BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Perangkat Keras Hardware
2.1.1 Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroller, sebagai suatu terobosan teknologi mikrokontroler dan mikrokomputer, hadir  memenuhi  kebutuhan  pasar  market  need  dan  teknologi  baru.  Sebagai  teknologi
baru,  yaitu  teknologi  semi  konduktor  dengan  kandungan  transistor  yang  lebih  banyak namun  hanya  membutuhkan  ruang  kecil  serta  dapat  diproduksi  secara  massal  dalam
jumlah  banyak  sehingga  harga  menjadi  lebih  murah  dibandingkan  microprocessor. Sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk memenuhi selera industri dan para
konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat bantu dan mainan yang lebih canggih serta dalam bidang pendidikan.
Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi misalnya pengolah data, pengolah angka, dan lain sebagainya, Mikrokontroller
hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM-nya. Pada sistem komputer perbandingan RAM dan ROM-
nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar,  sedangkan  rutin-rutin  antar  muka  perangkat  keras  disimpan  dalam  ruang  ROM
Universitas Sumatera Utara
yang  kecil. Sedangkan  Pada  mikrokontroler,  perbandingan  ROM  dan  RAM-nya  yang besar artinya program control disimpan dalam ROM yang ukurannya relatif lebih besar,
sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sederhana sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroller yang bersangkutan.
Mikrokontroller AT89S51 merupakan salah satu keluarga dari MCS-51 keluaran Atmel. Jenis microcontroller ini pada prinsipnya dapat digunakan untuk mengolah data
per bit ataupun data 8 bit secara bersamaan.
Pada  prinsipnya  program  pada  Mikrokontroller  dijalankan  bertahap,  jadi  pada program itu sendiri terdapat beberapa set instruksi dan tiap instruksi itu dijalankan secara
bertahap atau berurutan.
Beberapa  fasilitas  yang  dimiliki  oleh  mikrokontroller AT89S51 adalah  sebagai berikut :
 Sebuah Central Processing Unit 8 bit  Osilator internal dan rangkaian pewaktu
 RAM internal 128 byte  Flash memori 4 Kbyte
 Daya tahan 1000 kali bacatulis  Tiga level kunci memori progam
 Lima  buah  jalur  interupsi  dua  buah  interupsi  eksternal  dan  tiga  buah  interupsi internal
Universitas Sumatera Utara
 Empat buah programable port IO yang masing-masing terdiri dari delapan buah jalur IO
 Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART  Kemampuan untuk melaksanakan operasi aritmatika dan operasi logika
 Kecepatan dalam melaksanakan instruksi per siklus 1 mikrodetik pada frekuensi 12 MHz.
2.1.2 Kontruksi AT89S51
Mikrokontroller AT89S51  hanya  memerlukan  tambahan  3  kapasitor,  1  resistor  dan  1 kristal serta catu daya 5 Volt. Kapasitor 10 mikro-Farad dan resistor 10 Kilo Ohm dipakai
untuk membentuk rangkaian reset. Dengan adanya rangkaian reset ini AT89S51 otomatis direset  begitu  rangkaian  menerima  catu  daya.  Kristal  dengan  frekuensi  maksimum  24
MHz  dan  kapasitor  30  piko-Farad  dipakai  untuk  melengkapi  rangkaian oscilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja mikrokontroller.
Memori  merupakan  bagian  yang  sangat  penting  pada  mikrokontroller. Mikrokontroller memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda.
Read  Only  Memory ROM  yang  isinya  tidak  berubah  meskipun  IC  kehilangan catu  daya.  Sesuai  dangan  keperluannya,  dalam  susunan  MCS-51  memori  penyimpanan
progam ini dinamakan sebagai memori program.
Universitas Sumatera Utara
Random Access Memori RAM isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya, dipakai  untuk  menyimpan  data  pada  saat  progam  bekerja. RAM  yang  dipakai  untuk
menyimpan data ini disebut sebagai memori data.
