10 tampak dengan gelombang terpanjang. Radiasi inframerah memiliki jangkauan tiga order
dan memiliki panjang gelombang antara 700 nm dan 1 mm. Inframerah ditemukan secara tidak sengaja oleh Sir William Herschell, astronom kerajaan Inggris ketika ia sedang
mengadakan penelitian mencari bahan penyaring optik yang akan digunakan untuk mengurangi keceraha n gambar matahari dalam tata surya teleskop
2.2.1 Karakteristik Infra Merah
1. tidak dapat dilihat oleh manusia 2. tidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang
3. dapat ditimbulkan oleh komponen yang menghasilkan panas panjang gelombang pada infra merah memiliki hubungan yang berlawanan atau berbanding terbalik
dengan suhu. Ketika suhu mengalami kenaikan, maka panjang gelombang mengalami penurunan.
2.2.2 Jenis – jenis Infra Merah Berdasarkan Panjang Gelombang
1. Infra merah jarak dekat dengan panjang gelombang 0.75 – 1.5 µm 2. Infra merah jarak menengah dengan panjang gelombang 1.50 – 10 µm
3. Infra merah jarak jauh dengan panjang gelombang 10 – 100 µm
2.3 Algoritma Enkripsi Rivest Code 5 RC-5
RC-5 Rivest Code-5 merupakan enkripsi stream simetrik yang dibuat oleh RSA Data Security, Inc RSADSI. Metode enkripsi ini pada awalnya dirancang untuk enkripsi
yang menggunakan mikroprosesor perangkat keras, tetapi pada tahap pengembangannya algoritma ini cocok diterapkan dengan menggunakan perangkat keras maupun perangkat
lunak. Secara ringkas algoritma ini bekerja dengan penambahan modulus 2w, melakukan EX-
11 OR dan melakukan rotasi x kekiri dengan jumlah y bit. RC-5 memiliki kelebihan dalam
menentukan jumlah kata kunci yang digunakan, hal ini berarti akan memilih tingkat keamanan yang digunakan sesuai dengan aplikasinya. Tulisan ini membahas tentang
algoritma enkripsi RC-5 yang dikemukakan oleh Ronald L. Rivest dari MIT Laboratory for Computer Science.
2.4 Remote Control
Remote control bukanlah alat yang asing lagi untuk kita, dimana- mana kita dapat menemukan adanya remote control, seperti remote contorl TV mobil remot DVD atau alat
elektronik lainya. Apalagi kita sebagai anak elektro atau sebagai penggemar dari alat-alat elektronik.
Pada remote control terdapat dua bagian yang utama yaitu : bagian transmiter dan bagian receiver. Bagian transmitter dalam hal ini menggunakan remote yang sudah jadi, yaitu remote
untuk TV. Sedangkan bagian penerimanya dibangun dari dioda infra merah, filter, dan penguat sinyalamplifier.
2.5 Komponen Pendukung 2.5.1 Transistor
Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal. Terminal itu disebut emitor, basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari 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 :
12 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 2.2 simbol tipe transistor
Keterangan : C = kolektor
E = emiter B = basis
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 :
C B
E C
B E
NPN PNP
13
Gambar 2.3 Transistor sebagai Saklar ON
Saturasi pada transistor terjadi apabila arus pada kolektor menjadi maksimum dan untuk mencari besar arus basis agar transistor saturi adalah :
Rc Vcc
I
max
=
……………………………………………..…………….2.1
Rc Vcc
I .
hfe
B
=
………………………………………….…………….2.2
Rc .
hfe Vcc
I
B
=
………………………………………………………….2.3 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 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.
Saklar On Vcc
Vcc I
C
R R
B
V
B
I
B
V
BE
V
CE
14 Biasanya V
CE
sat hanya beberapa perpuluhan volt, walaupun pada arus kolektor sangat besar bisa melebihi 1 volt. Bagian dibawah knee pada gambar dikenal sebagai daerah
saturasi.
Gambar 2.4 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 2.5 Transistor Sebagai Saklar OFF
Saklar Off Vcc
Vcc I
C
R R
B
V
B
I
B
V
BE
V
CE
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
15 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 : Vcc
= Vc + V
CE
…………..…………………………………………2.10 V
CE
= Vcc – Ic . Rc …..……………………………………………2.11 V
CE
= Vcc …..………………………………………………………2.12
2.5.2 Capasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah pla t metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik.
Bahan-bahan dielektrik yang umum 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 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 phenomena kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif
diawan.
16 dielektrik
Elektroda Elektroda
Gambar 2.6 Skema Capasitor
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.
