Tegangan tersebut diumpankan pada op-amp dengan faktor penguatan 2 kali, sehingga tegangan keluarannya pada saat terkena sinar inframerah sekitar
0,12 Volt, sedangkan saat tidak terkena sinar inframerah sekitar 0,02 Volt. Namun, tegangan ini masih diumpankan lagi pada op-amp yang kedua. Dengan
faktor penguatan yang sama, didapat tegangan keluaran saat terkena sinar inframerah sekitar 0,24 Volt dan saat tidak terkena inframerah sekitar 0,04 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 sebesar 0,12 Volt saat photodioda
terkena sinar iframerah, 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
Universitas Sumatera Utara
memberikan sinyal low atau high pada rangkaian maka perputaran motor dapat diatur. Gambar rangkaiannya ditunjukkan pada gambar berikut ini:
Vcc Vcc Vcc
Vcc
Motor 330 Ohm
330 Ohm 330 Ohm
330 Ohm TIP127 TIP127
C945
TIP122 TIP122
C945 C945
C945 1 K
1 K 1 K
1 K 18 Ohm
18 Ohm 18 Ohm
18 Ohm
P0.0 P0.1
Gambar 3.4. Rangkaian jembatan H
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.
Universitas Sumatera Utara
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 aktif 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.
Universitas Sumatera Utara
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 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 tegangan 0 volt dari ground dihubungkan dengan kolektor TIP 127, maka kolektor dari TIP 127 juga akan
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
Universitas Sumatera Utara
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.
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
Berulang ke step 1 Tabel 3.1 Logika perputaran rotor
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.
Universitas Sumatera Utara
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
