Mikrokontroller ATMEGA8535 memiliki 32 pin IO, yang terdiri dari port A, port B, port C dan port D yang masing-masing memiliki delapan pin. Pin 33 sampai
pin 40 adalah port A yang merupakan port ADC yang dapat menerima data serial. Pin 1 sampai 8 adalah port B, pin 22 sampai 29 adalah port C dan pin 14 sampai 21 adalah
port D. Dalam rangkaian mikrokontroller ini ditentukan pin 22 sampai 29 kecuali 25
sebagai pin keluaran disambungkan ke LCD, pin 14 dan 15 sebagai pin masukan disambungkan ke Bluetooth, pin 17 sebagai pin masukan yang disambungkan ke
rangkaian penguat sinyal sensor halangan, pin 2 dan pin 3 sebagai pin keluaran disambungkan ke rangkaian motor DC untuk tegangan masukan relay yang mengatur
penguncian roda, pin 1 sebagai pin keluaran disambungkan ke relay sebagai saklar ke jalur api dan pengunci, pin 4 sebagai pin keluaran disambungkan ke buzzer, pin 40
sebagai pin masukan disambungkan ke sensor tegangan, pin 10 dan 30 sebagai VCC dan AVCC disambungkan ke catu daya 5V DC. Untuk lebih lanjutnya nanti dapat
dilihat pada lampiran rangkaian lengkap dari alat ini.
3.4 Rangkaian LCD Liquid Crystal Display
LCD Liquid Crystal Display adalah modul penampil yang banyak digunakan karena tampilannya menarik. LCD yang paling banyak digunakan saat ini ialah LCD
LMB162ABC karena harganya cukup murah. LCD LMB162ABC merupakan modul LCD dengan tampilan 2x16 2 baris x 16 kolom dengan konsumsi daya rendah.
Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD.
Mikrokontroler HD44780 buatan Hitachi yang berfungsi sebagai pengendali LCD memiliki CGROM Character Generator Read Only Memory, CGRAM
Character Generator Random Access Memory, dan DDRAM Display Data Random Access Memory.
LCD yang umum, ada yang panjangnya hingga 40 karakter 2x40 dan 4x40, dimana kita menggunakan DDRAM untuk mengatur tempat penyimpanan karakter
tersebut.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.1 Peta memori LCD
Gambar berikut menampilkan hubungan antara LCD dengan port mikrokontroler:
Gambar 3.4 Rangkaian Skematik dari LCD ke mikrokontroler
Pada gambar rangkaian di atas pin 1 dihubungkan ke Vcc 5V, pin 2 dan 16 dihubungkan ke Gnd Ground, pin 3 merupakan pengaturan tegangan Contrast dari
LCD, pin 4 merupakan Register Select RS, pin 5 merupakan RW ReadWrite, pin 6 merupakan Enable, pin 11-14 merupakan data. Reset, Enable, RW dan data
dihubungkan ke mikrokontroler Atmega8535. Fungsi dari potensiometer R2 adalah untuk mengatur gelapterangnya karakter yang ditampilkan pada LCD.
Universitas Sumatera Utara
3.5 Rangkaian Sensor
Dalam perancangan alat ini menggunakan dua buah sensor dengan fungsi masing- masing, yaitu :
a. Sensor halangan untuk menghitung putaran roda pada saat sistem aktif;
b. Sensor tegangan untuk mendeteksi perubahan tegangan yang disebabkan oleh
kunci sepeda motor.
3.5.1 Sensor Halangan Pada Roda
Rangkaian ini terdiri dari sebuah pemancar infra merah, dan sebuah rangkaian penerima infra merah. Pemancar infra merah dipasang bersebelahan dengan rangkaian
penerima yang dilengkapi dengan fotodioda. Jika roda berputar yang menyebabkan penyangga racing roda menghalangi sinar inframerah dari LED ke fotodioda dalam
hal transistor akan berada dalam keadaan cutoff maka tegangan yang dikirimkan ke mikrokontroller sebesar 0 volt, ini ditetapkan sebagai keadaan low. Sebaliknya jika
antara LED dan fotodioda tidak ada penghalang maka transistor dalam keadaan saturasi dengan tegangan pada collector sebagai masukan pada mikrokontroller
sebesar 5 volt , ini ditetapkan sebagai keadaan high. Pada keadaan ini mikrokontroller mengenali sinyal ini sebagai perintah untuk menambah nilai counter.
