TUGAS UTS



DAFTAR ISI
1. Tujuan
2. Alat dan Bahan
3. Dasar Teori
4.Percobaan
Percobaan

*klik teks untuk menuju 


UTS


a. Untuk memenuhi tugas UTS Mikroprosessor dan Mikrokontroller
b. Untuk mengetahui prinsip kerja dari aplikasi kontrol kecepatan motor

          a.    Arduino UNO
          b.    Driver Motor (L293D)
          c.    Optocoupler
          d.    MAX7219
          e.    Dot matrix
          f.    Motor DC
          g.    Jumper

1.3 Dasar Teori [kembali]

A.    Arduino
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang kita gunakan pada prkatikum ini adalah arduino mega yang menggunakan chip AVR ATmega 2560 yang memiliki fasilitas PWM, komunikasi serial, ADC, timer, interupt, SPI dan I2C. Sehingga Arduino bisa digabungkan bersama modul atau alat lain dengan protocol yang berbeda-beda. Bahasa pemograman yang digunakan adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga lebih mudah dalam memprogramnya. Dalam memprogram arduino, kita bisa menggunakan serial komunikasi agar arduino dapat berhubungan dengan komputer ataupun aplikasi lain.

Beberapa fitur dari Arduino Mega 2560 ini adalah :



Microcontroller
ATmega2560
Operating Voltage
5V
Input Voltage (recommended)
7-12V
Input Voltage (limits)
6-20V
Digital I/O Pins
54 (of which 15 provide PWM output)
Analog Input Pins
16
DC Current per I/O Pin
20 mA
DC Current for 3.3V Pin
50 mA
Flash Memory
256 KB of which 8 KB used by bootloader
SRAM
8 KB
EEPROM
4 KB
Clock Speed
16 MHz

BAGIAN-BAGIAN DARI ARDUINO MEGA 2560
·         Soket USB

     Soket USB adalah soket untuk kabel USB yang disambungkan ke komputer atau laptop.
Berfungsi untuk mengirimkan program ke Arduino dan juga sebagai port komunikasi serial.
·         Input / Output Digital
     Input/Output Digital atau digital pin adalah pin-pin untuk menghubungkan Arduino dengan
komponen  atau  rangkaian  digital.  Pada  Arduino  Mega  terdapat  53  I/O  Digital  dimana  16
diantaranya dapat dijadikan sebagai output PWM
 
  •   Input Analog

    Input Analog atau analog pin adalah pin-pin yang berfungsi untuk menerima sinyal dari komponen atau rangkaian analog. Misalnya dari potensiometer, sensor suhu, sensor cahaya, dsb.
Terdapat 16 input analog pada arduino mega 2560.

  • ·         Pin POWER

     Pin-pin catu daya adalah pin yang memberikan tegangan untuk komponen atau rangkaian yang dihubungkan dengan Arduino. Pada bagian catu daya ini terdapat juga pin Vin dan Reset.Vin digunakan untuk memberikan tegangan langsung kepada Arduino tanpa melalui tegangan USB atau adaptor.

  • ·         Tombol RESET

     Reset adalah pin untuk memberikan sinyal reset melaui tombol atau rangkaian eksternal.

  • ·         Jack Baterai/Adaptor

     Soket baterai  atau adaptor digunakan untuk menyuplai Arduino dengan tegangan  dari  baterai/adaptor 9V pada saat Arduino sedang tidak disambungkan ke komputer. Kalau Arduino sedang disambungkan ke komputer melalui USB, Arduino mendapatkan suplai tegangan dari USB, jadi tidak perlu memasang baterai/adaptor saat memprogram Arduino.



B.        Driver Motor (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 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. Konstruksi Pin Driver Motor DC IC L293D


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.
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)
Rangkaian Aplikasi Driver Motor DC IC L293D

Pada gambar driver IC L293D diatas adalah contoh aplikasi dari keempat unit driver motor DC yang dihubungkan secar berbeda sesuai dengan keinginan dan kebutuhan.




C.        Optocoupler
Pengertian Optocoupler dan Prinsip Kerjanya – Dalam Dunia Elektronika, Optocoupler juga dikenal dengan sebutan Opto-isolator, Photocoupler atau Optical Isolator. Optocoupler adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penghubung berdasarkan cahaya optik. Pada dasarnya Optocoupler terdiri dari 2 bagian utama yaitu Transmitter yang berfungsi sebagai pengirim cahaya optik dan Receiver yang berfungsi sebagai pendeteksi sumbercahaya.
Masing-masing bagian Optocoupler (Transmitter dan Receiver) tidak memiliki hubungan konduktif rangkaian secara langsung tetapi dibuat sedemikian rupa dalam satu kemasan komponen.

