wake-up



‹ Trimmed to ‹ Trimmed to



1 % at +25 ℃and VDD = 5 V 3 % at -40 ℃ ~ +85 ℃ and VDD = 2.5 V ~ 5.5 V



operation 



Support one PLL, up to 50 MHz, for high performance system operation







External 4~24 MHz high speed crystal input for USB and precise timing operation







External 32.768 kHz low speed crystal input for RTC function and low power system operation



•



GPIO 







Four I/O modes: ‹



Quasi bi-direction



‹



Push-Pull output



‹



Open-Drain output



‹



Input only with high impendence







TTL/Schmitt trigger input selectable







I/O pin can be configured as interrupt source with edge/level setting







High driver and high sink IO mode support



Timer 



Support 4 sets of 32-bit timers with 24-bit up-timer and one 8-bit pre7



scale counter 



Independent clock source for each timer







Provides one-shot, periodic, toggle and continuous counting operation modes (NuMicro™ NUC100/NUC120 Medium Density only support one-shot and periodic mode)







Support event counting function (NuMicro™ NUC100/NUC120 Low Density only)



•



Watchdog Timer 



Multiple clock sources







8 selectable time out period from 1.6ms ~ 26.0sec (depends on clock source)



•







WDT can wake-up from power down or idle mode







Interrupt or reset selectable on watchdog time-out



RTC 



Support software compensation by setting frequency compensate register (FCR)







Support RTC counter (second, minute, hour) and calendar counter (day, month, year)







Support Alarm registers (second, minute, hour, day, month, year)







Selectable 12-hour or 24-hour mode







Automatic leap year recognition







Support periodic time tick interrupt with 8 period options 1/128, 1/64, 1/32, 1/16, 1/8, 1/4, 1/2 and 1 second



 •



Support wake-up function



PWM/Capture 



Built-in up to four 16-bit PWM generators provide eight PWM outputs or four complementary paired PWM outputs







Each PWM generator equipped with one clock source selector, one clock divider, one 8-bit prescaler and one Dead-Zone generator for complementary paired PWM







Up to eight 16-bit digital Capture timers (shared with PWM timers) provide eight rising/falling capture inputs



8



 •



Support Capture interrupt



UART 



Up to three UART controllers (NuMicro™ NUC100/NUC120 Low Density only support 2 UART controllers)







UART ports with flow control (TXD, RXD, CTS and RTS)







UART0 with 63-byte FIFO is for high speed







UART1/2(optional) with 15-byte FIFO for standard device







Support IrDA (SIR) function







Support RS-485 9-bit mode and direction control. (NuMicro™ NUC100/NUC120 Low Density Only)



•







Programmable baud-rate generator up to 1/16 system clock







Support PDMA mode







Up to four sets of SPI controller (NuMicro™ NUC100/NUC120



SPI



Low Density only support 2 SPI controllers) 



Master up to 16 MHz, and Slave up to 10 MHz (chip working @ 5V)







Support SPI master/slave mode







Full duplex synchronous serial data transfer







Variable length of transfer data from 1 to 32 bits







MSB or LSB first data transfer







Rx and Tx on both rising or falling edge of serial clock independently







2 slave/device select lines when it is as the master, and 1 slave/device select line when it is as the slave



•







Support byte suspend mode in 32-bit transmission







Support PDMA mode







Up to two sets of I2C device







Master/Slave mode







Bidirectional data transfer between masters and slaves







Multi-master bus (no central master)







Arbitration between simultaneously transmitting masters without



I2C



corruption of serial data on the bus 9







Serial clock synchronization allows devices with different bit rates to communicate via one serial bus







Serial clock synchronization can be used as a handshake mechanism to suspend and resume serial transfer







Programmable clocks allow versatile rate control







Support multiple address recognition (four slave address with mask option)



•



I2S 



Interface with external audio CODEC







Operate as either master or slave mode







Capable of handling 8-, 16-, 24- and 32-bit word sizes







Mono and stereo audio data supported







I2S and MSB justified data format supported







Two 8 word FIFO data buffers are provided, one for transmit and one for receive







Generates interrupt requests when buffer levels cross a programmable boundary



 •



Support two DMA requests, one for transmit and one for receive



PS/2 Device Controller 



Host communication inhibit and request to send detection







Reception frame error detection







Programmable 1 to 16 bytes transmit buffer to reduce CPU intervention



•







Double buffer for data reception







S/W override bus



USB 2.0 Full-Speed Device 



One set of USB 2.0 FS Device 12Mbps







On-chip USB Transceiver







Provide 1 interrupt source with 4 interrupt events







Support Control, Bulk In/Out, Interrupt and Isochronous transfers







Auto suspend function when no bus signaling for 3 ms







Provide 6 programmable endpoints 10



•







Include 512 Bytes internal SRAM as USB buffer







Provide remote wake-up capability



EBI (External bus interface) support (NuMicro™ NUC100/NUC120 Low Density 64-pin Package Only)



•



•







Accessible space: 64KB in 8-bit mode or 128KB in 16-bit mode







Support 8-/16-bit data width







Support byte write in 16-bit data width mode



ADC 



12-bit SAR ADC with 600K SPS







Up to 8-ch single-end input or 4-ch differential input







Single scan/single cycle scan/continuous scan







Each channel with individual result register







Scan on enabled channels







Threshold voltage detection







Conversion start by software programming or external input







Support PDMA mode



Analog Comparator 



Up to two analog comparators







External input or internal bandgap voltage selectable at negative node







Interrupt when compare result change







Power down wake-up



•



One built-in temperature sensor with 1℃ resolution



•



Brown-Out detector



•







With 4 levels: 4.5 V/3.8 V/2.7 V/2.2 V







Support Brown-Out Interrupt and Reset option



Low Voltage Reset 



Threshold voltage levels: 2.0 V



•



Operating Temperature: -40℃~85℃



•



Packages: 



All Green package (RoHS)







LQFP 100-pin / 64-pin / 48-pin (100-pin for NuMicro™ NUC100/NUC120 Medium Density Only)



11



2.2.3 Photo Transistor Photo Transistor adalah Transistor yang dapat mengubah energi cahaya menjadi listrik dan memiliki penguat (gain) Internal. Penguat Internal yang terintegrasi ini menjadikan sensitivitas atau kepekaan Photo Transistor terhadap cahaya jauh lebih baik dari komponen pendeteksi cahaya lainnya seperti Photo Diode ataupun Photo Resistor. Cahaya yang diterima oleh Photo Transistor akan menimbulkan arus pada daerah basis-nya dan menghasilkan penguatan arus hingga ratusan kali bahkan beberapa ribu kali. Photo Transistor juga merupakan komponen elektronika yang digolongkan sebagai Transduser.