Pada alat ini pemancar yang digunakan adalah sebuah pemancar infra merah, sebuah rangkaian penerima sinyal infra merah. Rangkaian pemancar infra merah
tampak seperti gambar di bawah ini,
Gambar 3.5 Rangkaian Pemancar Inframerah
Universitas Sumatera Utara
Pada rangkaian di atas digunakan sebuah LED infra merah yang diserikan dengan sebuah resistor 330 ohm. Resistor ini berfungsi untuk membatasi arus yang
masuk ke LED infra merah agar LED infra merah tidak rusak. Resistor yang digunakan adalah 330 ohm sehingga arus yang mengalir pada LED infra merah adalah
sebesar: Ampere
R V
V i
Led
01 ,
330 3
, 3
330 7
, 1
5
Rangkaian penerima infra merah seperti gambar di bawah ini:
Gambar 3.6 Rangkaian Penerima sinar infra merah
Foto diode yang dipakai adalah QSD2030F Plastic Silicon Photodiode. Berdasarkan datasheetnya fotodioda mengalirkan arus 10 nA saat tidak terkena sinar
infra merah, dan 15 µA saat terkena sinar infra merah tergantung dari besarnya intensitas yang mengenainya . Semakin besar intensitasnya, maka arusnya semakin
besar.
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan rangkaian di atas, maka tegangan output dari fotodioda dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
V = I R
2
Maka : a.
Saat tidak ada sinar infra merah, I= 10 nA =10x10
9
A V= 10x10
9
A x 330 Ω = 0,0000033 V = 3,3 µV b.
Saat ada sinar infra merah, I= 15 µA =15x10
6
A V= 15x10
6
A x 330 Ω = 0,00495 V = 4,95 mV Pada rangkaian di atas, output dari fotodioda diumpankan ke Op Amp
LM358 merupakan IC penguat dengan dua Op Amp. IC LM358 memiliki karakteristik dapat menguatkan sampai 100 kali penguatan. Pada Op Amp pertama
tegangan input akan diperkuat sampai maksimal 100 kali penguatan, besarnya penguatan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:
K R
A
Trimpot V
1
kali K
K A
V
100 1
100
Sehingga tegangan keluaran dari op-amp pertama dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
Vout = Av x Vin a.
Saat tidak ada sinar infra merah, Vin = 3,3 µV = 0,0000033 V Vout= 100 x 0,0000033 V = 0,00033 V = 0,33 mV
b. Saat ada sinar infra merah, Vin = 4,95 mV = 0,00495 V
V= 100 x 0,00495 V = 0,495 V Tegangan keluaran dari penguat pertama saat ada sinar infra merah adalah
0,495 Volt, tegangan ini belum cukup untuk dapat membuat transistor saturasi. Karena
Universitas Sumatera Utara
itu diperlukan penguatan yang kedua. Pada Op-Amp kedua tegangan input akan diperkuat sampai 10 kali penguatan, dimana besarnya penguatan dapat dihitung
dengan menggunakan persamaan berikut:
K R
A
Trimpot V
1
kali K
K A
V
10 1
10
Penguatan kedua dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut: Vout=Av x Vin
a. Saat tidak ada sinar infra merah, Vin = 0,33 mV = 0,00033 V
Vout= 10 x 0,00033 V = 0,0033 V = 3,3 mV b.
Saat ada sinar infra merah, Vin = 0,495 V V= 10 x 0,495 V = 4,95 V
Keluaran dari penguat ke-2 akan menjadi masukan untuk transistor. Perhitungannya sebagai berikut:
Rb Vbe
Vb ib
a. Saat tidak ada sinar infra merah, Vb = 3,3 mV = 0,0033 V
A volt
volt Rb
Vbe Vb
ib 000148
, 4700
7 ,
0,0033
Tanda minus - menunjukkan tidak ada arus yang mengalir pada basis yang berarti transistor dalam keadaan Cutoff.
b. Saat ada sinar infra merah, Vb = 4,95 V
A volt
volt Rb
Vbe Vb
ib 000904
, 4700
7 ,
4,95
Universitas Sumatera Utara
Berikutnya menghitung tegangan keluaran dari transistor, dengan menggunakan hfe = 200.
Ic=ib x hfe a.
