BAB IV PENGUJIAN RANGKAIAN DAN ANALISA PROGRAM
4.1 Pengujian Rangkaian
4.1.1 Pengujian Rangkaian Power Supply
Pengujian rangkaian power supply ini bertujuan untuk mengetahui tegangan yang dikeluarkan oleh rangkaian tersebut, dengan mengukur tegangan keluaran dari power supply
menggunakan multimeter digital. Setelah dilakukan pengukuran maka diperoleh besarnya tegangan keluaran sebesar 5 volt. Dengan begitu dapat dipastikan apakah terjadi kesalahan
terhadap rangkaian atau tidak. Jika diukur, hasil dari keluaran tegangan tidak murni sebesar +9 Volt dan +12 Volt, tetapi +8.97Volt dan +12.03 Volt. Hasil tersebut dikarenakan beberapa
faktor, diantaranya kualitas dari tiap-tiap komponen yang digunakan nilainya tidak murni. Selain itu, tegangan jala-jala listrik yang digunakan tidak stabil.
4.1.2 Pengujian Rangkaian Sensor dan Penguat
Untuk menguji rangkaian ini adalah dengan cara memancerkan sinar infra merah ke photodioda secara langsung dang melihat hasil outputnya. Pada rangkaian penerima,
Fotodioda dioperasikan pada bias balik, dimana fotodioda ini akan memiliki hambatan besar jika tidak terkena sinar infra merah, dan hambatannya akan berubah menjadi kecil jika terkena
sinar infra merah tergantung dari besarnya intensitas yang mengenainya. Semakin besar intensitasnya, maka hambatannya semakin kecil. Pada rangkaian, output dari fotodioda
diumpankan sistem komparator lm324. Analisanya sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
Jika ada sinar infra merah yang mengenai fotodioda, maka hambatan pada fotodioda akan kecil, sehingga tegangan V- akan kecil. Misal tahanan photodiode mengecil menjadi 10
kOhm. Maka dengan teorema pembagi tegangan: V- = RrxRrx + R2 x Vcc
V- = 10 10+10 x Vcc V- = 12 x 5 Volt
V- = 2.5 Volt Sedangkan jika tahanan photodiode besar ,maka tegangan V- akan besar mendekati nilai
Vcc. Misal tahanan photodiode menjadi 150 kOhm. Maka dengan teorema pembagi tegangan:
V- = RrxRrx + R2 x Vcc V- = 150 150+10 x Vcc
V- = 150160 x 5 Volt V- = 4.7 Volt
Sekarang kita akan melihat trimpot. Trimpot adalah komponen pembagi tegangan dengan mengubah nilai resistansi yang ada di dalamnya. Dalam rangkaian ini maka nilai
trimpot akan berkisar antara 5 Volt sampai 0 Volt. Nilai tegangan trimpot ini akan
mempengaruhi nilai V+ yang diterima komparator sebagai nilai referensi komparator.
Komparator dalam rangkaian ini berfungsi untuk menghasilkan tegangan sebesar 0
Volt atau 5 Volt pada output komparator. Jika V+ lebih dari V- maka output komparator = 5 Volt. Jika V+ kurang dari V- maka output komparator = 0 Volt.
Universitas Sumatera Utara
Misal kita mengatur besar V+ dengan cara memutar putaran pada trimpot hingga dihasilkan tegangan sebesar 3.5 Volt.Pada saat intensitas infrared besar yang mengakibatkan
tahanan Photodiode mengecil menjadi 10 kOhm dan mengakibatkan V- = 2.5 Volt maka output komparator menjadi 5 Volt.Pada saat intensitas infrared kecil yang mengakibatkan
tahanan Photodiode membesar menjadi 150 kOhm dan mengakibatkan V- = 4.7 Volt maka output komparator menjadi 0 Volt.
Penghubungan Output komparator dengan Vcc bertujuan sebagai rangkaian PullUp. Hal ini dikarenakan arus yang keluar dari komparator begitu kecil sehingga walaupun memiliki
nilai tegangan sebesar 5 Volt tidak dapat diterima beban dalam rangkaian diatas beban adalah LED. Dengan penambahan Vcc,ketika tegangan output dari komparator berniali 0 Volt maka
arus dari Vcc lebih banyak memilih mengalir menuju output komparator yang bernilai 0 Volt dan tanpa beban.ketika tegangan output dari komparator bernilai 5 Volt maka arus dari Vcc
akan banyak mengalir menuju LED kemudian ke ground yang mengakibatkan LED menyala LED akan menyala jika sensor menerima sinar infra merah, dan akan mati jika sensor tidak
menerima sinar infra merah.
NO hidup Mati
1 4,7 V
0 V
Tabel 4.1. Tegangan Fotodioda
Secara sngkat, maka prinsip kerja dari komparator dapat dijelaskan sebagai berikut: Sebuah rangkaian komparator pada Op Amp akan membandingkan tegangan yang
masuk pada satu saluran input dengan tegangan pada saluran input lain, yang disebut tegangan referensi. Tegangan output berupa tegangan high atau low sesuai dengan
perbandingan Vin dan Vref. Dan berikut adalah rangkaian komparator sederhana.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.1. Komparator Sederhana
Vref di hubungkan ke +V supply, kemudian R1 dan R2 digunakan sebagai pembagi tegangan, sehingg nilai tegangan yang di referensikan pada masukan + op-amp adalah
sebesar : V = [R1R1+R2 ] Vsupply
Op-amp tersebut akan membandingkan nilai tegangan pada kedua masukannya, apabila masukan - lebih besar dari masukan + maka, keluaran op-amp akan menjadi
sama dengan – Vsupply, apabila tegangan masukan - lebih kecil dari masukan + maka keluaran op-amp akan menjadi sama dengan + Vsupply.
Jadi dalam hal ini jika Vinput lebih besar dari V maka keluarannya akan menjadi – Vsupply, jika sebaliknya, Vinput lebih besar dari V maka keluarannya akan menjadi +
Vsupply. Secara umum prinsip kerja rangkaian komparator adalah membandingkan amplitudo
dua buah sinyal, jika +Vin dan −Vin masing-masing menyatakan amplitudo sinyal input tak
membalik dan input membalik,
Vo dan Vsat masing-masing menyatakan
tegangan output dan tegangan saturasi, maka prinsip dasar dari komparator adalah
Universitas Sumatera Utara
+Vin ≥ −Vin maka Vo = Vsat+
+Vin −Vin maka Vo = Vsat−
Keterangan: +Vin = Amplitudo sinyal input tak membalik V
−Vin = Amplitudo sinyal input membalik V
Vsat+ = Tegangan saturasi + V Vsat
− = Tegangan saturasi - V
Vo = Tegangan output V
4.1.3 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535