2.2.3.1 Struktur Photo Transistor Photo Transistor dirancang khusus untuk aplikasi pendeteksian cahaya sehingga memiliki Wilayah Basis dan Kolektor yang lebih besar dibanding dengan Transistor normal umumnya. Bahan Dasar Photo Transistor pada awalnya terbuat dari bahan semikonduktor seperti Silikon dan Germanium yang membentuk struktur Homo-junction. Namun seiring dengan perkembangannya, Photo Transistor saat ini lebih banyak menggunakan bahan semikonduktor seperti Galium Arsenide yang tergolong dalam kelompok Semikonduktor III-V sehingga membentuk struktur Hetero-junction yang memberikan efisiensi konversi lebih tinggi. Yang dimaksud dengan Hetero-junction atau Heterostructure adalah Struktur yang menggunakan bahan yang berbeda pada kedua sisi persimpangan PN.



Gambar 2.3. Struktur Photo Transistor



12



2.2.3.2 Bentuk dan Simbol Photo Transistor Photo Transistor pada umumnya dikemas dalam bentuk transparan pada area dimana Photo Transistor tersebut menerima cahaya. Berikut ini adalah bentuk dan simbol Photo Transistor (Transistor Foto).



Gambar 2.4. Bentuk dan Simbol Photo Transistor



2.2.3.3 Prinsip Kerja Photo Transistor Cara kerja Photo Transistor atau Transistor Foto hampir sama dengan Transistor normal pada umumnya, dimana arus pada Basis Transistor dikalikan untuk memberikan arus pada Kolektor. Namun khusus untuk Photo Transistor, arus Basis dikendalikan oleh jumlah cahaya atau inframerah yang diterimanya. Oleh karena itu, pada umumnya secara fisik Photo Transistor hanya memiliki dua kaki yaitu Kolektor dan Emitor sedangkan terminal Basisnya berbentuk lensa yang berfungsi sebagai sensor pendeteksi cahaya. Pada prinsipnya, apabila Terminal Basis pada Photo Transistor menerima intensitas cahaya yang tinggi, maka arus yang mengalir dari Kolektor ke Emitor akan semakin besar.



2.2.4 Motor DC Motor DC adalah jenis motor listrik yang bekerja menggunakan sumber tegangan DC. Motor DC atau motor arus searah sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung dan tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC



13



digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.



Gambar 2.5. Motor DC



2.2.4.1 Komponen Utama Motor DC Gambar diatas memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama : 1. Kutub medan magnet Secara sederhana digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan kumparan motor DC yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan. 2. Kumparan motor DC Bila arus masuk menuju kumparan motor DC, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. kumparan motor DC yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, kumparan motor DC berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutubkutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan kumparan motor DC.



14



3. Commutator Motor DC Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam kumparan motor DC. Commutator juga membantu dalam transmisi arus antara kumparan motor DC dan sumber daya.



2.2.4.2 Bagian-bagian yang penting dari motor DC



Gambar 2.6. Strukur Motor DC 1.



Badan Mesin Badan mesin ini berfungsi sebagai tempat mengalirnya fluks magnet yang dihasilkan



kutub



magnet,



sehingga



harus



terbuat



dari



bahan



ferromagnetik.Fungsi lainnnya adalah untuk meletakkan alat-alat tertentu dan mengelilingi bagian-bagian dari mesin, sehingga harus terbuat dari bahan yang benar-benar kuat, seperti dari besi tuang dan plat campuran baja. 2.



Inti kutub magnet dan belitan penguat magnet Inti kutub magnet dan belitan penguat magnet ini berfungsi untuk mengalirkan arus listrik agar dapat terjadi proses elektromagnetik. Adapun aliran fluks magnet dari kutub utara melalui celah udara yang melewati badan mesin.



3.



Sikat-sikat Sikat - sikat ini berfungsi sebagai jembatan bagi aliran arus jangkar dengan bebas, dan juga memegang peranan penting untuk terjadinya proses komutasi.



15



4.



Komutator Komutator ini berfungsi sebagai penyearah mekanik yang akan dipakai bersama-sama dengan sikat. Sikat-sikat ditempatkan sedemikian rupa sehingga komutasi terjadi pada saat sisi kumparan berbeda.



5.



Jangkar Jangkar dibuat dari bahan ferromagnetic dengan maksud agar kumparan jangkar terletak dalam daerah yang induksi magnetiknya besar, agar ggl induksi yang dihasilkan dapat bertambah besar.



6.



Belitan jangkar Belitan jangkar merupakan bagian yang terpenting pada mesin arus searah, berfungsi untuk tempat timbulnya tenaga putar motor.



2.2.4.3 Kelebihan Motor DC Keuntungan utama motor DC adalah dalam hal pengendalian kecepatan motor DC tersebut, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur : •



Tegangan kumparan motor DC – meningkatkan tegangan kumparan motor DC akan meningkatkan kecepatan



•



Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan. Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada



umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC. Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan kumparan motor DC ditunjukkan dalam persamaan berikut : Gaya elektromagnetik : E=KΦN Torque : T = K Φ Ia



16



Dimana: E = gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal kumparan motor DC (volt) Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit) T = torque electromagnetik I a = arus kumparan motor DC K = konstanta persamaan



2.2.4.4 Jenis-Jenis Motor DC 1.



Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisah / separately excited.



2. Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengan gulungan kumparan motor DC (A) seperti diperlihatkan dalam gambar dibawah. Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus kumparan motor DC.



Gambar 2.7. Karakteristik Motor DC Shunt



17



Berikut tentang kecepatan motor shunt (E.T.E., 1997): •



Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang, lihat Gambar diatas dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin.



•



Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri dengan kumparan motor DC (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah).



3. Motor DC daya sendiri: motor seri Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan kumparan motor DC (A) seperti ditunjukkan dalam gambar dibawah. Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus kumparan motor DC. Berikut tentang kecepatan motor seri (Rodwell International Corporation, 1997; L.M. Photonics Ltd, 2002) : •



Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM



•



Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan mempercepat tanpa terkendali. Motor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque



penyalaan awal yang tinggi, seperti derek dan alat pengangkat hoist seperti pada gambar berikut.