Ada berbagai jenis ROM. Untuk mikrokontroller dengan progam yang sudah baku dan  diproduksi  secara  masal,  progam  diisikan  ke  dalam  ROM  pada  saat  IC
mikrokontroler  dicetak  di  pabrik  IC.    Untuk  keperluan  tertentu  mikrokontroler mengunakan  ROM  yang  dapat  diisi  ulang  atau Programble-Eraseable ROM  yang
disingkat menjadi PEROM atau PROM. Dulu banyak dipakai UV-EPROM Ultra Violet Eraseable Progamble ROM yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada
flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.
Jenis  memori  yang  dipakai  untuk  Memori  Program  AT89S51  adalah  Flash PEROM,  program  untuk  mengendalikan  mikrokontroller  diisikan  ke  memori  itu  lewat
bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89S51 Flash PEROM Programmer.
Memori Data yang disediakan dalam chip AT89S51 sebesar 128 byte, meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah cukup.
Sarana  InputOuput  yang  disediakan  cukup  banyak  dan  bervariasi.  AT89S51 mempunyai  32  jalur  InputOuput. Jalur  InputOuput  paralel  dikenal  sebagai  Port  1
P1.0..P1.7 dan Port 3 P3.0..P3.5 dan P3.7.
Universitas Sumatera Utara
Gambar  2.1. IC Mikrokontroler AT89S51 Deskripsi  pin-pin pada mikrokontroler AT89S51 :
VCC Pin 40
Suplai tegangan
GND Pin 20
Ground
Port 0 Pin 39-Pin 32
Port  0  dapat  berfungsi  sebagai  IO  biasa, low  order  multiplex  addressdata ataupun penerima kode byte pada saat flash programming Pada fungsi sebagai IO biasa port ini
dapat  memberikan  output  sink  ke  delapan  buah  TTL  input  atau  dapat  diubah  sebagai input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut.
Pada fungsi sebagai low order multiplex addressdata, port ini akan mempunyai internal pull up.
Pada saat flash progamming diperlukan eksternal pull up, terutama pada saat
Universitas Sumatera Utara
verifikasi program.
Port 2 Pin 21 pin 28
Port 2 berfungsi sebagai IO biasa atau high order address, pada saat mengaksememori secara 16 bit. Pada saat mengakses memori 8 bit, port ini akan mengeluarkan isi dari P2
special function register. Port ini mempunyai internal pull up dan berfungsi sebagai input dengan  memberikan  logika  1.  Sebagai  output,  port  ini  dapat  memberikan  output  sink
keempat buah input TTL.
Port 3 Pin 10 pin 17
Port 3 merupakan 8 bit port IO.
RST pin 9
Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle.
ALEPROG pin 30
Address latch Enable adalah pulsa output untuk me-latch byte bawah dari alamat selama mengakses  memori  eksternal. Selain  itu,  sebagai  pulsa  input  progam  PROG  selama
memprogam Flash.
PSEN pin 29
Progam store enable digunakan untuk mengakses memori progam eksternal.
EA pin 31
Pada  kondisi  low,  pin  ini  akan  berfungsi  sebagai  EA  yaitu  mikrokontroler  akan menjalankan progam yang ada pada memori eksternal setelah sistem direset. Jika kondisi
high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan progam yang ada pada memori internal. Pada saat flash programming, pin ini akan mendapat tegangan 12 Volt.
XTAL1 pin 19
Universitas Sumatera Utara
Input untuk clock internal.
XTAL2 pin 18
Output dari osilator.
2.1.3. Relay
Relay adalah suatu rangkaian switch magnetik yang bekerja bila mendapat catu dan suatu rangkaian trigger. Relay memiliki tegangan dan arus nominal yang harus dipenuhi output
rangkaian  pendriver  atau  pengemudinya.  Arus  yang  digunakan  pada  rangkaian  adalah arus DC.
Konstruksi dalam suatu relay terdiri dari lilitan kawat coil yang dililitkan pada inti  besi  lunak.  Jika  lilitan  kawat  mendapatkan  aliran  arus,  inti  besi  lunak  kontak
menghasilkan medan magnet dan menarik switch kontak. Switch kontak mengalami gaya listrik magnet sehingga berpindah posisi ke kutub lain atau terlepas dari kutub asalnya.
