Komponen-Komponen Pendukung Perancangan Alat Pemanggil Perawat (Nurse Call) Pada Rumah Sakit Berbasis Mikrokontroler At89s52 Dengan Tampilan LCD

27

2.2. Komponen-Komponen Pendukung

2.2.1. Resistor

Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir. Bersdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed Resistor dan Variable Resistor dan umumnya terbuat dari carbon film atau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain. Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan tembaga perak emas dan bahan material 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, dam karbon memiliki resistansi ynag lebih besar menahan aliran electron dan disebut sebagai isolator.

2.2.2. Fixed Resistor

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Tipe resistor yang umum berbentuk tabung porselen kecil dengan dua kaki tembaga dikiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan ohm-meter. Universitas Sumatera Utara 28 Kode warna tersebut adalah standar manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA Electronic Industries Assiciation. Gambar 2.2. Resistor karbon Tabel 2.2 gelang resistor Universitas Sumatera Utara 29 Resistansi dibaca dari warna gelang yang paling depan kea rah gelang toleransi berwarna coklat, emas atau perak. Biasanya warna gelang toleransi ini berada pada bahan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol. Sedangkan warna gelang yang keempat agak sedikit kedalam. Dengan demikian pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resistor tersebut. Kalau sudah bias menentukan gelang pertama selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya.

2.2.3. Variable Resistor

untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk tipe pertama dinamakan variable resistor dan nilainya dapat diubah sesuai dengan keinginan dengan mudah dan sering dignakan untuk pengaturan volume, bass, balance dll. Sedangkan yang kedua adalah semi-fixed resistor. Nilai dari resistor ini biasanya hanya diubah pada kondisi tertentu saja. Contoh penggunaan dari semi-fixed resistor adalah tegangan referensi yang digunakan untuk ADC, fine tune circuit, dll. Ada beberarap model pengaturan nilai variable resistor, yang sering digunakan adalah dengan cara nya terbatas sampai 300 derajat putaran. Ada beberapa model variable resistor yang harus diputar berkali-kali untuk mendapatkan semua nilai resistor. Model ini dinamakan “potentiometer” atau “trimmer potentiometer” Universitas Sumatera Utara 30 Gambar 2.3 Potentiometer Pada gambar 2.10 diatas untuk bentu 3 biasanya digunakan untuk volume control. Bentuk yang kedua merupakan semi-fixed resistor dan biasanya dipasang pada PCB Printed Circuit Board. Sedangkan bentuk 1 potentiometers. Ada 3 tipe didalam perubahan nilai dari resistor variable. Universitas Sumatera Utara 31

2.2.4. Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik struk tur sebuah kapasitorterbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umumnya dikenal misalnya udara vakum, keramik, 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 negative berkumpul pada ujung metal yang satunya lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negative dan sebaliknya muatan negative tidak bias menuju keujung kutub positif terpisah oleh bahan elektrik yang non konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduktif pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas phonemena kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negative diawan. Kondensator diidentikan mempunyai dua kaki dan dua kutub yitu positif dan negative serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung. Lambang kondensator mempunyai kutub positif dan negative pada skema elektronika. Universitas Sumatera Utara 32 Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negative pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih berwarna coklat merah hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju yang sering disebut kapasitor capasitor. Lambang kapasitor tidak mempunyai kutub pada skema elektronika. Satuan dalam kondensator disebut farad. Adapun cara memperluas kapasitor atau kondensator dengan jalan: 1. Menyusunnya berlapis-lapis. 2. Memperluas pemukaan variable. 3. Memakai bahan dengan daya tembus besar. Kapasitor merupakan kompenen pasif elektronika yang sering dipakai didalam merancang suatu system yang berfungsi untuk mengeblok arus DC, filter dan penyimpanan energy listrik. Didalamnya 2 buah plat elektroda saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan yang dignakan sebagai insulator dinamakan dielektrik. Ketika kapasitor diberikan tegangan DC maka energy listrik disimpan pada tiap elektrodanya. Selama kapasitor melakukan melakukan pengisian, arus mengailir. Aliran arus tersebut akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap-tiap kapasitor adalah dilektriknya. Kapasitansi didefinisikan Universitas Sumatera Utara 33 sebagai konstanta pembanding yang berlaku pada persamaan arus dalam dua plat konduktor parallel dengan pemisah isolator yang ditunjukkan pada persamaan dibawah ini. I=C dVdt Berdasarkan persamaan diatas, karena besarnya arus sebanding dengan perubahan tegangan terhadap waktu, tegangan yang tidak berubahterhadap waktu tegangan dc akan menyebabkan arus menjadi nol. Hal ini merupakan bahwa kapasitor bagi dc merupakan rangkaian terbuka, besarnya kapasitansi memenuhi persamaan berikut. C = € A d Dengan € adalah permitivitas isolator, A adalah luas plat konduktor dan d adalah jarak kedua plat konduktor sejajar dengan pemisah isolator dengan begitu maka disebutlah sebagai isolator. Berikut ini adalah jenis-jenis kapasitor yang dipergunakan dalam perancangan ini. Universitas Sumatera Utara 34

