BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM
1.1. Diagram Blok
Secara garis besar, digram blok rangkaian dari “ Penggunaan LDR dan Sensor Air Pada Simulasi Alat Kontrol Atap Otomatis” ini adalah sebagai berikut :
Gambar 3.1. Diagram blok Rangkaian Pada alat ini terdapat empat buah sensor air yang masing-masing dihubungkan
ke P0.0, P0.1, P0.2, P0.3. selain itu, terdapat juga LDR yang digunakan sebagai sensor cahaya yang dihubungkan ke P0.4. sementara itu, terdapat juga tiga tombol, antara
lain : tombol auto dihubungkan P1.7, tombol buka manual dihubungkan ke P1.3 dan tombol tutup manual dihubungkan ke P1.5. Tombol-tombol ini digunakan sebagai
input instruksi agar alat dapat membuka atau menutup atap baik itu secara otomatis maupun manual, sesuai dengan keinginan si pengguna. Sementara itu, pada P2.4,
P2.5, P2.6, P2.7 dihubungkan rangkaian driver motor yang akan menggerakkan motor
Tombol auto P0.0 M P1.7
I P1.0 K P1.3
R P0.2 O
AT89S51 P0.3 P1.5
P0.4 P2.7..P2.4 Sensor air 1
Tombol buka manula
Sensor air 2 Sensor air 3
Tombol tutup manual
Sensor air 4 Driver motor
Motor stepper
LDR
Universitas Sumatera Utara
stepper untuk menutup ataupun membuka atap sesuai dengan hasil pengolahan data yang dilakukan mikrokontroler AT89S51.
3.2. Rangkaian Sensor Cahaya
Gambar 3.2 Rangkaian sensor cahaya LDR atau Light Dependent Resistor adalah salah satu jenis resistor yang nilai
hambatannya dipengaruhi oleh cahaya yang diterima olehnya. LDR dibuat dari Cadmium Sulfida yang peka terhadap cahaya. Seperti yang telah diketahui bahwa
cahaya memiliki dua sifat yang berbeda yaitu sebagai gelombang elektromagnetik dan fotonpartikel energi dualisme cahaya. Saat cahaya menerangi LDR, foton akan
menabrak ikatan Cadmium Sulfida dan melepaskan elektron. Semakin besar intensitas cahaya yang dating, semakin banyak electron yang terlepas dari ikatan. Sehingga
hambatan LDR akan turun saat cahaya meneranginya. LDR akan mempunyai hambatan yang sangat besar saat tak ada cahaya yang
mengenainya gelap. Dalam kondisi ini hambatan LDR mampu mencapai 1 M Ohm. Akan tetapi saat terkena cahaya, hambatan LDR akan turun secara drastis, hingga
kira-kira 250 Ohm. Pada saat LDR dikenai cahaya, besar tegangan yang diumpankan ke transistor
adalah: �� =
100 �Ω
250 Ω + 100�Ω
× 5 � = 4,98 ����
LDR
4K7 100K
330 Ohm 4K7
C945 + 5V
+ 5V
P1.4
Universitas Sumatera Utara
Tegangan tersebut akan mengaktifkan transistor C945. Pada saat aktif, kolektornya akan mendapatkan tegangan 0 Volt dari ground. Tegangan 0 volt inilah yang
merupakan sinyal low 0 yang diumpankan ke mikrokontroler AT89S51. Pada saat tidak ada cahaya yang mengenai LDR, tegangan yang diumpankan
ke transistor adalah:
Tegangan tersebut belum dapat mengaktifkan transistor C945. Dengan demikian tegangan kolektor-emitornya berkisar antara 4,5 V – 5 V. Tegangan inilah
yang merupakan sinyal high 1 yang diumpankan pada mikrokontroler AT 89S51.
3.3.Rangkaian Sensor Air
Gambar 3.3 Rangkaian Sensor Air
Universitas Sumatera Utara
Sensor air yang dibuat sebenarnya merupakan PCB yang jalurnya dirancang sedemikian rupa sehingga letak jalur-jalurnya rapat. Sehingga ketika tetesan air
mengenai jalur-jalur tersebut, jalur tersebut akan terhubung layaknya sebuah sakelar. Ketika air jatuh ke atas sensor, maka resistor di basis transistor akan mendapat
tegangan 5V. Hal ini akan menyebabkan transistor C945 akan aktif. Ketika transistor ini aktif, logika outputnya yang dihubungkan pada input IC 7408 merupakan IC
dengan 4 gerbang AND akan menjadi 0. Sebaliknya ketika sensor air dalam keadaan kering, maka 5V tidak terhubung pada resistor di basis transistor. Sehingga basis
transistor tidak mendapat tegangan. Hal ini menyebabkan transistor tidak aktif transistor akan aktif bila tegangan di basisnya lebih besar dari 0,6V. Karena
transistor ini tidak aktif, maka outputnya akan bernilai 1. Keempat output dari sensor air ini dihubungkan ke sebuah IC 7408. Dengan
demikian, ketika salah satu saja sensornya menghasilkan logika 0, maka ouput dari IC 7408 akan 0.Logika ini akan dikirimkan ke mikrokontroler untuk mengindikasikan
adanya air pada sensor air. IC 7408 ini dapat menghemat penggunaan pin ada mikrokontroler dan mempermudah program yang dibuat.
Gambar 3.4 Bentuk sensor air pada PCB Ketika tetesan air mengenai jalur tersebut, basis transistor akan mendapat
tegangan sekitar 4,5 V – 5 V. Hal ini akan mengakibatkan transistor aktif. Ketika aktif, transistor tersebut akan memberikan logika 0 low pada mikrokontroler.
Sebaliknya, dalam keadaan kering jalur – jalur tembaga pada PCB tersebut tidak terhubung. Hal ini akan meng-off kan transistor dan akan mengirimkan logika 1high
pada mikrokontroler.
Universitas Sumatera Utara
3.4. Rangkaian Minimum AT89S51