2.5.2.1 Electrolytic Capacitor ELCO
Gambar 2.7 Electrolytic Capacitor ELCO
Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari alumunium yang menggunakan membrane oksidasi yang tipis. Karakteristik utama dari Electrolytic Capacitor adalah perbedaan
17 polaritas pada kedua kakinya. Dari karakteristik tersebut kita harus berhati – hati di dalam
pemasangannya pada rangkaian, jangan sampai terbalik. Bila polaritasnya terbalik maka akan menjadi rusak bahkan “MELEDAK”. Biasanya jenis kapasitor ini digunakan pada rangkaian
power supply. Kapasitor ini tidak bisa 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 dipilih harus memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5 = 10 Volt.
2.5.2.2 Ceramic Capacitor
Kapasitor menggunakan bahan titanium acid barium untuk dielektriknya. Karena tidak dikonstruksi seperti koil maka komponen ini dapat digunakan pada rangkaian frekuensi
tinggi. Biasanya digunakan untuk melewatkan 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 2.8 Ceramic Capacitor 2.5.2.3 Nilai Kapasitor
Untuk mencari nilai dari kapasitor biasanya dilakukan dengan melihat angkakode yang tertera pada badan kapasitor tersebut. Untuk kapasitor jenis elektrolit memang mudah,
18 karena nilai kapasitansinya telah tertera dengan jelas pada tubuhnya. Sedangkan untuk
kapasitor keramik dan beberapa jenis yang lain nilainya dikodekan. Biasanya kode tersebut terdiri dari 4 digit, dimana 3 digit pertama merupakan angka dan digit terakhir berupa huruf
yang menyatakan toleransinya. Untuk 3 digit pertama angka yang terakhir berfungsi untuk menentukan 10n, nilai n dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
Tabel 2.2 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 didalam mencari nilai kapasitor adalah satuannya dalam pF Pico Farad.
2.5.3 Resistor
Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed Resistor dan Variable
R esistor 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 metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil. Bahan–bahan
tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan konduktor. Kebalikan dari
19 bahan yang konduktif, bahan material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang
lebih besar menahan aliran elektron dan disebut sebagai insulator.
2.5.3.1 Fixed Resistor
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. 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. Kode warna tersebut adalah standar menufaktur yang
dikeluarkan oleh ELA Electronic Industries Association
Gambar 2.9 Resistor karbon
Tabel 2.3 Gelang Resistor WARNA
GELANG I GELANG II
GELANG III GELANG
IV
Hitam 1
- Coklat
1 1
10 -
Merah 2
2 100
- Jingga
3 3
1000 -
Kuning 4
4 10000
-
20 Hijau
5 5
100000 -
Biru 6
6 1000000
- Violet
7 7
10000000 -
Abu-abu 8
8 100000000
- Putih
9 9
1000000000 -
Emas -
- 0,1
5 Perak
- -
0,01 10
Tanpa Warna -
- -
20
Resitansi dibaca dari warna gelang yang paling depan ke arah 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 ke dalam. Dengan demikian pemakai sudah langsung mengetahui
berapa toleransi dari resitor tersebut. Kalau anda telah bisa menentukan mana gelang pertama selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya.
Biasanya resistor dengan toleransi 5, 10 atau 20 memiliki 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 penggalinya.
2.5.3.2 Variable Resistor
Untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk tipe pertama dinamakan variable resistor dan nilainya dapat diubah sesuai keinginan denga n mudah dan sering
digunakan 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
21 penggunaan dari semi- fixed resistor adalah tegangan referensi yang digunakan untuk ADC,
fine tune circuit, dll. Ada beberapa 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 “Potentiometers” atau “Trimmer Potentiometers”.
Gambar 2.10 Potensio meter
Pada gambar di atas untuk bentuk 3 biasanya digunakan untuk volume kontrol. Bentuk yang ke 2 merupakan semi fixed resistor dan biasanya di pasang pada PCB Printed
Circuit Board. Sedangkan bentuk 1 dpotentiometers, ada 3 tipe didalam perubahan nilai dari resistor variabel, perubahan tersebut dapat dilihat pada gambar:
Gambar 2.11 Grafik Perubahan nilai pada potensiometer
Pada saat tipe A diputar searah jarum jam, awalnya perubahan nilai resistansi lambat tetapi ketika putarannya mencapai setengah atau lebih nilai perubahannya menjadi sangat
22 cepat. Tipe ini sangat cocok dengan karakteristik telinga manusia. Karena telinga sangat peka
ketika membedakan suara dengan volume yang lemah, tetapi tidak terlalu sensitif untuk membedakan perubahan suara yang keras. Biasanya tipe A ini juga disebut sebagai “Audio
Taper” potensiometer. Untuk tipe B perubahan resistansinya adalah linier dan cocok digunakan untuk Aplikasi Balance Control, resistance value adjustment in circuit, dll.