Simbol dan Bentuk Optocoupler

Dibawah ini adalah Simbol Optocoupler dan Bentuk-bentuknya :

Jenis-jenis Optocoupler

Jenis-jenis Optocoupler yang sering ditemukan adalah Optocoupler yang terbuat dari bahan Semikonduktor dan terdiri dari kombinasi LED (Light Emitting Diode) dan Phototransistor. Dalam Kombinasi ini, LED berfungsi sebagai pengirim sinyal cahaya optik (Transmitter) sedangkan Phototransistor berfungsi sebagai penerima cahaya tersebut (Receiver). Jenis-jenis lain dari Optocoupler diantaranya adalah kombinasi LED-Photodiode, LED-LASCR dan juga Lamp-Photoresistor.


Prinsip Kerja Optocoupler


Pada prinsipnya, Optocoupler dengan kombinasi LED-Phototransistor adalah Optocoupler yang terdiri dari sebuah komponen LED (Light Emitting Diode) yang memancarkan cahaya infra merah (IR LED) dan sebuah komponen semikonduktor yang peka terhadap cahaya (Phototransistor) sebagai bagian yang digunakan untuk mendeteksi cahaya infra merah yang dipancarkan oleh IR LED. Untuk lebih jelas mengenai Prinsip kerja Optocoupler, silakan lihat rangkaian internal komponen Optocoupler dibawah ini :
Dari gambar diatas dapat dijelaskan bahwa Arus listrik yang mengalir melalui IR LED akan menyebabkan IR LED memancarkan sinyal cahaya Infra merahnya. Intensitas Cahaya tergantung pada jumlah arus listrik yang mengalir pada IR LED tersebut. Kelebihan Cahaya Infra Merah adalah pada ketahanannya yang lebih baik jika dibandingkan dengan Cahaya yang tampak. Cahaya Infra Merah tidak dapat dilihat dengan mata telanjang.
Cahaya Infra Merah yang dipancarkan tersebut akan dideteksi oleh Phototransistor dan menyebabkan terjadinya hubungan atau Switch ON pada Phototransistor. Prinsip kerja Phototransistor hampir sama dengan Transistor Bipolar biasa, yang membedakan adalah Terminal Basis (Base) Phototransistor merupakan penerima yang peka terhadap cahaya.

Aplikasi Optocoupler

Optocoupler banyak diaplikasikan sebagai driver pada rangkaian pada Mikrokontroller, driver pada Motor DC, DC dan AC power control dan juga pada komunikasi rangkaian yang dikendalikan oleh PC (Komputer).





D.        Dot Matrix
 Teori LED dot matriks layar 
Dalam layar dot matrix, beberapa LED yang kabel bersama-sama dalam baris dan kolom. Hal ini dilakukan untuk meminimalkan jumlah pin yang diperlukan untuk mengusir mereka. Misalnya, 8 × 8 matriks LED (ditampilkan di bawah) akan membutuhkan 64 I / O pin, satu untuk setiap pixel LED. Dengan kabel semua anoda bersama-sama dalam baris (R1 melalui R8), dan katoda dalam kolom (C1 melalui C8), jumlah yang diperlukan pin I / O dikurangi menjadi 16. Setiap LED ditujukan demi baris dan jumlah kolom. Pada gambar bawah ini, jika R4 adalah ditarik tinggi dan C3 ditarik rendah, LED di baris keempat dan kolom ketiga akan dihidupkan. Karakter dapat ditampilkan oleh pemindaian cepat baik baris atau kolom. Tutorial ini akan membahas metode pemindaian kolom. 



Struktur dari 8x8 LED dot matriks

Matriks LED digunakan dalam percobaan ini adalah ukuran 5 × 7. Kita akan belajar bagaimana menampilkan karakter yang masih dalam format standar 5 7 × pixel. Gambar di bawah menunjukkan yang LED harus diaktifkan untuk menampilkan abjad Inggris 'A'. Para 7 baris dan 5 kolom dikendalikan melalui pin mikrokontroler. Sekarang, mari kita lihat secara detailcarakerjanya.
Misalkan, kita ingin menampilkan A. alfabet Kami akan memilih kolom C1 (yang berarti C1 ditarik rendah dalam kasus ini), dan kolom hapus lainnya dengan memblokir jalan tanah mereka (salah satu cara untuk melakukan hal itu adalah dengan menarik C2 melalui C5 pin untuk tinggi logika). Sekarang, kolom pertama aktif, dan Anda perlu mengaktifkan LED di baris R2 melalui R7 kolom ini, yang dapat dilakukan dengan menerapkan tegangan bias maju untuk baris ini. Selanjutnya, pilih kolom C2 (dan hapus semua kolom lainnya), dan menerapkan bias maju ke R1 dan R5, dan sebagainya. Oleh karena itu, dengan memindai seluruh kolom cepat (> 100 kali per detik), dan menyalakan LED masing-masing di setiap baris kolom itu, kegigihan visi datang untuk bermain, dan kami merasakan tampilan gambar seperti yang masih.