Keadaan ini akan bertahan selama arus mengalir pada kumparan relay. Dan relay akan kembali keposisi semula yaitu  normaly ON atau Normaly OFF, bila tidak ada lagi arus
yang mengalir padanya, posisi normal relay tergantung pada jenis relay yang digunakan. Dan  pemakaian  jenis  relay  tergantung  pada  kadaan  yang  diinginkan  dalam  suatu
rangkaian. Menurut kerjanya relay dapat dibedakan menjadi :
1. Normaly Open NO, saklar akan tertutup bila dialiri arus
Universitas Sumatera Utara
2. Normaly Close OFF, saklar akan tertutup bila tidak dialiri arus 3. Change Over CO, relay  ini mempunyai saklar tunggal yang  nomalnya tertutup
yang lama, bila kumparan 1 dialiri arus maka saklar akan terhubung ke terminal A,  sebaliknya    bila  kumparan  2  dialiri  arus  maka  saklar  akan  terhubung  ke
terminal B.
Analogi rangkaian relay yang digunakan pada proyek ini adalah saat basis transistor ini dialiri arus, maka transistor dalam keadaan tertutup yang dapat menghubungkan arus
dari  kolektor  ke  emiter  yang  mengakibatkan  relay  terhubung. Sedangkan  fungsi  dioda disini adalah untuk melindungi transistor dari tegangan induksi berlebih, dimana tegangan
ini dapat merusak transistor.
Jika transistor pada basis tidak ada arus maju, transistor terbuka sehingga arus tidak mengalir dari kolektor ke emiter, relay tidak bekerja karena tidak ada arus yang mengalir
pada gulungan kawat.
Gambar 2.2. Simbol Dasar Relay
Universitas Sumatera Utara
2.1.4. Resistor
Pada  dasarnya  semua  bahan  memiliki  sifat  resistif  namun  beberapa  bahan  seperti tembaga, perak, emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil.
Bahan-bahan  tersebut  menghantar  arus  listrik  dengan  baik,  sehingga  dinamakan konduktor.  Kebalikan  dari  bahan  yang  konduktif,  bahan  material  seperti  karet,  gelas,
karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran elektron dan disebut sebagai insulator.
Resistor  adalah  komponen  dasar  elektronika  yang  digunakan  untuk  membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat
resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Dari hukum Ohm diketahui, resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Satuan resistansi dari
suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω .
Tipe resistor yang umum adalah berbentuk tabung dengan dua kaki tembaga di kiri dan  kanan.  Pada  badannya  terdapat  lingkaran  membentuk  gelang  kode  warna  untuk
memudahkan  pemakai  mengenali  besar  resistansi  tanpa  mengukur  besarnya  dengan Ohmmeter. Kode warna tersebut adalah standar manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA
Electronic Industries Association seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut.
Universitas Sumatera Utara
Pada saat Penulis mendaftar kuliah di jurusan Teknik Elektro, ada salah satu test yang  harus  dipenuhi,  yaitu  diharuskan  tidak  buta  warna.  Belakangan  baru  diketahui
bahwa mahasiswa Teknik Elektro wajib untuk bisa membaca warna gelang resistor.
Gambar 2.3  Resistor
Warna Nilai
faktor pengali Toleransi
Hitam 1
Coklat 1
10 1
Merah 2
100 2
Jingga 3
1.000 Kuning
4 10.000
Hijau 5
100.000 Biru
6 10
6
Violet 7
10
7
Abu-abu 8
10
8
Putih 9
10
9
Emas -
0.1 5
Perak -
0.01 10
Tanpa warna -
- 20
Tabel 2.1. Nilai Warna Gelang
Universitas Sumatera Utara
Resistansi dibaca dari warna gelang  yang paling depan ke arah gelang toleransi berwarna coklat, merah, emas atau perak. Biasanya warna gelang     toleransi ini berada
pada  badan  resistor  yang  paling  pojok  atau  juga  dengan  lebar  yang  lebih  menonjol, sedangkan warna gelang yang pertama agak sedikit ke dalam. Dengan demikian pemakai
sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resistor tersebut. Kalau anda telah bisa menentukan mana gelang yang pertama selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya.
