BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN PERANCANGAN PROGRAM
3.1 Perangkat Keras
Pada subbab ini akan dibahas perangkat perangkat keras yang digunakan pada alat ini. Perangkat perangkat keras tersebut antara lain adalah rangkaian
sensor gerak, rangkaian driver motor stepper, rangkaian PSA, dan rangkaian mikrokontroler AT89S51.
3.1.1 Diagram Blok
Secara garis besar, diagram blok dari rangkaian pintu otomatis ini ditunjukkan pada gambar 3.1. berikut ini:
Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaian
Universitas Sumatera Utara
Pada alat ini terdapat sebuah sensor kode batang. Sensor ini berfungsi untuk memeriksa kode batang yang ada pada kartu identitas pengguna pintu.
Sensor ini dihubungkan dengan P2.0; P2.1; P2.2; P2.3; P2.4 dari mikrokontroler AT89S51.
Untuk membatasi pergeseran pintu, digunakan dua sakelar batas. Sakelar batas ini berfungsi untuk memberikan informasi pada mikrokontroler tentang
keberadaan pintu, apakah pintu sedang tertutup atau tidak. Sakelar batas ini dihubungkan pada pin P0.6 dan P0.7 dari mikrokontroler AT89S51.
Untuk mengendalikan pergerakan motor stepper yang akan menarik pintu, digunakan sebuah rangkaian jembatan H. Rangkaian ini dihubungkan pada pin
P0.0, P0.1, P0.2, dan P0.3 dari mikrokontroler AT89S51.
3.1.2 Perancangan Sensor Kode Batang
Dalam memeriksa kode batang pada kartu identitas pengguna pintu, digunakan sensor kode batang. Sensor ini menggunakan 5 buah photodioda sebagai penerima
inframerah dan 5 LED inframerah sebagai pemancar inframerah.
Setiap pantulan inframerah yang diterima oleh photodioda akan diolah dan dijadikan data digital, sehingga bila photodioda mendapatkan pantulan dari
Universitas Sumatera Utara
pemancar inframerah, maka akan mengirimkan sinyal low ke mikrokontroler AT89S51. Dengan demikian mikrokontroler dapat mendeteksi sensor yang
mengirimkan sinyal low dan mengambil tindakan untuk mengatur putaran motor stepper untuk membuka ataupun menutup pintu.
Rangkaian pemancar inframerah tampak seperti gambar di bawah ini:
Gambar 3.2. Rangkaian Pemancar Inframerah
Pada rangkaian di atas digunakan 1 buah LED inframerah. Resistor yang digunakan adalah 100 ohm sehingga arus yang mengalir pada LED inframerah
adalah sebesar:
5 0,05
50 100
V i
A atau mA
R
5V
Universitas Sumatera Utara
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 photodioda, kemudian akan diolah oleh rangkaian penerima agar menghasilkan data biner, dimana jika
photodioda menerima pantulan sinar inframerah maka output dari rangkaian penerima ini akan mengeluarkan logika low 0, namun jika photodioda tidak
menerima pantulan sinar inframerah, maka output dari rangkaian penerima akan mengeluarkan logika high 1.
Gambar 3.3. Rangkaian Sensor Kode Batang
Rangkaian ini menggunakan IC LM 358 sebagai penguat tegangan yang dihasilkan photodioda. IC ini memiliki dua penguat operasional op-amp. Pada
rangkaian ini, kedua op-amp tersebut digunakan. Sehingga sinyal dari photo dioda mengalami dua kali penguatan.
Universitas Sumatera Utara
Sesuai dengan gambar, maka besar penguatan op-amp tergantung pada besarnya tahanan variable yang digunakan. Pada prakteknya, tahanan variable
tersebut diterima pada kisaran harga 20 KOhm, sehingga besar penguatan op-amp adalah:
kali A
K K
2
10 20
Sebuah photodioda memiliki nilai tahanan sekitar 15 s.d. 20 MOhm jika tidak terkena sinar inframerah, dan memiliki nilai tahanan sekitar 80 s.d. 300
KOhm jika terkena sinar inframerah, tergantung dari intensitas sinar inframerah yang diterimanya. Dengan demikian, besar tegangan yang masuk ke op-amp
adalah: Saat tidak terkena sinar inframerah:
V V
K M
K V
o
01 ,
5 47
20 47
Saat terkena sinar inframerah:
6 ,
5 47
300 47
V K
K K
V
o
Universitas Sumatera Utara
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
Kategori