33
BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN PERANCANGAN PROGRAM
3.1 Perancangan Alat
3.1.1 Diagram Blok
Secara garis besar,diagram blok dari rangkaian proyek Tugas Akhir ini ditunjukkan pada gambar 3.1 berikut ini :
Gambar 3.1.1 Diagram Blok Rangkaian
Desain rangkaian diatas terdiri dari : 1.
Rangkaian sensor gerak berfungsi untuk mendeteksi adanya gerakan yang menganggu sensor.
2. Limit switch berfungsi untuk membatasi gerakan putaran motor stepper.
M ikrokont
rol er
Rangkaian sensor gerak
Limit switch atas
Limit switch bawah
Saklar manual naik
Saklar manual turun
Jembatan H
Motor Stepper
Universitas Sumatera Utara
34
3. Saklar manual berfungsi untuk memutar motor keatas atau kebawah dengan
cara menekan saklar. 4. Jembatan H berfungsi sebagai driver yang akan menggerakkan motor stepper
berdasarkan logika yang diterimanya dari mikrokontroler. 5.
Mikrokontroler berfungsi sebagai otak rangkaian
Prinsip Kerja Diagram Blok
Pada kedaan awal system diaktifkan,dimana proyek Tugas Akhir ini penulis menggunakan sensor gerak photodioda sebagai pendeteksi gerak.Rangkaian sensor
terdiri dari 12 sensor gerak.Ketika salah satu sensor terganggu maka sinyal yang terdeteksi oleh sensor tersebut akan dikirim ke Mikrokontroler AT89S51 yang
berfungsi sebagai basis otak pada system ini.Dan berdasarkan perintah yang telah terprogram pada Mikrokontroler AT89S51 maka mikrokokontroler tersebut akan
memberikan perintah pada jembatan H agar motor stepper berputar untuk menurunkan etalase ,motor stepper berhenti turun jika telah mengenai limit swith
bawah.Untuk menaikan etalase kembali cukup dengan menekan saklar manual naik.secara otomatis motor stepper akan berputar naik dan berhenti jika mengenai
limit switch atas.
3.1.2 Rancangan Rangkaian Sensor Inframerah
Untuk mendeteksi ada tidaknya benda yang melintas di atas atau di samping alat, digunakanlah sensor inframerah. Sensor terdiri dari LED pemancar inframerah
dan sebuah photodioda. Setiap pantulan inframerah yang diterima oleh photodioda akan diolah dan
dijadikan data digital, sehingga bila photodioda mendapatkan pantulan dari pemancar inframerah, maka akan mengirimkan sinyal low ke mikrokontroler
AT89S51. Kondisi tersebut menandakan bahwa ada benda yang melintas di depan sensor. Sebaliknya, ketika tidak ada benda yang melintas di depan sensor, maka
sensor akan mengirimkan sinyal high 1 ke mikrokontroler.
Universitas Sumatera Utara
35
VCC 5V
Infra Merah 100
100
Infra Merah 100
Rangkaian pemancar inframerah tampak seperti gambar di bawah ini:
Gambar 3.1.2 a Rangkaian Pemancar inframerah
Pada rangkaian di atas digunakan 3 buah LED inframerah yang diparalelkan, dengan demikian maka intensitas yang dipancarkan oleh inframerah semakin kuat,
karena merupakan gabungan dari 3 buah LED inframerah. Resistor yang digunakan adalah 100 ohm sehingga arus yang mengalir pada masing-masing LED inframerah
adalah sebesar:
5 0, 05
50 100
V i
A atau mA
R
Dengan besarnya arus yang mengalir ke LED inframerah, maka intensitas pancaran inframerah akan semakin kuat, yang menyebabkan jarak pantulannya akan semakin
jauh. Pantulan dari sinar inframerah akan diterima oleh potodioda, kemudian akan
diolah oleh rangkaian penerima agar menghasilkan data biner, dimana jika potodioda menerima pantulan sinar inframerah maka output dari rangkaian penerima ini akan
mengeluarkan logika low 0, namun jika potodioda tidak menerima pantulan sinar inframerah, maka output dari rangkaian penerima akan mengeluarkan logika high
1. Rangkaian penerima inframerah seperti gambar di bawah ini:
Universitas Sumatera Utara
36
Gambar 3.1.2 b Rangkaian Sensor Inframerah
Rangkaian ini menggunakan IC LM 358 sebagai penguat tegangan yang dihasilkan photodioda. Satu buah IC ini memiliki dua penguat operasional op-amp.
Pada rangkaian ini, kedua op-amp tersebut digunakan. Sehingga sinyal dari photodioda mengalami dua kali penguatan.
Sesuai gambar, maka besar penguatan op-amp tergantung pada besarnya tahanan variable yang digunakan. Pada prakteknya, tahanan variable tersebut ditrim
pada kisaran harga 20KOhm, sehingga besar penguatan op-amp adalah:
kali A
K K
2
10 20
Dari hasil pengukuran, tegangan pada photodiode pada saat terkena pantulan inframerah adalah sekitar 1,1 Volt dan menjadi sekitar 0,03 Volt ketika tidak terkena
pantulan inframerah. Tegangan tersebut diumpankan pada op-amp dengan faktor penguatan 2 kali,
sehingga tegangan keluarannya pada saat terkena sinar inframerah sekitar 2,2 Volt, sedangkan saat tidak terkena sinar inframerah sekitar 0,06Volt. Namun, tegangan ini
masih diumpankan lagi pada op-amp yang kedua. Dengan faktor penguatan yang sama, didapat tegangan keluaran saat terkena sinar inframerah sekitar 4,4 Volt dan
Universitas Sumatera Utara
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