Saat tidak ada sinar infra merah, ib = -0,000148 A ≈ 0 A IC= ib x hfe = 0 x 200 = 0
volt volt
volt x
A volt
xR I
V V
V V
C C
CC C
CC CE
5 5
4700 5
b. Saat tidak ada sinar infra merah, keluaran dari transistor adalah 5 volt.
Saat ada sinar infra merah, ib = 0,000904 A IC= ib x hfe = 0,000904 A x 200 = 0.1808 A
Pada kolektor terdapat tahanan 4700 Ω, sehingga IC maksimum adalah:
A volt
Rc Vcc
maks ic
00106 ,
4700 5
volt volt
volt x
A volt
maksxR I
V V
V V
C C
CC C
CC CE
5 5
4700 00106
, 5
Saat ada sinar infra merah, keluaran dari transistor adalah 0 volt, keadaan low.
3.5.2 Sensor Tegangan
Rangkaian ini berfungsi untuk mengirimkan sinyal ke mikrokontroler jika kunci diaktifkan. Dalam hal ini digunakan rangkaian pembagi tegangan dengan input
sebesar 12 volt dari baterai ACU dan dua buah resistor masing-masing sebesar 4K7 Ohm dan 1K Ohm.
Universitas Sumatera Utara
Tegangan 12 volt yang berasal dari baterei AC diturunkan dengan menggunakan pembagi tegangan. Sesuai dengan rumus pembagi tegangan, maka
outputnya adalah:
2 1
2
1000 12
4700 1000
2,1
Out cc
Out
R V
xV x
v R
R V
Volt
Tegangan 2,1 Volt ini merupakan tegangan high ketika kunci di ON kan. Gambar rangkaiannya tampak seperti gambar di bawah ini:
Gambar 3.7 Rangkaian Sensor Tegangan
3.6 Rangkaian Relay
Relay yang digunakan adalah relay 6 – 15 volt, dengan arus stabil sebesar 450 mA.
Rangkaian rangkaian driver relay ini berfungsi sebagai saklar elektronik untuk menghubungkan relay dengan sumber tegangan positif. Pada perancangan ini
digunakan relay 12 volt dan sebuah rangkaian transistor sebagai saklar. Komponen utama dari rangkaian ini adalah relay. Relay merupakan salah satu
komponen elektronik yang terdiri dari lempengan logam sebagai saklar dan kumparan
Universitas Sumatera Utara
yang berfungsi untuk menghasilkan medan magnet. Pada rangkaian ini digunakan relay 12 volt, ini berarti jika positif relay kaki 1 dihubungkan ke sumber tegangan 12
volt dan negatip relay kaki 2 dihubungkan ke ground, maka kumparan akan menghasilkan medan magnet, dimana medan magnet ini akan menarik logam yang
mengakibatkan saklar terhubung. Rangkaian driver relay ini ditunjukkan pada gambar berikut ini :
Gambar 3.8 Rangkaian driver relay
Pada rangkaian ini untuk mengaktifkan atau menon-aktifkan relay digunakan
transistor tipe NPN Untuk menentukan tipe transistor yang digunakan, maka harus diketahui arus
yang mengalir pada relay. Relay yang digunakan adalah 4088, relay ini dapat bekerja dengan baik pada tegangan 9-15 volt, oleh sebab itu pada alat ini digunakan tegangan
12 volt sebagai tegangan kerja relay. relay ini memerlukan arus sebesar 38 mA untuk dapat bekerja dengan baik, maka transistor yang digunakan harus dapat mengalirkan
Universitas Sumatera Utara
arus 38 mA pada colektornya. Pada alat ini digunakan transistor tipe NPN C945, yang dapat mengalirkan arus maksimal 100 mA pada kolektornya.
Untuk menghitung hambatan yang digunakan pada basis. hfe min = 90 mA
atau A
A hfe
iC ib
42 ,
00042 ,
90 038
,
dengan demikian nilai Rb maksimum yang harus digunakan adalah:
476 .
10 00042
, 6
, 5
A volt
volt ib
Vbe Vb
Rb
Rb minimum yang dapat digunakan adalah ib Max = 20 mA:
220 02
, 6
, 5
max A
volt volt
ib Vbe
Vb Rb
Pada alat ini digunakan resistor 10 K . Input dari rangkaian ini dihubungkan ke mikrokontroler, sehingga ONOFF
relay dapat dikendalikan oleh mikrokontroler.
3.7 Rangkaian Buzzer