Gambar 2.8. Karakteristik Motor DC Seri



18



4. Motor DC Kompon/Gabungan Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan kumparan motor DC (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar dibawah. Sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil. Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini. Contoh, penggabungan 40-50% menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek, sedangkan motor kompon yang standar (12%) tidak cocok (myElectrical, 2005).



Gambar 2.9. Karakteristik Motor DC Kompon



Motor DC adalah jenis motor listrik yang bekerja menggunakan sumber tegangan DC. Motor DC atau motor arus searah sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung dan tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.



2.2.4.5 Prinsip Kerja Motor DC Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor listrik secara umum :



19



1. Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.



2. Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran atau loop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan. 3. Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar atau torque untuk memutar kumparan.



4. Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.



2.2.5 LED (Light Emitting Diode) Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya. Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh karena itu, saat ini LED



20



(Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube. 2.2.5.1 Simbol dan Bentuk LED (Light Emitting Diode)



Gambar 2.10. Bentuk dan Simbol LED



2.2.5.2 Cara Kerja LED (Light Emitting Diode) Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.



Gambar 2.11. Perpindahan Elektron pada LED



LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke 21



wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (PType material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna). LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.



2.2.5.3 Cara Mengetahui Polaritas LED



Gambar 2.12. Mengetahui Polaritas pada LED



Untuk mengetahui polaritas terminal Anoda (+) dan Katoda (-) pada LED. Kita dapat melihatnya secara fisik berdasarkan gambar diatas. Ciri-ciri Terminal Anoda pada LED adalah kaki yang lebih panjang dan juga Lead Frame yang lebih kecil. Sedangkan ciri-ciri Terminal Katoda adalah Kaki yang lebih pendek dengan Lead Frame yang besar serta terletak di sisi yang Flat.



2.2.6 IC L293D IC L293D adlah IC yang didesain khusus sebagai driver motor DC dan dapat dikendalikan dengan rangkaian TTL maupun mikrokontroler. Motor DC yang dikontrol dengan driver IC L293D dapat dihubungkan ke ground maupun ke 22



sumber tegangan positif karena di dalam driver L293D sistem driver yang digunakan adalah totem pool. Dalam 1 unit chip IC L293D terdiri dari 4 buah driver motor DC yang berdiri sendiri sendiri dengan kemampuan mengalirkan arus 1 Ampere tiap drivernya. Sehingga dapat digunakan untuk membuat driver H-bridge untuk 2 buah motor DC. Konstruksi pin driver motor DC IC l293D adalah sebagai berikut.



2.2.6.1 Konstruksi Pin Driver Motor DC IC L293D



Gambar 2.13. IC L293D



2.2.6.2 Fungsi Pin Driver Motor DC IC L293D •



Pin EN (Enable, EN1.2, EN3.4), berfungsi untuk mengijinkan driver menerima perintah untuk menggerakan motor DC.



•



Pin In (Input, 1A, 2A, 3A, 4A) adalah pin input sinyal kendali motor DC



•



Pin Out (Output, 1Y, 2Y, 3Y, 4Y) adalah jalur output masing-masing driver yang dihubungkan ke motor DC



•



Pin VCC (VCC1, VCC2) adalah jalur input tegangan sumber driver motor DC, dimana VCC1 adalah jalur input sumber tegangan rangkaian kontrol dirver dan VCC2 adalah jalur input sumber tegangan untuk motor DC yang dikendalikan.



•



Pin GND (Ground) adalah jalu yang harus dihubungkan ke ground, pin GND ini ada 4 buah yang berdekatan dan dapat dihubungkan ke sebuah pendingin kecil.



•



23



2.2.6.3 Feature Driver Motor DC IC L293D Driver motor DC IC L293D memiliki feature yang lengkap untuk sebuah driver motor DC sehingga dapat diaplikasikan dalam beberapa teknik driver motor DC dan dapat digunakan untuk mengendalikan beberapa jenis motor DC. Feature yang dimiliki driver motor DC IC L293D sesuai dengan datasheet adlah sebagai berikut: •



Wide Supply-Voltage Range: 4.5 V to 36 V



•



Separate Input-Logic Supply



•



Internal ESD Protection



•



Thermal Shutdown



•



High-Noise-Immunity Inputs



•



Functionally Similar to SGS L293 and SGS L293D



•



Output Current 1 A Per Channel (600 mA for L293D)



•



Peak Output Current 2 A Per Channel (1.2 A for L293D)



•



Output Clamp Diodes for Inductive Transient Suppression (L293D)



2.2.7 Resistor Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Sebagaimana fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan atau nilai resistansi suatu resistor disebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω). Sesuai hukum Ohm bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor juga memiliki nilai yang lain seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang mampu dilewatkannya. Semua nilai yang berkaitan dengan resistor tersebut penting untuk diketahui dalam perancangan suatu rangkaian elektronika oleh karena itu pabrikan resistor selalu mencantumkan dalam kemasan resistor tersebut.



2.2.7.1 Simbol Resistor Berikut adalah simbol resistor dalam bentuk gambar yang sering digunakan dalam suatu desain rangkaian elektronika.



24



Gambar 2.14. Simbol Resistor



Resistor dalam suatu teori dan penulisan formula yang berhubungan dengan resistor disimbolkan dengan huruf “R”. Kemudian pada desain skema elektronika resistor tetap disimbolkan dengan huruf “R”, resistor variabel disimbolkan dengan huruf “VR” dan untuk resistorjenis potensiometer ada yang disimbolkan dengan huruf “VR” dan “POT”.



2.2.7.2 Kapasitas Daya Resistor Kapasitas daya pada resistor merupakan nilai daya maksimum yang mampu dilewatkan oleh resistor tersebut. Nilai kapasitas daya resistor ini dapat dikenali dari ukuran fisik resistor dan tulisan kapasitas daya dalam satuan Watt untuk resistor dengan kemasan fisik besar. Menentukan kapasitas daya resistor ini penting dilakukan untuk menghindari resistor rusak karena terjadi kelebihan daya yang mengalir sehingga resistor terbakar dan sebagai bentuk efisiensi biaya dan tempat dalam pembuatan rangkaian elektronika.



2.2.7.3 Jenis-jenis Resistor Berdasarkan jenis dan bahan yang digunakan untuk pembuatannya, resistor dibedakan menjadi resistor kawat, resistor arang dan resistor oksida logam atau resistor metal film.



