Seperti terlihat pada gambar, LED inframerah IR LED 1 dan dioda foto PHOTODIODE 1 akan menghasilkan tegangan pada katoda dari dioda foto yang
nilainya berubah-ubah sesuai dengan warna dari permukaan pantulan. Sebuah trimpot RV1 digunakan untuk mengatur kepekaan transistor terhadap perubahan warna
sehingga sistem dapat bekerja baik dalam kondisi terang maupun kondisi gelap. Sebuah transistor NPN Q1 dengan jenis BC 547 digunakan untuk menguatkan arus
yang akan menjadi masukan dari interupsi menuju pena INT0 pada mikrokontroler.
3.2.5 Rangkaian Regulator Tegangan
Sistem dirancang dengan menggunakan catu daya dari baterai dengan tegangan 9V sementara komponen-komponen yang digunakan bekerja dengan catu
daya 5V. Oleh karena itu dibutuhkan suatu regulator tegangan yang dapat menghasilkan tegangan keluaran yang stabil sebesar 5V. Untuk menentukan jenis
regulator tegangan yang akan dipilih maka terlebih dahulu kita menghitung jumlah arus yang harus dapat disuplai oleh regulator tegangan dengan mengasumsikan
kondisi dimana setiap komponen mengkonsumsi arus sampai pada batas maksimum yang memungkinkan.
Dari datasheet mikrokontroler ATMega 8, diketahui bahwa kebutuhan arus untuk mikrokontroler adalah maksimum sebesar 300 mA, sementara arus maksimum
yang dapat disediakan untuk keluaran setiap pena yaitu sebesar 40 mA. Pada kondisi dimana semua LED yang terhubung dengan mikrokontroler yaitu LED 2 sampai LED
9 menyala maka konsumsi arus maksimum untuk kedelapan buah LED adalah
sebesar 8 x 40 mA = 320 mA. Sementara RTC DS1307 telah memiliki catudaya tersendiri sehingga tidak mengkonsumsi arus.
Untuk kebutuhan arus dari kedua buah LED yang terhubung dengan Vcc yaitu LED 1 dan LED 10 dengan tegangan jatuh pada LED sebesar 2 V berdasarkan
pengukuran dengan voltmeter maka arus yang mengalir pada LED 1 adalah:
I
LED 1
=
Vcc −V
LED 1
R7
I
LED 1
=
5 −2
220
I
LED 1
=
3 220
I
LED 1
≈ 0,0136 A ≈ 14 mA
Karena R7 = R8 maka: I
LED 10
= I
LED 1
I
LED 10
= 14 mA Maka arus yang mengalir pada kedua buah LED tersebut adalah sebesar 2 x
14 mA = 28 mA. Arus maksimum yang mengalir melalui R1 dan R2 yaitu pada saat pena SDA
dan pena SCL berada pada logika rendah yaitu:
I
R1
= I
R2
=
Vcc R1
=
5 10K
= 0,5 mA Sehingga jumlah arus maksimum yang melalui R1 dan R2 yaitu 0,5mA +
0,5mA = 1mA. Untuk rangkaian sensor optik, arus yang mengalir pada LED inframerah IR
LED 1 adalah sebesar:
I
IR LED 1
=
Vcc −V
IR LED 1
R4
I
IR LED 1
=
5 −2
220
I
IR LED 1
=
3 220
I
IR LED 1
≈ 0.0136 A ≈ 14 mA Sementara arus maksimum yang mengalir melalui R5 pada saat transistor Q1
saturasi dengan tegangan jatuh pada dioda foto PHOTODIODE 1 sebesar 1,6 V yang didapat melalui pengukuran adalah:
I
R5
=
Vcc −V
PHOTODIODE 1
R5
I
R5
=
5 −1,6
10K
I
R5
=
3,4 10K
I
R5
= 0,34 mA Sedangkan arus maksimum yang mengalir pada kolektor transistor Q1 yaitu
ketika transistor berada dalam keadaan saturasi adalah:
I
C
=
Vcc −0
R6
I
C
=
5 −0
1K
I
C
= 5mA Maka arus maksimal yang dibutuhkan oleh rangkaian sensor optik adalah
sebesar 14 mA + 0,34 mA + 5 mA = 19,34 mA. Dengan demikian total arus maksimum yang harus dapat disediakan oleh regulator tegangan adalah:
Kebutuhan untuk mikrokontroler :
300 mA Kebutuhan untuk output 8 buah LED
: 320 mA
Kebutuhan untuk 2 buah LED :
28 mA Kebutuhan untuk pena SDA dan SCL
: 1 mA
Kebutuhan untuk sensor optik :
19,34 mA Total
: 668,34 mA Berdasarkan perhitungan diatas, maka diperoleh kesimpulan bahwa rangkaian
regulator tegangan harus dapat menyediakan arus minimal 668,34 mA. Oleh karena itu dipilih regulator tegangan LM 7805 yang dapat meregulasi tegangan menjadi 5 V
dengan tegangan masukan antara 7 V sampai dengan 25 V serta menyediakan arus sebesar 1 A. Rangkaian regulator tegangan LM 7805 dapat dilihat pada Gambar 3.5.
Gambar 3.5
Rangkaian Regulator Tegangan LM 7805 Nilai dari C1 adalah 0,33 uF sedangkan C2 adalah sebesar 0,1 uF yang
mengacu pada datasheet dari LM 7805.
3.2.6 Rangkaian Switching untuk ISP In System Programming