2.2.4.1. Electrolytic Capasitor ELCO

Gambar 2.6. Electroltic Capasitor ELCO Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari aluminium yang menggunakan membrane oksidasi yang tipis.. karakteristik utama dari Electrolytic Capasitor adalah perbedaan polaritas pada kedua kakinya. Dari karakteristik tersebut kita harus berhati- hati didalam pemasangannya pada rangkaian, jangan sampai terbalik. Bila polaritasnya terbalik maka akan menjadi rusak bahkan “MELEDAK”. Biasanya jenis kapasitor ini digunakan pada rangkain power supply. Kapasitor ini tidak bias digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya tegangan kerja dari kapasitor dihitung dengan cara mengalikan tegangan catu daya dengan 2. Misalnya kapasitor akan diberikan catu daya dengan tegangan 5 volt, berarti kapasitor yang haris dipilih memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5 = 10 volt. Universitas Sumatera Utara 35

2.2.4.2. Ceramic Capasitor

Kapasitor menggunakan bahan titanium acid barium untuk dielektriknya. Kaena tidak dikonstruksi seperti koil maka komponen ini dapat digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya digunakan untuk mlewatkan sinyal frekuensi tinggi menuju ke ground. Kapasitor ini tidak baik digunakan untuk rangkaian analog. Karena dapat mengubah bentuk sinyal. Jenis ini tidak mempunyai polaritas dan hanya tersedia dengan nilai kapasitor yang sangat kecil dibandingkan dengan kedua kapasitor diatas. Gambar 2.7. Ceramic capasitor

2.2.4.3. Nilai Kapasitor

Untuk mencari nilai dari kapasitor biasanya dilakukan dengan melihat angkakode yang tertera pada badan kapasitor tersebut. Untuk kapasitor jenis elektrolit memang mudah, karena nilai kapasitansinya telah tertera dengan jelas pada tubuhnya. Sedangkan untuk kapasitor keramik dan beberapa jenis lain yang Universitas Sumatera Utara 36 nilainyadikodekan. Biasanya kode tersebut terdiri dari 4 digit, dimana 3 digit pertama merupakan angka yang terakhir berfungsi untuk menentukan 10n, nilai n dapat dilihat pada table dibawah. Tabel 1. Nilai kapasitor Misalnya suatu kapasitor pada badannya tertulis kode 474J. berarti nilai kapasitansinya adalah 47 + 104 = 470.000 pF = 0.47µF sedangkan toleransinya 5. Yang harus diingat dalam mencari nilai kapasitor adalah satuannya dalam pF Pico Farad.

2.2.4.4. Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung switching, stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi sebagai kran listrik, dimana Universitas Sumatera Utara 37 berdasarkan arus inputnya BJT atau tegangan inputnya FET, memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, tegangan atau arus yang dipasang disatu terminalnya mengatur arus yang lebih besar melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier penguat. Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor dignakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan komponen-komponen lainnya. Transistor adalah komponen elektronika yang mempunya tiga buah terminal. Terminal itu disebut emitor, basis dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari penggabungan dua buah diode. Diode satu dengan yang lainnya saling digabungkan dengan cara menyambungkan salah satu sisi diode yang senama. Dengan cara penggabungan seperti dapat diperoleh dua buah diode sehingga menghasilkan transistor NPN. Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah silicon dan germanium. Oleh karena itu dikatakan : 1. Transistor germanium PNP. 2. Transistor silicon NPN. 3. Transistor silicon PNP. Universitas Sumatera Utara 38 4. Transistor germanium NPN. Semua komponen di dalam rangkaian transistor dengan symbol. Anak panah yang terdapat didalam symbol menunjukkan arah yang melalui transistor. Didalam pemakaian transistor dipakai sebagai komponen saklar switching dengan memanfaatkan daerah penjualan saturasi dan daerah penyumbatan cut off yang ada pada karakteristik transistor. Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor bipolar junction transistor BJT arau transistor bipolar dan field-effect transistor FET, yang masing-masing bekerja secara berbeda. Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: electron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerahlapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dngan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut. FET juga dinamakan transistor unipolar hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan electron atau hole, tergantung dari tipe FET. Dalam FET, arus listri utama mengalir dalam suatu kanal konduksi sempit dengan depletion zone dikedua sisinya dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah basis memotong arah arus listrik utama. Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat dirubah dengan perubahan tegangan yang diberikan. Untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Secara umum, transistor dapat dibeda- bedakan berdasarkan banyak kategori. Materi semi konduktor: germanium, Silikon, Gallium,Arsenide. Universitas Sumatera Utara 39 1. Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan lain-lain. 2. Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET, MOSFET, IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC Integrated Circuit dan lain-lain. 3. Polaritas: NPN atau N-Chanel, PNP atau P-Chanel. 4. Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, Hih Power. 5. Maximum frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF Transistor, Microwave dan lain-lain. 6. Aplikasi: Amplifier, saklar, general Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain. Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emitter secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emitter terhubung secara langsung short. Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor emitter VCE = 0 volt. Kada keadaan ideal, tetapi pada kenyataannya VCE bernilai 0 sampai 0.3 volt. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar.