Jumlah  gelang  yang  melingkar  pada  resistor  umumnya  sesuai  dengan  besar toleransinya. Biasanya resistor dengan toleransi 5, 10 atau 20 memiliki 3 gelang
tidak termasuk gelang toleransi. Tetapi resistor dengan toleransi 1 atau 2 toleransi kecil  memiliki  4  gelang  tidak  termasuk  gelang  toleransi.  Gelang  pertama  dan
seterusnya  berturut-turut  menunjukkan  besar  nilai  satuan,  dan  gelang  terakhir adalah faktor pengalinya.
Misalnya  resistor  dengan  gelang  kuning,  violet,  merah  dan  emas.  Gelang berwarna emas adalah gelang toleransi. Dengan demikian urutan warna gelang resitor ini
adalah, gelang pertama berwarna kuning, gelang kedua berwana violet dan gelang ke tiga berwarna merah. Gelang ke empat tentu saja yang berwarna emas dan ini adalah gelang
toleransi. Dari tabel 2.1 diketahui jika gelang toleransi berwarna emas, berarti resistor ini memiliki  toleransi  5.  Nilai  resistansisnya  dihitung  sesuai  dengan urutan  warnanya.
Pertama yang dilakukan adalah menentukan nilai satuan dari resistor ini. Karena resitor ini resistor 5 yang biasanya memiliki tiga gelang selain gelang toleransi, maka nilai
satuannya  ditentukan  oleh  gelang  pertama  dan  gelang  kedua.  Masih  dari  tabel  2.1
Universitas Sumatera Utara
diketahui gelang kuning nilainya = 4 dan gelang violet nilainya = 7. Jadi gelang pertama dan  kedua  atau  kuning  dan  violet  berurutan,  nilai  satuannya  adalah  47.  Gelang  ketiga
adalah faktor pengali, dan jika warna gelangnya merah berarti faktor pengalinya adalah 100. Sehingga dengan ini diketahui nilai resistansi resistor tersebut adalah nilai satuan x
faktor pengali atau 47 x 100 = 4.7K Ohm dan toleransinya adalah 5.
Spesifikasi  lain  yang  perlu  diperhatikan  dalam  memilih  resitor  pada  suatu rancangan selain besar resistansi adalah besar watt-nya. Karena resistor bekerja dengan
dialiri  arus listrik,  maka akan  terjadi  disipasi daya berupa panas sebesar P = I
2
R watt. Semakin besar ukuran fisik suatu resistor bisa menunjukkan semakin besar kemampuan disipasi daya resistor tersebut.
Umumnya di pasar tersedia ukuran 18, 14, 1, 2, 5, 10 dan 20 watt. Resistor yang memiliki disipasi daya 5, 10 dan 20 watt umumnya berbentuk kubik memanjang persegi
empat berwarna putih, namun ada juga  yang berbentuk silinder. Tetapi biasanya untuk resistor ukuran jumbo ini nilai resistansi dicetak langsung  dibadannya, misalnya 100 Ω
50 W.
2.1.5. Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah  kapasitor  terbuat  dari  2  buah  plat  metal  yang  dipisahkan  oleh  suatu  bahan
dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik,
Universitas Sumatera Utara
gelas  dan  lain-lain.  Jika  kedua  ujung  plat  metal  diberi  tegangan  listrik,  maka  muatan- muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki elektroda metalnya dan pada saat
yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal  yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif
tidak bisa menuju ke ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan elektrik yang non- konduktif. Muatan elektrik ini  tersimpan  selama tidak ada konduktif pada ujung- ujung
kakinya.  Di  alam  bebas  fenomena  kapasitor  terjadi  pada  saat  terkumpulnya  muatan- muatan positif dan negatif diawan.
Kapasitor  merupakan  komponen  pasif  elektronika  yang  sering  dipakai  didalam merancang suatu sistem yang berfungsi untuk mengeblok arus DC, Filter, dan penyimpan
energi listrik. Didalamnya 2 buah pelat elektroda yang saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah insulator.  Sedangkan  bahan  yang  digunakan  sebagai insulator dinamakan
dielektrik. Ketika kapasitor diberikan tegangan DC maka energi listrik disimpan pada tiap elektrodanya. Selama kapasitor melakukan pengisian, arus mengalir. Aliran arus tersebut
akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap - tiap kapasitor adalah dielektriknya.  Berikut  ini  adalah  jenis jenis  kapasitor  yang  dipergunakan  dalam
perancangan ini.