25



1. Resistor Kawat (Wirewound Resistor)



Gambar 2.15. Resistor Kawat



Resistor kawat atau wirewound resistor merupakan resistor yang dibuat dengan bahat kawat yang dililitkan. Sehingga nilai resistansiresistor ditentukan dari panjangnya kawat yang dililitkan. Resistor jenis ini pada umumnya dibuat dengan kapasitas daya yang besar. 2. Resistor Arang (Carbon Resistor) Resistor arang atau resistor karbon merupakan resistor yang dibuat dengan bahan utama batang arang atau karbon. Resistor karbon ini merupakan resistor yang banyak digunakan dan banyak diperjual belikan. Dipasaran resistor jenis ini dapat kita jumpai dengan kapasitas daya 1/16 Watt, 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt, 1 Watt, 2 Watt dan 3 Watt.



Gambar 2.16. Resistor Karbon



26



3. Resistor Oksida Logam (Metal Film Resistor)



Gambar 2.17. Resistor Oksida Logam



Resistor oksida logam atau lebih dikenal dengan nama resistor metal film merupakan resistor yang dibuah dengan bahan utama oksida logam yang memiliki karakteristik lebih baik. Resistor metal film ini dapat ditemui dengan nilai toleransi 1% dan 2%. Bentuk fisik resistor metal film ini mirip dengan resistor karbon, hanya beda warna dan jumlah cincin warna yang digunakan dalam penilaian resistor tersebut. Sama seperti resistor karbon, resistor metal film ini juga diproduksi dalam beberapa kapasitas daya yaitu 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt. Resistor metal film ini banyak digunakan untuk keperluan pengukuran, perangkat industri dan perangkat militer.



Kemudian, berdasarkan nilai resistansinya resistor dibedakan menjadi 2 jenis yaitu resistor tetap (Fixed Resistor) dan resistor tidak tetap (Variable Resistor) 1. Resistor Tetap (Fixed Resistor) Resistor tetap merupakan resistor yang nilai resistansinya tidak dapat diubah atau tetap. Resistor jenis ini biasa digunakan dalam rangkaian elektronika sebagai pembatas arus dalam suatu rangkaian elektronika. Resistor tetap dapat kita temui dalam beberpa jenis, seperti : 



Metal Film Resistor



27







Metal Oxide Resistor







Carbon Film Resistor







Ceramic Encased Wirewound







Economy Wirewound







Zero Ohm Jumper Wire







S I P Resistor Network



2. Resistor Tidak Tetap (Variable Resistor) Resistor tidak tetap atau variable resistor terdiridari 2 tipe yaitu : 



Pontensiometer, tipe variable resistor yang dapat diatur nilai resistansinya secara langsung karena telah dilengkapi dengan tuas kontrol. Potensiometer terdiri dari 2 jenis yaitu Potensiometer Linier dan Potensiometer Logaritmis







Trimer Potensiometer, yaitu tipe variable resistor yang membutuhkan alat bantu (obeng) dalam mengatur nilai resistansinya. Pada umumnya resistor jenis ini disebut dengan istilah “Trimer Potensiometer atau VR”







Thermistor, yaitu tipe resistor variable yangnilairesistansinya akan berubah mengikuti suhu disekitar resistor. Thermistor terdiri dari 2 jenis yaitu NTC dan PTC. Untuk lebih detilnya thermistor akan dibahas dalam artikel yang lain.







LDR (Light Depending Resistor), yaitu tipe resistor variabel yang nilai resistansinya akan berubah mengikuti cahaya yang diterima oleh LDR tersebut.



2.2.7.4 Menghitung Nilai Resistor Nilai resistor dapat diketahui dengan kode warna dan kode huruf pada resistor. Resistor dengan nilai resistansi ditentukan dengan kode warna dapat ditemukan pada resistor tetap dengan kapasitas daya rendah, sedangkan nilai resistor yang ditentukan dengan kode huruf dapat ditemui pada resistor tetap daaya besar dan resistor variable. 1. Kode Warna Resistor Cincin warna yang terdapat pada resistor terdiri dari 4 ring 5 dan 6 ring warna. Dari cincin warna yang terdapat dari suatu resistor tersebut



28



memiliki arti dan nilai dimana nilai resistansi resistor dengan kode warna yaitu :



Gambar 2.18. Kode warna Resistor



B. Resistor Dengan 4 Cincin Kode Warna Maka cincin ke 1 dan ke 2 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 3 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warna ke 4 menunjukan nilai toleransi resistor. C. Resistor Dengan 5 Cincin Kode Warna Maka cincin ke 1, ke 2 dan ke 3 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 4 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warna ke 5 menunjukan nilai toleransi resistor. D. Resistor Dengan 6 Cincin Warna Resistor dengan 6 cnicin warna pada prinsipnya sama dengan resistor dengan 5 cincin warna dalam menentukan nilai resistansinya. Cincin ke 6 menentukan koefisien temperatur yaitu temperatur maksimum yang diijinkan untuk resistor tersebut.



29



2. Kode Huruf Resistor Resistor dengan kode huruf dapat kita baca nilai resistansinya dengan mudah karena nilai resistansi dituliskan secara langsung. Pada umumnya resistor yang dituliskan dengan kode huruf memiliki urutan penulisan kapasitas daya, nilai resistansi dan toleransi resistor. Kode huruf digunakan untuk penulisan nilai resistansi dan toleransi resistor.



Gambar 2.19. Kode Huruf Resistor



Kode Huruf Untuk Nilai Resistansi : 



R, berarti x1 (Ohm)







K, berarti x1000 (KOhm)







M, berarti x 1000000 (MOhm)



Kode Huruf Untuk Nilai Toleransi : 



F, untuk toleransi 1%







G, untuk toleransi 2%







J, untuk toleransi 5%







K, untuk toleransi 10%







M, untuk toleransi 20% Dalam menentukan suatu resistor dalam suatu rangkaian elektronika



yang harus diingat selain menentukan nilai resistansinya adalah menentukankan kapasitas daya dan toleransinya.



2.2.8 Switch Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang berfungsi menggantikan tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar Push ON yaitu hanya akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat saat katup tidak



30



ditekan. Limit switch termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut. Penerapan dari limit switch adalah sebagai sensor posisi suatu benda (objek) yang bergerak. Simbol limit switch ditunjukan pada gambar berikut.



