37
saat tidak terkena inframerah sekitar 0,12 Volt. Tegangan inilah yang selanjutnya diumpankan ke basis transistor C945.
Transistor akan aktif ketika tegangan basisnya lebih besar dari 0,7 Volt. Maka, ketika basisnya mendapat tegangan 4,4 Volt saat photodioda terkena sinar
inframerah, transistor aktif. Aktifnya transistor ini akan menyebabkan mikrokontroler mendapatkan logika low dan LED indikator akan mati. Hal
sebaliknya akan berlaku ketika photodioda tidak mendapatkan pantulan sinar inframerah.
3.1.3 Perancangan Driver penggerak Motor Stepper Jembatan H
Rangkaian untuk mengendalikan perputaran motor stepper pada alat ini adalah sebuah rangkaian yang dikenal dengan jembatan H. Jembatan H ini terdiri
dari 4 buah transistor, dimana 2 buah transistor bertipe NPN dan 2 buah transistor lagi bertipe PNP. Ke-4 transistor ini dirangkai sedemikian rupa sehingga dengan
memberikan sinyal low atau high pada rangkaian maka perputaran motor dapat diatur. Gambar rangkaiannya ditunjukkan pada gambar berikut ini:
Gambar 3.1.3 Rangkaian jembatan H
Universitas Sumatera Utara
38
Pada rangkaian di atas, jika P0.0 diset high yang berarti P0.0 mendapat tegangan 5 volt, maka kedua transistor tipe NPN C945 yang disebelah kiri akan
aktip. Hal ini akan membuat kolektor dari kedua transistor C945 itu akan mendapat tegangan 0 volt dari ground. Kolektor dari transistor C945 yang berada di sebelah
kiri atas diumpankan ke basis dari transistor tipe PNP TIP 127 sehingga basis dari transistor TIP 127 mendapatkan tegangan 0 volt yang menyebabkan transistor ini
aktip transistor tipe PNP akan aktip jika tegangan pada basis lebih kecil dari 4,34 volt. Aktifnya transistor PNP TIP 127 ini akan mengakibatkan kolektornya
terhubung ke emitor sehingga kolektor mendapatkan tegangan 5 volt dari Vcc. Sedangkan kolektor dari transistor C945 yang berada di sebelah kiri bawah
diumpankan ke basis dari transistor tipe NPN TIP 122 sehingga basis dari transistor TIP 122 mendapatkan tegangan 0 volt yang menyebabkan transistor ini tidak aktip
transistor tipe NPN akan aktip jika tegangan pada
basis lebih besar dari 0,7 volt. Karena transistor TIP 122 ini tidak aktip, maka kolektornya tidak terhubung ke emitor, sehingga kolektor tidak mendapatkan
tegangan 0 volt dari ground. Karena kolektor TIP 122 dihubungkan dengan kolektor TIP 127 yang
mendapatkan tegangan 5 volt dari Vcc, maka kolektor dari TIP 122 juga mendapatkan tegangan yang sama.
Pada rangkaian di atas, jika P0.1 diset low yang berarti P0.1 mendapat tegangan 0 volt, maka kedua transistor tipe NPN C945 yang disebelah kanan tidak
akan aktif. Hal ini akan membuat kolektor dari kedua transistor C945 itu akan mendapat tegangan 5 volt dari Vcc. Kolektor dari transistor C945 yang berada di
sebelah kanan atas diumpankan ke basis dari transistor tipe PNP TIP 127 sehingga basis dari transistor TIP 127 mendapatkan tegangan 5 volt yang menyebabkan
transistor ini tidak aktif. Akibat transistor PNP TIP 127 tidak aktip maka kolektornya tidak terhubung ke emitor sehingga kolektor tidak mendapatkan
tegangan 5 volt dari Vcc, tetapi mendapatkan tegangan yang berasal dari transistor TIP 122 yang berada di bawahnya.
Sedangkan kolektor dari transistor C945 yang berada di sebelah kiri bawah diumpankan ke basis dari transistor tipe NPN TIP 122 sehingga basis dari transistor
Universitas Sumatera Utara
39
TIP 122 mendapatkan tegangan 5 volt yang menyebabkan transistor ini menjadi aktif.
Karena transistor TIP 122 ini menjadi aktif, menyebabkan kolektornya terhubung ke emitor, sehingga kolektor mendapatkan tegangan 0 volt dari ground.
Karena kolektor TIP 122 yang mendapatkan teganagan 0 volt dari ground dihubungkan dengan kolektor TIP 127, maka kolektor dari TIP 127 juga
mendapatkan tegangan yang sama. Hal ini menyebabkan kaki motor sebelah kanan mendapatkan tegangan 0 volt polaritas negatip.
Prinsip tersebut digunakan pada saat menghidupkan motor stepper. Prinsip kerja dari motor stepper yaitu pembangkitan medan magnet untuk memperoleh gaya
tarik ataupun gaya lawan dengan menggunakan catu tegangan DC pada lilitan kumparannya. Bila kumparan mendapatkan logika ‘1’ – maka akan dibangkitkan
kutub magnet yang berlawanan dengan kutub magnet tetap pada rotor. Sehingga posisi kutub magnet rotor akan ditarik mendekati lilitan yang menghasilkan kutub
magnet berlawanan tadi. Bila langkah berikutnya lilitan yang bersebelahan diberi tegangan, sedangkan catu tegangan lilitan sebelumnya dilepas, maka kutub magnet
tetap pada rotor itu akan berpindah posisi menuju kutub magnet lilitan yang dihasilkan. Berarti telah terjadi gerakan 1 step. Bila langkah ini diulang terus-
menerus, dengan memberikan tegangan secara bergantian kelilitan-lilitan yang bersebelahan, maka rotor akan “berputar”.
Logika perputaran rotor tersebut dapat dianalogikan secara langsung dengan data ‘0’ atau ‘1’ yang diberikan secara serentak terhadap semua lilitan stator Motor.
Untuk motor DC Stepper 4 fasa pada prinsipnya ada dua macam cara, yaitu full step dan half step.
Universitas Sumatera Utara
40
Seperti terlihat pada table berikut ini :
Step ke Full Step
Half Step 1
1 1
2 1
1 1
3 1
1 1
4 1
1 1
5 Berulang ke step 1
1 6
1 7
1 8
1 1
Tabel 3.1.3 Full Step dan Half Step
Pada Full Step, suatu titik pada sebuah kutub magnet dirotor akan kembali mendapat tarikan medan magnet stator pada lilitan yang sama setelah step ke 4.
Berikutnya dapat diberikan lagi mulai dari step 1. Untuk Half Step, setiap kutup magnet pada rotor akan kembali mendapatkan tarikan dari medan magnet lilitan yang
sama setelah Step ke 8. Berikutnya kembali mulai step 1. Dengan memberikan logika secara bergantian dan berurutan pada pin-pin input
rangkaian jembatan H, maka pergerakan motor stepper dapat diatur.
3.1.4 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