2.1.6. Transistor
Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal. Terminal itu  disebut  emitor,  basis,  dan  kolektor.  Transistor  seakan-akan  dibentuk  dari
Universitas Sumatera Utara
B C
E N P N
B C
E P N P
penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang lain saling digabungkan dengan cara  menyambungkan  salah  satu  sisi  dioda  yang  senama.  Dengan  cara  penggabungan
seperti dapat diperoleh dua buah dioda sehingga menghasilkan transistor NPN. Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah
silikon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan : 1. Transistor germanium PNP
2. Transistor silikon NPN 3. Transistor silikon PNP
4. Transistor germanium NPN
Semua komponen di dalam rangkaian transistor dengan simbol. Anak panah yang terdapat di dalam simbol menunjukkan arah yang melalui transistor.
Gambar  2.4. simbol tipe transistor Keterangan :
C = kolektor E = emiter
B = basis
Universitas Sumatera Utara
Didalam  pemakaiannya  transistor  dipakai  sebagai  komponen  saklar  switching dengan  memanfaatkan  daerah  penjenuhan  saturasi  dan  daerah  penyumbatan  cut  off
yang ada pada karakteristik transistor.
Pada  daerah  penjenuhan nilai  resistansi  persambungan  kolektor  emiter  secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emiter terhubung langsung short. Keadaan ini
menyebabkan tegangan kolektor emiter V
CE
= 0 Volt pada keadaan ideal, tetapi pada kenyataannya V
CE
bernilai 0 sampai 0,3 Volt. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan on seperti pada gambar 2.6
Gambar  2.5. Transistor sebagai Saklar ON Saturasi pada transistor terjadi apabila arus pada kolektor menjadi maksimum dan
untuk mencari besar arus basis agar transistor saturasi adalah :
Rc Vcc
I
max
.. .2.1
Rc Vcc
I. hfe
B
. .2.2
Rc .
hfe Vcc
I
B
.2.3
Saklar On Vcc
Vcc I
C
R R
B
V
B
I
B
V
BE
V
CE
Universitas Sumatera Utara
Hubungan antara tegangan basis V
B
dan arus basis I
B
adalah :
B BE
B B
R V
V I
 
.2.4
V
B
= I
B
. R
B
+ V
BE
..2.5
BE B
B
V Rc
. hfe
R .
Vcc V
 
2.5
Jika  tegangan  V
B
telah  mencapai
BE B
B
V Rc
. hfe
R .
Vcc V
 
,  maka  transistor  akan  saturasi, dengan Ic mencapai maksimum.
Gambar  2.6 dibawah  ini  menunjukkan  apa  yang  dimaksud  dengan  V
CE
sat adalah  harga  V
CE
pada  beberapa  titik  dibawah  knee  dengan  posisi  tepatnya  ditentukan pada  lembar  data.  Biasanya  V
CE
sat  hanya  beberapa  perpuluhan  volt,  walaupun  pada arus kolektor sangat besar bisa melebihi 1 volt. Bagian dibawah knee pada gambar 2.7
dikenal sebagai daerah saturasi.
Titik Sumbat Cut off I
B
I
B sat
I
B
= I
B sat
I
B
Penjenuhan saturation I
C
Rc Vcc
I
B
= 0 V
CE
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.6. Karakteristik daerah saturasi pada transistor Pada  daerah penyumbatan,nilai  resistansi  persambungan  kolektor  emiter  secara  ideal
sama dengan tak terhitung atau terminal kolektor dan emiter terbuka open. Keadaan ini menyebabkan tegangan V
CB
sama dengan tegangan sumber Vcc. Tetapi pada  kenyataannya  Vcc  pada saat  ini  kurang  dari  Vcc  karena  terdapat  arus  bocor  dari
kolektor ke emiter. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan off seperti gambar dibawah ini.
Gambar 2.7.Transistor Sebagai Saklar OFF Keadaan penyumbatan terjadi apabila besar tegangan habis V
B
sama dengan tegangan kerja transistor V
BE
sehingga arus basis I
B
= 0 maka :
hfe I
I
C B
2.6
I
C
= I
B
. hfe   . 2.7
I
C
= 0 . hfe ..