Gambar 2.20. Switch



Limit switch umumnya digunakan untuk : •



Memutuskan dan menghubungkan rangkaian menggunakan objek atau benda lain.



•



Menghidupkan daya yang besar, dengan sarana yang kecil.



•



Sebagai sensor posisi atau kondisi suatu objek. Prinsip kerja limit switch diaktifkan dengan penekanan pada tombolnya



pada batas/daerah yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan atau penghubungan rangkaian dari rangkaian tersebut. Limit switch memiliki 2 kontak yaitu NO (Normally Open) dan kontak NC (Normally Close) dimana salah satu kontak akan aktif jika tombolnya tertekan.



2.2.9 Buzzer



Gambar 2.21. Buzzer



31



Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).



32



BAB 3 PERANCANGAN DAN CARA KERJA ALAT 3.1. Analisa Diagram Blok Secara umum, diagram blog dari rangkaian Train Gate adalah sebagai berikut:



AKTIVATOR ADAPTOR DC



INPUT



PROSES



OUTPUT



PHOTOTRANS ISTOR



NUC120



MOTOR DC



IC L293D



BUZZER



LIMIT SWITCH



Gambar 3.1. Diagram Train Gate



3.1.1. Aktivator Agar Train Gate dapat beroperasi, maka diperlukan adanya sumber tegangan DC berupa baterai atau adaptor. Besarnya tegangan yang dipilih adalah 9 Volt, karena dengan tegangan sebesar ini cukup untuk menggerakkan dua buah motor DC.



3.1.2. Input Pada bagian ini terdapat Phototransistor sebagai penghubung antara sistem palang dengan lingkungan sekitar dan limit switch pada motor. Phototransistor bisa digunakan sebagai sensor dalam pembuatan Train Gate ini, sebab besar kecil tegangannya tergantung dari cahaya. Tegangan dari phototransistor akan masuk ke pin pada Nuvoton NUC 120. Jadi, jika tegangan dari phototransistor besar, makan akan menghasilkan logika 1 pada pin digital dan jika tegangan dari phototransistor



33



kecil, maka akan menghasilkan logika 0 pada pin digital. Sedangkan limit switch akan menahan aliran arus pada motor DC agar motor berhenti berputar.



3.1.3. Proses Proses di sini berupa phototransistor yang mendapatkan cahaya dari LED di seberangnya. Ketika tidak ada yang menghalangi antara phototransistor dan LED maka phototransistor akan mendapatkan cahaya dari LED dan menghasilkan tegangan yang cukup tinggi, sebaliknya jika ada yang menghalangi antara LED dan phototransistor maka tegangan yang dihasilkan oleh phototransistor akan rendah. Output dari phototransistor akan diproses di dalam mikrokontroler Nuvoton NUC 120, phototransistor pada sensor 0 terdapat pada port GPIO A0 dan sensor 1 pada GPIO A1. Aktif atau tidaknya port GPIO A0 dan A1 ini akan berpengaruh pada port GPIO A8, A9, A10, A11, A12 dari mikrokontroler Nuvoton NUC 120 yang berfungsi sebagai port output dalam rangkaian ini. Port - port output ini lalu dihubungkan dengan pin 2, 7, 10, dan 15 pada IC L293D. Di bawah ini adalah ketentuan pemasangan pin-nya: •



Port GPIO A8 dengan pin 2



•



Port GPIO A9 dengan pin 7



•



Port GPIO A10 dengan pin 10



•



Port GPIO A11 dengan pin 15



Output dari mikrokontroler masuk ke pin input L293D yaitu 2, 7, 10, dan 15. Input ini akan diteruskan ke pin output L293 yaitu 3, 6, 11, dan 14 dengan nilai yang sama dengan input. Ketika palang kereta bergerak dan mengenai switch 1A atau 1B yang terdapat pada port GPIO A2 dan A3 maka motor akan berhenti berputar karena switch memberikan logika 1 yang awalnya berlogika 0. Kemudian Buzzer yang terdapat pada port GPIO A12 akan berbunyi ketika sensor 0 yang terdapat pada GPIO A0 bernilai low atau terhalang sesuatu dan berhenti berbunyi ketika sensor 1 bernilai high.



34



3.1.4. Output Output di sini berupa motor DC yang dihubungkan dengan pin-pin output L293D. 2 buah motor DC digunakan pada rangkaian Train Gate. Untuk bisa membuat palang kereta bergerak searah jarum jam, maka motor DC bagian depan dan belakang harus diberi inputan di kutub positifnya, sedangkan untuk bisa membuat palang kereta bergerak berlawanan arah jarum jam, maka motor DC bagian depan dan belakang harus diberi inputan di kutub negatifnya.



3.2. Analisa Rangkaian Secara Hardware Ada 3 bagian inti yang terdapat pada Train Gate, yaitu: a. Input berupa Phototransistor dan Limit Switch b. Proses berupa Nuvoton NUC 120 c. Output berupa motor DC dan Buzzer



Gambar 3.2. Diagram Sirkuit Train Gate



3.2.1. Input Bagian ini disebut juga bagian sensor. Phototransistor sebagai input, dan juga limit switch yang berfungsi sebagai penahan arus untuk menghentikan putaran motor.



35



3.2.2. Proses Bagian ini adalah tempat dimana semua proses dilakukan. Mulai dari penerimaan masukan dari setiap sensor phototransistor dan limit switch sampai pemberian tegangan untuk keluaran pada motor DC dan Buzzer.



3.2.3. Output Pada bagian output, terdapat 2 buah motor DC yang berfungsi sebagai penggerak palang kereta dan Buzzer. Motor DC digunakan karena memiliki kecepatan dan torsi yang bagus, mudah dikontrol arah putaran dan kecepatannya, serta hanya butuh arus DC untuk pengoperasiannya. Pergerakan searah atau berlawanan arah jarum jam motor DC dapat dilakukan dengan dua cara, menukar kabel positif dan kabel negatifnya atau dengan program yang ditulis pada software dan dimasukkan ke dalam mikrokontroler. Buzzer piezo digunakan karena memiliki daya yang rendah dan mudah dalam pengoperasian.