2.2.5. Dioda

Dioda adalah salah satu bahan yang dibuat dari bahan yang disebut PN junction yaitu suatu bahan campuran yang terdiri dari bahan positif dan bahan negative. Apabila kedua bahan tesebut dipertemukan maka akan menjadi komponen aktif yang disebut diode. P type akan membentuk kaki yang disebut kaki Anoda dan Universitas Sumatera Utara 40 N type akan membentuk Katoda. Pada diode, arus listrik hanya akan dapat mengalir dari anoda ke kutub katoda.

2.2.5.1 Karakteristik Dioda

Sifat umum diode adalah hanya dapat menghantarkan arus listrik ke satu arah saja. Oleh karena itu bila pemasangan diode tidak akan dapat menghantarkan arus listrik. Prinsip ini biasanya digunakan sebagai pengaman alat elektronika yaitu untuk menunjukkan benar atau salah penyambungan catu daya. Dioda memiliki dua elektroda kaki, yaitu anoda dan katoda. Kaki-kaki ini tidak boleh terbalik dalam pemasanganya. Kaki katoda biasanya dekat dengan tanda cincin sedangkan kaki yang jauh tanda cincin berarti kaki anoda. Jika P anoda diberi tegangan positif dan N katoda diberi tegangan negative maka pemberian tegangan ini disebut bias maju biased forward. Sebaliknya, bila diberi tegangan yang terbalik yaitu P anoda diberi tegangan negative dan N katoda diberi tegangan positif maka pemberian tegangan ini disebut bias mundur biased reverse. Pada keadaan ini, arus yang mengalir dalam diode sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Pada saat diberi biases forward, diode dapat dialiri arus dengan resistansi yang cukup kecil, yang dikenal dengan nama resistansi maju forward. Sebaliknya, jika diode diberi biased reverse, maka arus listrik akan mengalami resistansi yang amat besar dan disebut resistance reverse. Dioda dapat dianggap suatu Voltage Sensitive Electronic Switch, dimana diode akan menutup atau dalam kondisi ON jika anoda lebih positif dari katoda dan diode akan terbuka jika sebaliknya. Macam-macam diode yang harus diketahui adalah: 1. Dioda Penyearah RectifierJ 2. Dioda Zener 3. Dioda Cahaya LED-Light Emiting Dioda

2.2.5.2 Dioda Penyearah Rectifier

Universitas Sumatera Utara 41 Dioda ini biasanya digunakan pada power supply, namun digunakan juga pada rangkaian radio sebagai detector, dan lain-lain. Prinsip kerja dari diode penyearah adalah sebagai berikut. Gambar 2.9 Bentuk Dioda Arus AC yang mendorong electron keatas melalui resistor, saat melewati diode hanya setengah periode positif dari tegangan input yang akan memberikan bias forward pada diode, sehingga diode akan menghantarkan selama setengah periode positif. Tetapi untuk setengah peride negative, diode bias reverse terjadilah penyumbatan karena kecil sekali arus yang dapat mengalir. Dengan demikian, arus AC telah diserahkan oleh diode ini menjadi arus yang searah DC.

2.2.5.3 Dioda Zener

Dioda zener merupakan diode yang banyak sekali digunakan oleh diode penyearah.

2.2.5.4 Dioda Cahaya LED: Light Emiting Dioda

LED merupakan salah satu jenis diode yang mengubah energy perpindahan electron-elektron yang jatu dari pita konduksi ke pita valensi menjadi cahaya. Berwarna warni cahaya yang dipancarkan ini, dikarenakan jenis bahan yang digunakan berbeda-beda. Bahan-bahannya antara lain gallium, arsen, dan fosfor. Penggunaan LED biasanya berhubungan dengan segala hal yang dilihat oleh manusia, seperti untuk mesin penghitung, jam digital, dan lain-lain. Universitas Sumatera Utara 42

2.3. Software 8051 Editor, Assembler, Simulator IDE