2.8 I
C
= 0 ..2.9
Hal ini menyebabkan V
CE
sama dengan Vcc dapat dibuktikan dengan rumus :
Saklar Off Vcc
Vcc I
C
R R
B
V
B
I
B
V
BE
V
CE
Universitas Sumatera Utara
Vcc = Vc + V
CE
.. 2.10
V
CE
= Vcc Ic . Rc   .. 2.11
V
CE
= Vcc ..
2.12
2.1.7. Dioda
Dioda  memiliki  fungsi  yang  unik  yaitu  hanya  dapat  mengalirkan  arus  satu  arah  saja. Struktur  dioda  tidak  lain  adalah  sambungan  semikonduktor  P  dan  N.  Satu  sisi  adalah
semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N.
Gambar ilustrasi berikut menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi kecil yang disebut lapisan deplesi depletion layer, dimana terdapat keseimbangan hole dan
elektron.
Gambar 2.8.  Simbol dan struktur dioda
Universitas Sumatera Utara
Seperti  yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk hole-hole yang siap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak terdapat elektron-elektron yang siap untuk
bebas merdeka. Lalu jika diberi bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak
untuk  mengisi hole di  sisi P.  Tentu  kalau  elektron  mengisi hole disisi  P,  maka  akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju
N, Kalau mengunakan terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N.
Gambar 2.9.  Dioda dengan bias maju
Sebaliknya  apakah  yang  terjadi  jika  polaritas  tegangan  dibalik  yaitu  dengan memberikan bias  negatif  reverse  bias.  Dalam  hal  ini,  sisi  N  mendapat  polaritas
tegangan lebih besar dari sisi P.
Gambar 2.10.  Dioda dengan bias negatif
Universitas Sumatera Utara
Tentu jawabanya adalah tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke
arah  kutub  berlawanan.  Bahkan  lapisan  deplesi  depletion  layer  semakin  besar  dan menghalangi terjadinya arus.
Demikianlah sekelumit bagaimana dioda hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Dengan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudah menjadi konduktor. Tidak
serta  merta  diatas  0  volt,  tetapi    tegangan  beberapa  volt  diatas  nol  baru  bisa  terjadi konduksi. Ini disebabkan karena adanya dinding deplesi deplesion layer. Untuk dioda
yang terbuat dari bahan Silikon tegangan konduksi adalah diatas 0.7 volt. Dan kira-kira 0.2 volt batas minimum untuk dioda yang terbuat dari bahan Germanium.
Gambar 2.11.  Grafik arus dioda
Sebaliknya untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan arus, namun memang ada batasnya. Sampai beberapa puluh bahkan ratusan volt baru terjadi breakdown, dimana
dioda tidak lagi dapat menahan aliran elektron yang terbentuk di lapisan deplesi.
Universitas Sumatera Utara
2.1.8. LED
LED  adalah  singkatan  dari Light  Emiting  Dioda,  merupakan  komponen  yang  dapat mengeluarkan  emisi  cahaya.LED  merupakan  produk  temuan  lain  setelah  dioda.
Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang  sambungan  P-N  juga  melepaskan  energi  berupa  energi  panas  dan  energi
cahaya.  LED  dibuat  agar  lebih  efisien  jika  mengeluarkan  cahaya.  Untuk  mendapatkan emisi  cahaya  pada  semikonduktor,  doping  yang  pakai  adalah  galium,  arsenic  dan
phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.
Gambar 2.12. Simbol LED
Pada  saat  ini  warna-warna  cahaya  LED  yang  banyak  ada  adalah  warna  merah, kuning  dan  hijau.LED  berwarna  biru  sangat  langka.  Pada  dasarnya  semua  warna  bisa
dihasilkan,  namun  akan  menjadi  sangat  mahal  dan  tidak  efisien.  Dalam  memilih  LED selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi daya nya.
Rumah chasing LED dan bentuknya juga bermacam-macam, ada yang persegi empat, bulat dan lonjong.
2.2 PERANGKAT LUNAK