Sedangkan untuk tipe C perubahan resistansinya kebalikan dati tipe A.
2.5.4 Dioda
Dioda adalah suatu bahan yang dibuat dari bahan yang disebut PN Junction yaitu suatu bahan campuran yang terdiri dari bahan positif P type dan bahan negatif N type.
Apabila kedua bahan tersebut dipertemukan maka akan menjadi komponen aktif yang disebut Dioda. P type akan membentuk kaki yang disebut kaki Anoda dan N type akan membentuk
Katoda. Pada dioda, arus listrik hanya akan dapat mengalir dari anoda ke kutub katoda.
A K
Gambar 2.12 Simbol Dioda
Sifat umum dioda adalah hanya dapat menghantarkan arus listrik ke satu arah saja. Oleh karena itu bila pemasangan dioda terbalik maka dioda 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 pemasangannya. Kaki katoda biasanya dekat dengan tanda cincin
sedangkan kaki yang jauh dari tanda cincin berarti kaki anoda.
23 Jika P anoda diberi tegangan positif dan N katoda diberi tegangan negatif maka
pemberian tegangan ini disebut bias maju biased forward, seperti yang diperlihatkan pada Gambar a. Sebaliknya, bila diberi tegangan yang terbalik yaitu P anoda diberi tegangan
negatif dan N katoda diberi tegangan positif maka pemberian tegangan ini disebut bias mundur biased reverse. Pada keadaan ini, arus yang mengalir dalam dioda sangat kecil
sehingga dapat diabaikan Gambar b.
a. Bias Maju Biased Forward
b. Bias Mundur Biased Reverse
Gambar 2.13 a Sifat dioda jika diberi bias maju dan b bias mundur
Pada saat diberi biased forward, dioda dapat dialiri arus dengan resistansi yang cukup kecil, yang dikenal dengan nama resistansi maju forward. Sebaliknya, jika dioda
diberi biased reverse, maka arus listrik akan mengalami resistansi yang amat besar dan disebut resistance reverse
P N
I = 0
A K
P N
I
A K
24 Dioda dapat dianggap suatu Voltage Sensitive Electronic Switch, dimana dioda akan
menutup atau dalam kondisi ON jika anoda lebih positif dari katoda dan dioda akan terbuka jika kondisi sebaliknya. Macam – macam dioda yang harus diketahui adalah :
1. Dioda Penyearah Rectifier 2. Dioda Zener
3. Dioda Cahaya LED – Light Emiting Dioda
2.5.4.1 Dioda Penyearah Rectifier
Dioda ini biasanya digunakan pada power supply, namun digunakan juga pada rangkaian radio sebagai detektor, dan lain – lain. Prinsip kerja dari dioda penyearah adalah
sebagai berikut :
a. Simbol b. Cara kerja dioda penyearah
Gambar 2.14 Dioda penyearah Rectifier yang diberi arus bolak – balik AC
Arus AC yang mendorong elektron keatas melalui resistor, saat melewati dioda hanya ½ periode positif dari teganga n input yang akan memberikan biased forward pada
dioda, sehingga dioda akan menghantarkan selama ½ periode positif. Tetapi untuk ½ periode negatif, dioda dibias reverse dan terjadilah penyumbatan karena kecil sekali arus yang dapat
A K
Input Output
25 mengalir. Dengan demikian, arus AC telah disearahkan oleh dioda ini menjadi arus yang
searah DC.
2.5.4.2 Dioda Zener
Dioda zener merupakan dioda yang banyak sekali digunakan setelah dioda penyearah. Lambang dari dioda zener dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 2.15 Simbol Dioda Zener
2.5.4.3 Dioda Cahaya LED : Light Emitting Dioda
LED merupakan salah satu jenis dioda yang mengubah energi perpindahan electron- electron yang jatuh dari pita konduksi ke pita valensi menjadi cahaya. Berwana – warninya
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 hitung, jam digital, dan lain – lain.
Gambar 2.16 Simbol Dioda Cahaya LED
2.6 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
A K
26 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 berpidah 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 :
a. Normaly Open NO, saklar akan tertutup bila dialiri arus b. Normaly Close OFF, saklar akan terbuka bila dialiri arus
c. 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
bula kumparan 2 dialiri arus maka saklar akan terhubung ke terminal B. Analogi rangkaian relay yang digunakan pada tugas akhir 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.
27 Bentuk relay yang digunakan da bentuk relay dengan rangkaian driver dapat dilihat pada
gambar :
Gambar 2.17 Simbol Dioda Relay
2.7 Perangkat Keras Hardware
