BAB II DASAR TEORI
2.1. Konsep Dasar Perangkat Keras 2.1.1 Motor DC
Motor DC merupakan perangkat yang berfungsi merubah besaran listrik menjadi besaran mekanik. Prinsip kerja motor didasarkan pada gaya
elektromagnetik. Motor DC bekerja bila mendapatkan tegangan searah yang cukup pada kedua kutupnya. Tegangan ini akan menimbulkan induksi elektromagnetik
yang menyebabkan motor berputar. Pada umumnya motor diklasifikasikan menurut jenis power yang digunakan
dan prinsip kerja motor. Ada tiga jenis motor DC yang pokok diklasifikasikan menurut metode penguatan medan, yaitu :
• Motor shunt, menggunakan kumparan medan magnet dengan tahanan relatif tinggi dengan banyak lilitan kawat kecil, biasanya dihubungkan paralel
paralel dengan jangkar sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2.1
Gambar 2.1 Rangkaian motor shunt
Universitas Sumatera Utara
• Motor seri, menggunakan kumparan medan tahanan sangat rendah dengan lilitan sangat sedikit, kawat besar dihubungkan seri dengan jangkar
sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2.2
Gambar 2.2 Rangkaian motor seri
• Motor kompon, menggunakan kombinasi medan shunt lilitan banyak dari kawat kecil paralel dengan jangkar dan medan seri lilitan sedikit dari kawat
besar dihubungkan seri dengan jangkar sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2.3
Gambar 2.3 Rangkaian motor kompon
Universitas Sumatera Utara
2.1.2 Antarmuka Menggunakan Port Paralel
Port paralel banyak digunakan dalam berbagai macam aplikasi antarmuka. Port ini membolehkan kita memiliki masukan hingga 8 bit atau keluaran hingga 12 bit
pada saat yang bersamaan, dengan hanya membutuhkan rangkaian eksternal sederhana untuk melakukan suatu tugas tertentu.
Port parallel atau port printer, dipastikan selalu ada pada setiap komputer. Sesuai dengan namanya, port paralel banyak dimanfaatkan untuk urusan pencetakan
data. Sebenarnya, port inipun bisa dimanfaatkan untuk hal lain, karena memiliki inputoutput IO data. Tata letak 25 pin port paralel printer ditunjukkan pada
Gambar 2. 4.
Gambar 2. 4. Tata-letak pin port paralel printer
Adapun tabel sinyal dan fungsi dari setiap pin pada port paralel printer, ditunjukkan pada Tabel 2.1. Pin 2 sampaidengan pin 9 D0-D7 berfungsi sebagai
keluaran, yang selanjutnya dapat kita manfaatkan untuk mengontrol peralatan luar.
Universitas Sumatera Utara
Pin 10 sampaidengan pin 13 dan pin 15 PS3-PS7 berfungsi sebagai masukan yang dapat dijadikan untuk mendeteksi status peralatan luar.
Tabel 2.1 Tabel signal dan fungsi pin port paralel
Port paralel memiliki tiga alamat dasar yang bisa digunakan. Alamat dasar 3BCh pertama kali diperkenalkan sebagai alamat port paralel pada kartu-kartu video
lama. Alamat ini kemudian sempat menghilang saat port paralel dicabut dari kartu- kartu video. Sekarang muncul kembali sebagai pilihan untuk port paralel yang
terpadu dengan motherboard, yang konfigurasinya dapat diubah melalui BIOS. Port paralel pertama atau LPT1 biasanya memiliki alamat dasar 378h,
sedangkan port paralel kedua LPT2 adalah 278h. Ini adalah alamat yang biasa dijumpai. Pada Tabel 2.2 ditunjukkan keterangan mengenai alamat-alamat dasar port
paralel.Putra, 2002
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 Alamat-alamat dasar kanal paralel
Alamat Keterangan
3BCh – 3BFh Digunakan untuk Kanal Paralel yang terpadu
dengan kartu-kartu video, tidak mendukung alamat-alamat ECP.