Sebuah standar 5x7 dot matriks layar LED struktur

Tabel di bawah ini memberikan tingkat logika untuk diterapkan ke R1 melalui R7 untuk setiap kolom untuk menampilkan abjad 'A'.

Row nilai untuk menampilkan abjad A

Scanning seluruh kolom dan makan dengan nilai-nilai baris yang sesuai

Anda harus telah mencatat bahwa di setiap baris, satu pin adalah sumber arus hanya satu LED pada suatu waktu, tapi pin kolom mungkin harus tenggelam arus dari lebih dari satu LED. Misalnya, kolom C1 harus dapat tenggelam arus dari 6 LED sementara menampilkan 'A' alfabet. I / O Sebuah pin mikrokontroler tidak dapat tenggelam ini banyak saat ini, array transistor sehingga eksternal yang diperlukan. Saya menggunakan ULN2003A IC yang memiliki tujuh built-in array transistor Darlington (lihat di bawah). Masukan dari ULN2003A tinggi aktif. Ini berarti pin input harus disertakan dengan logika yang tinggi untuk membawa pin output yang sesuai ke tanah. Skema dari array transistor Darlington dalam chip ULN2003A ditampilkan di bawah. 

Pin diagram dan skematik ULN2003A (Darlington transistor array)

Sirkuit Pengaturan 

Setup sirkuit untuk percobaan ini cukup sederhana. Anda membutuhkan tujuh 330 Ω resistor secara seri dengan R1 baris melalui R7 untuk membatasi arus yang melalui LED. Kemudian baris yang didorong oleh RB0 melalui RB6 pin dari PIC18F2550. Kolom terhubung ke lima output dari ULN2003A. Pin input yang sesuai lima ULN2003A IC dikendalikan oleh RA0 melalui RA4 pin dari PIC18F2550. Mikrokontroler akan, oleh karena itu, scan di kolom dengan mengirimkan bit sesuai dengan Porta. Misalnya, pengaturan RA0 ke 1 dan kliring RA1 melalui RA4 bit, akan memilih kolom pertama. Mikrokontroler akan menunggu sekitar 1 ms sebelum beralih ke kolom berikutnya. Pada setiap kolom, mikrokontroler akan menampilkan nilai baris yang sesuai di PORTB untuk menyalakan LED yang sesuai dalam kolom yang diperlukan untuk menampilkan karakter khusus. Beralih antara kolom cukup cepat untuk menipu mata manusia dan karakter stabil ditampilkan.


E. JUMPER



Sebagai konektor antar modul satu dengan modul lainnya


F.         Motor DC
            Pengertian Motor DC dan Prinsip Kerjanya – Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.
Motor Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan. Motor Listrik DC tersedia dalam berbagai ukuran rpm dan bentuk. Kebanyakan Motor Listrik DC memberikan kecepatan rotasi  sekitar 3000 rpm hingga 8000 rpm dengan tegangan operasional dari 1,5V hingga 24V. Apabile tegangan yang diberikan ke Motor Listrik DC lebih rendah dari tegangan operasionalnya maka akan dapat memperlambat rotasi motor DC tersebut sedangkan tegangan yang lebih tinggi dari tegangan operasional akan membuat rotasi motor DC menjadi lebih cepat. Namun ketika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut turun menjadi dibawah 50% dari tegangan operasional yang ditentukan maka Motor DC tersebut tidak dapat berputar atau terhenti. Sebaliknya, jika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut lebih tinggi sekitar 30% dari tegangan operasional yang ditentukan, maka motor DC tersebut akan menjadi sangat panas dan akhirnya akan menjadi rusak.
Pada saat Motor listrik DC berputar tanpa beban, hanya sedikit arus listrik atau daya yang digunakannya, namun pada saat diberikan beban, jumlah arus yang digunakan akan meningkat hingga ratusan persen bahkan hingga 1000% atau lebih (tergantung jenis beban yang diberikan). Oleh karena itu, produsen Motor DC biasanya akan mencantumkan Stall Current pada Motor DC. Stall Current adalah arus pada saat poros motor berhenti karena mengalami beban maksimal.

Bentuk dan Simbol Motor DC

Prinsip Kerja Motor DC


Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).
Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)