Mona Farida Lumbantoruan : Aplikasi Mikrokontroler AT89S51 sebagai BASIS pada Simulasi Palang Kereta Api dengan Tampilan Running Text, 2009.
VCC 5V
Infra Me rah 100
100
Infra Me rah 100
P3.1 pada mikrokontroler AT89S51 sehingga akan bekerja sesuai dengan yang telah terprogram.
3.1.2 Perancangan Sensor Inframerah
3.1.2.1 Perancangan Pemancar Inframerah
Untuk dapat mendeteksi adanya kereta api yang akan lewat, maka palang otomatis ini dilengkapi dengan 4 buah sensor inframerah. Semua sensor ini mempunyai rangkaian
yang sama, hanya penempatannya saja yang berbeda.
Masing-masing sensor menggunakan 3 buah pemancar inframerah dan sebuah potodioda. Sensor ini memanfaatkan pantulan dari pemancar inframerah yang diterima
oleh potodioda. Digunakan 3 buah pemancar inframerah pada masing-masing sensor bertujuan agar sinyal pantulan semakin kuat, sehingga kereta api dapat terdeteksi dengan
baik.
Setiap pantulan yang diterima oleh potodioda akan diolah dan dijadikan data digital, sehingga bila potodioda mendapatkan pantulan dari pemancar inframerah, maka
akan mengirimkan sinyal low 0 ke mikrokontrolert AT89S51. Dengan demikian mikrokontroler dapat mendeteksi sensor yang mengirimkan sinyal low dan mengambil
tindakan untuk mengatur putaran motor ke kanan atau ke kiri. Rangkaian pemancar inframerah tampak seperti gambar di bawah ini:
Mona Farida Lumbantoruan : Aplikasi Mikrokontroler AT89S51 sebagai BASIS pada Simulasi Palang Kereta Api dengan Tampilan Running Text, 2009.
Gambar 3.2 Rangkaian Pemancar inframerah Pada rangkaian di atas digunakan 3 buah LED inframerah yang diparalelkan, dengan
demikian maka intensitas yang dipancarkan oleh inframerah semakin kuat, karena merupakan gabungan dari buah LED inframerah. Resistor yang digunakan adalah 100
ohm sehingga arus yang mengalir pada masing-masing LED inframerah adalah sebesar:
5 0, 05
50 100
V i
A atau mA
R =
= =
Dengan besarnya arus yang mengalir ke LED inframerah, maka intensitas pancaran inframerah akan semakin kuat, yang menyebabkan jarak pantulannya akan semakin jauh.
3.1.2.2 Perancangan Penerima Inframerah
Pantulan dari sinar inframerah akan diterima oleh potodioda, kemudian akan diolah oleh rangkaian penerima agar menghasilkan data biner, dimana jika potodioda menerima
pantulan sinar inframerah maka output dari rangkaian penerima ini akan mengeluarkan logika low 0, namun jika potodioda tidak menerima pantulan sinar inframerah, maka
output dari rangkaian penerima akan mengeluarkan logika high 1.
Mona Farida Lumbantoruan : Aplikasi Mikrokontroler AT89S51 sebagai BASIS pada Simulasi Palang Kereta Api dengan Tampilan Running Text, 2009.
Rangkaian penerima inframerah seperti gambar di bawah ini:
Gambar 3.3 Rangkaian Penerima sinar inframerah
Potodioda memiliki hambatan sekitar 15 sd 20 Mohm jika tidak terkena sinar inframerah, dan hambatannya akan berubah menjadi sekitar 80 sd 300 Kohm jika terkena
sinar inframerah tergantung dari besarnya intensitas yang mengenainya. Semakin besar intensitasnya, maka hambatannya semakin kecil.
Pada rangkaian di atas, output dari potodioda diumpankan ke basis dari transistor tipa NPN C828, ini berarti untuk membuat transistor tersebut aktif maka tegangan yang
VCC 5V
330k
Poto dioda
4.7k
C828 10k
1.0k
Q2 2SA733
10k
2SC945 4.7k
1.0k
1.0k
Q4 2SA733
10k
330
LED1
AT8 9 S5 1
Mona Farida Lumbantoruan : Aplikasi Mikrokontroler AT89S51 sebagai BASIS pada Simulasi Palang Kereta Api dengan Tampilan Running Text, 2009.
keluar dari potodioda harus lebih besar dari 0,7 volt. Syarat ini akan terpenuhi jika potodioda mendapatkan sinar inframerah. Analisanya sebagai berikut:
Jika tidak ada sinar inframerah yang mengenai potodioda, maka hambatan pada potodioda 15 Mohm, sehingga:
2 330.000
5 0,107
1 2
15.000.000 330.000 R
Vo xVcc
x Volt
R R
== =
+ +
Vout akan diumpankan ke basis dari transistor C828, karena tegangannya hanya 0,107 Volt maka transistor tidak aktif.
Jika ada sinar inframerah yang mengenai potodioda, maka hambatan pada potodioda 300 Kohm, sehingga:
2 330.000
5 2, 619
1 2
300.000 330.000 R
Vo xVcc
x Volt
R R
== =
+ +
Vout akan diumpankan ke basis dari transistor C828, karena tegangannya lebih besar dari 0,7 volt yaitu 2,619 Volt maka transistor akan aktif.
Mona Farida Lumbantoruan : Aplikasi Mikrokontroler AT89S51 sebagai BASIS pada Simulasi Palang Kereta Api dengan Tampilan Running Text, 2009.
Aktifnya transistor C828 akan menyebabkan colektornya terhubung ke emitor, sehingga colektor mandapat tegangan 0 volt dari ground, tegangan ini diumpankan ke
basis dari transistor ke-2 tipe PNP A733, sehingga transistor ini juga aktif. Seterusnya aktifnya transistor A733 akan menyebabkan colektornya terhubung ke emitor, sehingga
colektor mandapat tegangan 5 volt dari Vcc, tegangan ini diumpankan ke basis dari transistor ke-3 tipe NPN C945, sehingga transistor ini juga aktif.
Kolektor dari transistor C945 dihubungkan mikrokontroler AT89S51 sehingga jika transistor ini aktif, maka kolektor akan mendapatkan tegangan 0 volt dari ground.
Tegangan 0 volt inilah yang merupakan sinyal low 0 yang diumpankan ke mikrokontroler AT89S51, sehingga mikrokontroler dapat mengetahui bahwa sensor ini
mengirimkan sinyal, yang berarti bahwa kreta api akan lewat.
Transistor ke-4 tipe PNP A733 berfungsi untuk menyalakan LED sebagai indikator bahwa sensor ini menerima pantulan sinar inframerah dari pemancar. LED ini akan
menyala jika sensor menerima sinar inframerah, dan akan mati jika sensor tidak menerima sinar inframerah.
3.1.3 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