378h – 37Fh Biasa digunakan untuk LPT1
278h – 27Fh Biasa digunakan untuk LPT2
Port paralel memiliki tiga register perangkat lunak yang digunakan yaitu register data, status, dan kontrol. Alamat dasar, biasa dinamakan port data atau
register data digunakan untuk mengeluarkan data pada jalur data port paralel pin 2 sampaidengan. 9. Register ini normalnya sebagai port hanya tulis. Pada Tabel 2.3
ditunjukkan keterangan mengenai fungsi tiap-tiap bit pada port data.
Tabel 2.3. Register Data port paralel
Offset Nama
BacaTulis Bit?
Keterangan
Base + 0 Data Port
Baca danatau Tulis
Bit 7 Data 7
Bit 6 Data 6
Bit 5 Data 5
Bit 4 Data 4
Bit 3 Data 3
Bit 2 Data 2
Bit 1 Data 1
Bit 0 Data 0
Port status alamat dasar + 1 sebagai port hanya baca saja. Pada Tabel 2.4. ditunjukkan fungsi dari tiap-tiap bit register status. Data apa saja yang dituliskan ke
port ini akan diabaikan. Port status berasal dari lima masukan port paralel pin 10,
Universitas Sumatera Utara
11, 12, 13 dan 15, sebuah register status IRQ dan dua bit tercadang. Bit-7 Busy sebagai masukan inversi, jika bit-7 terbaca sebagi logika 0 artinya pada pin tersebut
terpasang tegangan +5V. Juga pada bit-2 IRQ,jika bit ini terbaca ‘1’, artinya interupsi sela tidak muncul.
Tabel 2.4. Register status port paralel
Offset Nama
BacaTulis Bit?
Keterangan
Base + 1 Status
Port Hanya Baca
Bit 7
Busy
Bit 6 Ack
Bit 5 Paper
OutEnd Bit 4
Select Bit 3
Error Bit 2
IRQ
Bit 1 Tercadang
Bit 0 Tercadang
Register kontrol alamat dasar+2 sebagi register tulis saja. Pada Tabel 2.5 ditunjukkan fungsi tiap-tiap bit dari register kontrol. Saat sebuah pencetak
disambungkan pada port paralel, maka ia membutuhkan 4 kontrol, yaitu Strobe, Auto Linefeed
, Initialize dan Select Printer, yang semua sifatnya inversi kecuali Initialize.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.5. Register kontrol port paralel
Offset Nama
BacaTulis Bit?
Keterangan
Base + 2 Kontrol
Port Tulis
Bit 7 Tidak
digunakan Bit 6
Tidak digunakan
Bit 5 Aktivasi Port
Dwi-Arah Bit 4
Aktivasi IRQ melalui jalur
Ack Bit 3
Select In
Bit 2 Inisialisasi
Reset Bit 1
Autofeed
Bit 0
STROBE
2.1.3 H-Bridge Rangkaian Jembatan H
H-Bridge berfungsi untuk mengatur arah putaran motor DC. Jembatan H- Bridge terdiri dari terdiri dari empat saklar yang terhubung secara topologi
membentuk huruf H dan terminal motor terletak pada garis horizontal huruf H, sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar 2.2.
Gambar 2.5. Rangkaian jembatan H
Universitas Sumatera Utara
Didalam sebuah rangkaian jembatan H, saklar menutup dan membuka dengan teratur sehingga ketika diberikan tegangan pada kutub yang sama diseberang
motor arus dapat melewatinya dengan putaran motor maju atau tegangan pada kutub yang berlawanan, menimbulkan arus mengalir menggerakkan motor dengan arah
putaran terbalik. Jika pada saklar S1 dan S4 ditutup sedangkan saklar S2 dan S3 dibuka, arus akan mengalir dari kiri ke kanan didalam motor, atau dengan kata lain
tegangan positif melewati terminal. Ketika saklar S2 dan S3 ditutup dan saklar S1 dan S4 dibuka maka arus akan mengalir dari kanan ke kiri, membalikkan kutub
tegangan. Jika terminal di hubung buka maka motor akan terjadi freewheel dan jika terminal dihubung singkat maka motor akan mengerem.