3.3. Analisa Rangkaian Secara Detail 3.3.1. Analisa Rangkaian Input Rangkaian input terdiri atas 2 macam yaitu rangkaian sensor dan limit switch. Rangkaian sensor terdiri atas 2 buah phototransistor, 2 buah LED, 1 buah resistor 100 ohm dan 1 buah resistor 10K ohm sedangkan rangkaian limit switch terdiri atas 2 buah limit switch dan 2 buah resistor 10K ohm seperti ditunjukkan pada gambar 3.3. Pada rangkaian sensor, tegangan VCC digunakan untuk mensuplai daya pada LED dan phototransistor. Phototransistor dikonfigurasikan secara pull-down dimana kaki collector phototransistor dihubungkan dengan vcc sedangkan kaki emitter phototransistor dihubungkan dengan resistor 10K ohm dan port GPIO A pada Nuvoton NUC 120.



36



Gambar 3.3. Rangkaian Sensor



Sensor phototransistor pada rangkaian diatas mempunyai sifat, yaitu tegangan akan bernilai besar jika sensor mendeteksi cahaya di sekitarnya, akibatnya tegangan yang masuk ke port GPIOA pada Nuvoton NUC 120 akan berlogika Sebaliknya, jika sensor tidak mendeteksi cahaya, tegangan yang masuk pada port GPIOA pada Nuvoton NUC 120 akan berlogika 0. Sedangkan, fungsi dari resistor 10K ohm yang terhubung dengan phototransistor adalah untuk mengatur kepekaan phototransistor terhadap cahaya, semakin tinggi nilai resistor maka tingkat kepekaan dari phototransistor akan meningkat dan tegangan yang masuk ke Nuvoton NUC 120 akan lebih besar. Pada rangkaian limit switch memiliki konfigurasi secara NC (Normally Closed) dimana dalam keadaan tidak ditekan akan berlogika 1, sedangkan ketika switch mengalami penekanan akan berlogika 0.



3.3.2. Analisa Rangkaian Proses Rangkaian Proses terdiri dari Nuvoton NUC 120. Untuk dapat melakukan pemrosesan, kode program yang sudah dibuat harus diflash terlebih dahulu ke dalam board Nuvoton NUC 120 melalui software NuMicro ISP Programming Tool. Sinyal masukan yang berasal dari rangkaian input masuk ke dalam Port GPIO A0, A1, A2, dan A3 yang selanjutnya akan diproses oleh Nuvoton NUC 120. Hasil dari proses kemudian keluar dari Port GPIO A8, A9, A10, A11 menuju kaki 2, 7, 10, dan 15 pada IC L293D.



37



Gambar 3.4. Rangkaian Proses



3.3.3. Analisa Rangkaian Output



Gambar 3.5. Rangkaian Palang



Rangkaian output terdiri dari 2 buah motor DC, 1 buah driver motor IC L293D dan 1 buah Buzzer seperti ditunjukkan gambar di atas. IC L293D berfungsi 38



untuk mengatur output pada motor DC. Motor DC berfungsi untuk menggerakkan roda, baik maju atau mundur. Logika di dalam IC L293D akan aktif hanya dengan sumber tegangan sebesar 5V. IC L293D akan mengolah sinyal masukan ke kaki 2, 7, 10, dan 15 yang berasal dari port GPIO A8, A9, A10, A11 pada Nuvoton NUC120 dengan nilai yang tetap. Meskipun motor DC bisa berputar hanya dengan tegangan 5V saja sesuai yang didapatkan dari sumber tegangan IC, namun bisa ditambahkan dengan sumber tegangan eksternal sebesar 4.5V – 36V agar motor DC bisa berputar lebih cepat. Hal ini dimungkinkan karena IC L293D memang mempunyai 2 kaki yang digunakan untuk mendapatkan sumber tegangan, bisa sumber tegangan yang sama nilainya maupun berbeda. Sedangkan untuk output berupa Buzzer terhubung dengan port GPIO A12 pada Nuvoton NUC 120 dan aktif sesuai dengan program yang telah di flash kedalam board Nuvoton NUC 120.



3.4. Flowchart Program Palang kereta yang mampu bergerak tanpa dikendalikan secara manual harus diprogram terlebih dahulu agar palang tersebut dapat bergerak sesuai dengan kondisi yang diinginkan. Program dibuat dengan software CooCox CoIDE kemudian diunduh ke dalam Nuvoton NUC 120 melalui software NuMicro ISP Programming Tool. Sebelum memulai pembuatan program, adakalanya terlebih dahulu membuat sebuah flowchart. Flowchart dapat dikatakan sebagai penggambaran secara grafik dari langkah-langkah atau urutan-urutan prosedur dari suatu program sehingga programmer bisa membuat program dengan benar dan tepat. Pembuatan flowchart program Train Gate harus memperhatikan syarat-syarat agar motor DC dan Buzzer dapat bergerak dan aktif berdasarkan kondisi pada kedua sensor. Saat tidak ada cahaya yang masuk ke sensor 0 dan sensor 1 mendapatkan cukup cahaya, maka palang akan bergerak turun dan Buzzer akan mulai berbunyi. Kemudian saat tidak ada cahaya yang masuk ke sensor 0 dan sensor 1, maka palang akan tetap diam dan Buzzer akan tetap berbunyi. Lalu saat ada cahaya yang masuk ke sensor 0 dan sensor 1 tidak mendapatkan cukup cahaya, maka palang akan tetap diam dan Buzzer



39



akan tetap berbunyi. Setelah itu saat sensor 0 dan sensor 1 mendapatkan cukup cahaya, maka palang akan bergerak naik dan Buzzer akan mulai berhenti berbunyi.



Tabel 3.1. Syarat-Syarat Pergerakan Light Detector Robot No.



Sensor 0



Sensor 1



1.



Terkena Cahaya



Terkena Cahaya



2.



Terkena Cahaya



Tidak



Kondisi



Kondisi



Palang



Buzzer



Naik



Terkena Diam



Diam Berbunyi



Cahaya 3.



Tidak



Terkena Terkena Cahaya



Turun



Berbunyi



Terkena Diam



Berbunyi



Cahaya 4.



Tidak Cahaya



Terkena Tidak Cahaya



Berikut ini adalah flowchart dari program Train Gate:



40



Gambar 3.6. Flowchart Program Train Gate



41



Berikut ini merupakan penjelasan langkah-langkah dari flowchart di atas: 1. Langkah pertama adalah melakukan pengecekan apakah ada sumber tegangan yang diberikan kepada Train Gate atau tidak. Jika tidak ada sumber tegangan, maka program akan langsung berhenti. Jika ada sumber tegangan, maka program akan lanjut menuju langkah kedua. 2. Langkah kedua adalah melakukan pengecekan apakah sensor 0 dalam keadaan aktif dan sensor 1 dalam keadaan mati atau tidak. Jika “Tidak” maka program akan menuju langkah ketiga. Jika “Ya”, maka kemudian akan dilakukan pengecekan apakah Switch 1A mengalami penekanan atau tidak. Jika “Tidak” maka palang/motor DC bergerak turun dan buzzer berbunyi dan kemudian program akan menuju langkah pertama. Jika “Ya” maka palang/motor DC tetap diam dan buzzer tetap berbunyi. Setelah itu, program akan kembali ke langkah pertama. 3. Langkah ketiga adalah melakukan pengecekan apakah sensor 0 dalam keadaan mati dan sensor 1 dalam keadaan aktif atau tidak. Jika “Ya” maka palang/motor DC tetap diam dan buzzer tetap berbunyi. Kemudian program akan kembali ke langkah pertama. Jika “Tidak” maka program akan menuju langkah keempat. 4. Langkah keempat adalah melakukan pengecekan apakah sensor 0 dan sensor 1 dalam keadaan aktif atau tidak. Jika “Ya” maka palang/motor DC tetap diam dan buzzer tetap berbunyi. Kemudian program akan kembali ke langkah pertama. Jika “Tidak” maka program akan menuju langkah kelima. 5. Langkah terakhir adalah melakukan pengecekan apakah sensor 0 dan sensor 1 dalam keadaan mati atau tidak. Jika “Tidak” maka program akan kembali ke langkah pertama. Jika “Ya” maka kemudian akan dilakukan pengecekan apakah Switch 1B mengalami penekanan atau tidak. Jika “Tidak” maka palang/motor DC bergerak naik dan buzzer tetap berbunyi, kemudian program akan menuju langkah pertama. Jika “Ya” maka palang/motor DC tidak bergerak dan buzzer berhenti berbunyi. Kemudian program akan menuju langkah pertama.



42



3.5. Analisa Program Seperti yang sudah dijelaskan pada bagian sebelumnya. Train Gate tidak akan bisa beroperasi jika tidak program. Program ini dibuat dengan menggunakan software CoIDE. Di bawah ini merupakan listing program yang digunakan pada Train Gate: #include"DrvGPIO.h" #include"DrvSYS.h" void Init(); int main(void) { Init(); while(1) { if(DrvGPIO_GetBit(E_GPA,



0)==0



&&



DrvGPIO_GetBit(E_GPA,



1)==1){ if(DrvGPIO_GetBit(E_GPA, 2)==0){ DrvGPIO_ClrBit(E_GPA, 8); DrvGPIO_ClrBit(E_GPA, 9); DrvGPIO_ClrBit(E_GPA, 10); DrvGPIO_ClrBit(E_GPA, 11); DrvGPIO_SetBit(E_GPA, 12); DrvSYS_Delay(1000000); DrvGPIO_ClrBit(E_GPA, 12); DrvSYS_Delay(1000000); }else{ DrvGPIO_SetBit(E_GPA, 8); DrvGPIO_ClrBit(E_GPA, 9); DrvGPIO_SetBit(E_GPA, 10); DrvGPIO_ClrBit(E_GPA, 11); DrvGPIO_SetBit(E_GPA, 12); DrvSYS_Delay(1000000); DrvGPIO_ClrBit(E_GPA, 12);



43



DrvSYS_Delay(1000000); } }



if(DrvGPIO_GetBit(E_GPA,



0)==1



&&



DrvGPIO_GetBit(E_GPA,



&&



DrvGPIO_GetBit(E_GPA,



&&



DrvGPIO_GetBit(E_GPA,



1)==0){ DrvGPIO_SetBit(E_GPA, 12); DrvSYS_Delay(1000000); DrvGPIO_ClrBit(E_GPA, 12); DrvSYS_Delay(1000000); }



if(DrvGPIO_GetBit(E_GPA,



0)==0



1)==0){ DrvGPIO_SetBit(E_GPA, 12); DrvSYS_Delay(1000000); DrvGPIO_ClrBit(E_GPA, 12); DrvSYS_Delay(1000000); }



if(DrvGPIO_GetBit(E_GPA,



0)==1



1)==1){ if(DrvGPIO_GetBit(E_GPA, 3)==0){ DrvGPIO_ClrBit(E_GPA, 8); DrvGPIO_ClrBit(E_GPA, 9); DrvGPIO_ClrBit(E_GPA, 10); DrvGPIO_ClrBit(E_GPA, 11); DrvGPIO_ClrBit(E_GPA, 12); }else{ DrvGPIO_ClrBit(E_GPA, 8); DrvGPIO_SetBit(E_GPA, 9); DrvGPIO_ClrBit(E_GPA, 10);



44



DrvGPIO_SetBit(E_GPA, 11); DrvGPIO_SetBit(E_GPA, 12); DrvSYS_Delay(1000000); DrvGPIO_ClrBit(E_GPA, 12); DrvSYS_Delay(1000000); } } } }



Berikut ini merupakan penjelasan dari listing program di atas: 1. Langkah pertama adalah memasukan library DrvGPIO dan DrvSYS pada program dengan instruksi #include “DrvGPIO.h” dan #include “DrvSys.h”. 2. Langkah kedua adalah melakuka inisialisasi program dengan instruksi void Init(); 3. Langkah ketiga adalah menuliskan instruksi Int(); while(1) yang berfungsi sebagai looping perintah. 4. Langkah keempat adalah melakukan pengecekan apakah sensor 0 dalam keadaan aktif dan sensor 1 dalam keadaan mati atau tidak dengan instruksi if(DrvGPIO_GetBit(E_GPA,



0)==0



&&



DrvGPIO_GetBit(E_GPA,



1)==1). Jika “FALSE” maka akan lompat menuju instruksi selanjutnya. Jika “TRUE” kemudian akan dilakukan pengecekan apakah switch 1A mengalami



penekanan



atau



tidak



dengan



instruksi



if(DrvGPIO_GetBit(E_GPA, 2)==0). Jika “TRUE” maka motor DC akan berhenti dan buzzer akan berbunyi. Jika “FALSE” maka motor DC akan bergerak turun dan buzzer akan berbunyi. 5. Langkah kelima adalah melakukan pengecekan apakah sensor 0 dalam keadaan mati dan sensor 1 dalam keadaan aktif atau tidak dengan instruksi if(DrvGPIO_GetBit(E_GPA,



0)==1



&&



DrvGPIO_GetBit(E_GPA,



1)==0). Jika “FALSE” maka akan lompat menuju instruksi selanjutnya. Jika “TRUE” maka buzzer akan berbunyi.



45



6. Langkah keenam adalah melakukan pengecekan apakah sensor 0 dan sensor 1



dalam



keadaan



aktif



if(DrvGPIO_GetBit(E_GPA,



atau



0)==1



tidak



&&



dengan



instruksi



DrvGPIO_GetBit(E_GPA,



1)==0). Jika “FALSE” maka akan lompat menuju instruksi selanjutnya. Jika “TRUE” maka buzzer akan berbunyi. 7. Langkah keempat adalah melakukan pengecekan apakah sensor 0 dan sensor



1



dalam



keadaan



if(DrvGPIO_GetBit(E_GPA,



mati



atau



tidak



dengan



instruksi



0)==1



&&



DrvGPIO_GetBit(E_GPA,



1)==1). Jika “FALSE” maka akan lompat menuju instruksi pertama. Jika “TRUE” kemudian akan dilakukan pengecekan apakah switch 1B mengalami



penekanan



atau



tidak



dengan



instruksi



if(DrvGPIO_GetBit(E_GPA, 3)==0). Jika “TRUE” maka motor DC akan berhenti dan buzzer tidak berbunyi. Jika “FALSE” maka motor DC akan bergerak naik dan buzzer akan berbunyi.



3.6. Cara Kerja Alat Untuk mengetahui cara kerja dari Train Gate, maka kita dapat mensimulasikannya dengan software Reads51.



3.6.1. Kedua Sensor Train Gate Aktif



Gambar 3.7. Simulasi Port Jika Kedua Sensor Aktif



Pada saat sensor 0 dan 1 tidak mendeteksi cahaya pada saat yang bersamaan, Port 1.0 (GPIO A0) dan Port 1.1 (GPIO A1) akan bernilai 0, maka kedua motor



46



DC yang terhubung pada Port 2 akan bernilai 0 sehingga motor DC tidak akan berputar dan Buzzer tidak menyala.



3.6.2 Sensor 0 Aktif dan Sensor 1 Mati



Gambar 3.8. Simulasi Port Jika Sensor 0 Aktif dan Sensor 1 Mati



Pada saat sensor 0 tidak mendeteksi cahaya dan sensor 1 mendeteksi cahaya, Port 1.0 (GPIO A0) akan bernilai 0, dan Port 1.1 (GPIO A1) akan bernilai 1 maka kedua motor DC yang terhubung pada Port 2.0 (GPIO A8) dan Port 2.2 (GPIO A10) akan bernilai 1 sehingga motor DC akan bergerak turun dan Buzzer mulai berbunyi.



3.6.3. Sensor 0 Mati Sensor 1 Aktif



Gambar 3.9. Simulasi Port Jika Sensor 0 Mati dan Sensor 1 Aktif



Pada saat sensor 0 mendeteksi cahaya dan sensor 1 tidak mendeteksi cahaya, Port 1.0 (GPIO A0) akan bernilai 1 dan Port 1.1 (GPIO A1) akan bernilai 0, maka kedua motor DC yang terhubung pada Port 2 akan bernilai 0 sehingga motor DC tidak akan berputar dan Buzzer tetap menyala. 47



3.6.4. Kedua Sensor Train Gate Tidak Aktif



Gambar 3.10. Simulasi Port Jika Kedua Sensor Tidak Aktif



Pada saat sensor 0 dan 1 mendeteksi cahaya pada saat yang bersamaan, Port 1.0 (GPIO A0) dan Port 1.1 (GPIO A1) akan bernilai 1, maka kedua motor DC yang terhubung pada Port 2.1 (GPIO A9) dan Port 2.3 (GPIO A11) akan bernilai 1 sehingga motor DC akan bergerak naik dan Buzzer tidak menyala.



48



BAB 4 PENUTUP 4.1 Kesimpulan Train Gate bekerja dengan cara pada saat photo transistor terhalang oleh objek maka palang akan tertutup, sebagai gambaran pada jalan raya yang terpotong oleh perlintasan kereta api. Cara kerjanya adalah saat kereta api akan melintas dan menutup sensor photo transistor maka palang akan otomatis tertutup, setelah kereta melintas, sensor photo transistor tidak terhalang lagi, dan palang kereta api akan terbuka. KONDISI



KONDISI SENSOR



KONDISI MOTOR DC



SENSOR 1



TERHALANG



PALANG 1 TURUN



SENSOR 1



TIDAK TERHALANG



PALANG 1 NAIK



SENSOR 2



TERHALANG



PALANG 2 TURUN



SENSOR 2



TIDAK TERHALANG



PALANG 2 NAIK



4.2 Saran Disarankan untuk menggunakan sumber tegangan dari adaptor 12 Volt karena tegangan yang berasal dari baterai 9 Volt akan kurang untuk palang agar dapat menekan limit switch. Disarankan juga menggunakan motor servo agar dapat mengatur sudut putar pada motor tersebut.



49



DAFTAR PUSTAKA Diakses pada 26-04-2017 20.13 http://teknikelektronika.com/pengertian-photo-transistorprinsip-kerja-phototransistor/ Diakses pada 26-04-2017 20.22 http://insauin.blogspot.co.id/2014/12/makalah-motor-dc.html Diakses pada 26-04-2017 20.39 http://zonaelektro.net/motor-dc/ Diakses pada 28-04-2017 09.05 http://elektronika-dasar.web.id/driver-motor-dc-l293d/ Diakses pada 28-04-2017 10.12 http://elektronika-dasar.web.id/sensor-photodioda/ Diakses pada 29-04-2017 21.26 http://www.innovativeelectronics.com/index.php?pg=ie_pdet&idp=40 Diakses pada 29-04-2017 21.32 http://teknikelektronika.com/pengertian-led-light-emittingdiode-cara-kerja/ Diakses pada 29-04-2017 21.37 http://elektronikaelektronika.blogspot.co.id/2007/04/buzzer.html Diakses pada 30-04-2017 08.14 http://elektronika-dasar.web.id/limit-switch-dan-saklar-pushon/



50



LAMPIRAN Flowchart Alat



I



Rangkaian Train Gate



II



Skematik Sensor



III



Dokumentasi



IV