Saklar-saklar pada jembatan H digantikan oleh transistor, yang competeble dengan TTL. Rangkaian jembatan H ini terdapat pada IC L293D.
2.1.4. Pulse Width Modulation PWM
Untuk mengendalikan kecepatan motor, saklar dari jembatan H pada IC L293D terbuka dan tertutup dengan kecepatan yang berbeda yang bertujuan untuk
menghasilkan rata-rata tegangan yang berbeda pada motor. Rangkaian jembatan H yang dimaksud ditunjukkan pada Gambar 2.8. Cara ini dinamakan pulse width
modulation atau modulasi lebar pulsa sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar
2.6.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.6. Modulasi lebar pulsa V adalah tegangan pada motor dan t adalah waktu, dengan menekan saklar dengan
cepat maka dapat menimbulkan tegangan rata-rata yang melewati motor. Kecepatan motor dapat ditingkat dengan mengubah rasio lebar pulsa dari tegangan yang
melewati terminal.
Untuk mengatur kecepatan motor tersebut digunakan sinyal PWM yang diumpankan pada IC L293D sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7. IC L293D
Universitas Sumatera Utara
Pada Gambar 2.8 ditunjukkan arsitektur rangkaian dalam IC L293D. Sinyal PWM diumpankan pada pin 1 enable1 IC L293D, sehingga pin enable akan selalu
berubah menjadi kondisi HIGH atau LOW sebagaimana pulsa PWM yang di unpankan. Pin 2 IN1 dan pin 7 IN2 dihubungkan dengan pengatur arah putaran.
Misalnya pada pin enable1 diumpankan sinyal HIGH, pada pin2 IN1 di umpankan sinyal HIGH dan pada pin 7IN2 diumpankan sinyal LOW maka pada pin OUT1
juga akan berlogika HIGH dan pin OUT2 akan berlogika LOW dan ketika pada pin enable1 diumpankan sinyal Low maka kedua keluaran pin OUT1 dan OUT2 akan
menjadi LOW, begitu seterusnya seiring dengan perubahan pin enable1 yang merupakan perubahan PWM.
Gambar 2.8 Arsitektur rangkaian dalam IC L293D
Universitas Sumatera Utara
2.1.5 Sensor Kecepatan Optokopler
Masalah utama dalam teknik pengukuran ialah mengubah besaran fisik dalam hal ini optik menjadi besaran listrik yang proporsional. Dalam pembuatan
alat ini, sensor yang digunakan adalah optokopler. Didalam optokopler, terdapat dioda penghasil cahaya, LED Light Emitting Diode, dan sebuah transistor yang
peka terhadap perubahan intensitas cahaya photo-transistor. Ini tersedia dalam satu kesatuan atau terpisah dalam masing-masing kotak dan kadang-kadang juga
dilengkapi dengan lensa agar dapat mengenali sinyal kecil dengan lebih baik, atau untuk memperoleh jarak pengamatan yang lebih jauh.
Sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar 2.9. yaitu untuk setiap perubahan tegangan Vf, akan menghasilkan perubahan pada LED dan arus yang
ditarik oleh photo-transistor akan mengalami perubahan pula, sehingga menyebabkan perubahan tegangan pada terminal kolektor-emitornya Vce.
Beberapa keuntungan pemakaian dari optokopler ini adalah : • Kecepatan operasi lebih baik
• Ukurannya kecil • Tidak mudah terpengaruh oleh goncangan dan getaran
Gambar 2.9. Simbol optokopler
Universitas Sumatera Utara
2.1.6 Pemicu Schmitt IC 7414
IC 7414 merupakan IC TTL yang berfungsi sebagai penguat tegangan dan menegaskan masukan sinyal yang berupa sinyal bergerigi atau sinus menjadi sinyal
kotak yang tegas. IC ini mempunyai 6 gerbang inverter yang masing-masing dengan input Schmitt trigger. Gambar konfigurasi pin-pinnya ditunjukkan pada Gambar
2.10.
Gambar 2.10. Diagram pin IC 7414
Universitas Sumatera Utara
2.2 Konsep Dasar Perangkat Lunak 2.2.1 LabVIEW Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench
