Timbangan digital berbasis EPROM - USD Repository

  " $ %&'&&(%&)

  ! !" # !

  • ,
    • )%%.

  /

  • 0 1 # 1 + 2 !2

  3

  1 ! 4 "

  5 5 " " # !" $

  $ " # 4 $ %&'&&(%&)

    • + 0 - + 0 -

      , -

  • )%%.

  ! "

  &6 # 1 # 5 # #

  6 " ! # "

  5

  1

  7

  4

  1

  6 )6 * " # 1 "" 4 # "

  5 8 # " ""

  4 4 4 " # # # " " "

  9 4 :6

  Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

  Yogyakarta, Oktober 2007 Penulis

  Heri Nugraha Heri Nugraha Timbangan Digital Berbasis EPROM

  Berat adalah suatu nilai yang dimiliki oleh suatu benda dengan jumlah tertentu. Pengukuran berat benda sering kali dilakukan untuk mengetahui nilai dari benda tersebut, terutama dalam proses perdagangan. Yang menjadi sumber berat adalah suatu beban yang mempunyai berat 1 ons. Rancangan alat ukur ini ditampilkan dalam bentuk digital dengan menggunakan 7 segment 2 digit sebagai media penampil. Sensor yang digunakan pada alat ini adalah sebuah potensiometer. Hasil yang diharapkan dari alat ini adalah suatu penampil berat benda dengan jumlah yang sudah ditentukan sebelumnya dengan bantuan sebuah IC memori sebagai media penyimpan data sementara.

  Heri Nugraha Digital Weighing3Machine Base on EPROM

  Weight is a value had by an object with certain quantity. Heavy measurement to an object is frequently to know the value from the object,especially in course of commerce.becoming the source of weight is a burden which have a weight 1 ounce.This measuring instrument device is presented in the form of digitalwith two digit of 7 segment.Censor used in this appliance is a potenhometer.Result expected from this appliance is presented a weight of an object with a constructively a IC memory as a media for look up table.

  Puji dan Syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas terselesainya skripsi ini. Skripsi yang berjudul ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana

  Teknik pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  Penulis menyadari bahwa skripsi ini dapat selesai berkat dukungan, bantuan, dan kerjasama dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis menyampaikan terima kasih kepada pihak3pihak yang telah mendukung antara lain :

  1. Ir Greg. HeliarkoS.J.,S.S.,B.S.T.,M.A.,M.Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma yang telah memberikan kesempatan untuk menulis skripsi ini dan menyelesaikan studi di Fakultas Teknik;

  2. Ag. Bayu Primawan, S.T. M.Eng, selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro yang telah memberikan kesempatan dan kemudahan dalam menyusun skripsi ini;

  3. Ir. Th. Prima Ari Setiyani, M.T, selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu dan dengan sabar membimbing dan membantu penulis serta memberi kesempatan dan kemudahan dalam menyusun dan menyelesaikan skripsi ini;

  4. Para dosen Teknik Elektro yang telah membantu dan mendidik penulis;

  5. Para laboran Teknik Elektro dan MIPA atas bantuan dan kerjasamanya;

  6. Para karyawan dan karyawati sekretariat Fakultas Teknik dan Perpustakaan Universitas Sanata Dharma yang telah membantu penulis selama ini;

  7. Bapak dan Ibu yang telah membesarkan, mendidik, dan memberikan dukungan materiil maupun spiritual kepada penulis selama ini;

  8. Kakakku dan keluarga yang telah memberikan dorongan semangat dalam menyelesaikan skripsi ini;

  9. Semua keluarga besarku dan saudara sepupuku atas bantuannya selama ini;

  10. Semua temanku di Teknik Elektro : Tri, Diaz “Dre”, Eling, Rinto Ginting, Nomo, Frankie, Sulist, Cahyo “Bajuri”, Tyo, Toni, Erik, Hadi, Roy, Freddy, dan tak terkecuali Leo (S. Ing);

  11. Teman3teman TE angkatan ’00, ’01, ’02 yang aku kenal, dan

  12. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah memberikan bantuan baik material maupun spiritual.

  Penulis menyadari bahwa skipsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis dengan rendah hati bersedia menerima kritik dan saran untuk penyempurnaan skripsi ini. Selain itu, penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

  Yogyakarta, Oktober 2007 Penulis,

  Heri Nugraha

  • Halaman Judul …………………………………………………………………… i

  5 2.2 Pengkondisi Sinyal …………………………………………………..

  19 3.3 …………………………………………………………………

  3.1 Alat Ukur …………………………………………………………….. 17 3.2 Sensor ………………………………………………………………..

  13 BAB III PERANCANGAN ALAT ……………………………………… 16

  2.6 Penggerak BCD ke (Dekoder) …………………………… 13 2.7 Penampil ( ) ………………………………………………..

  11

  2.5 EPROM ( ) ………….

  10

  7 2.4 …………………………………………………………………

  2.3 ADC ( ) …………………………………

  6

  5 2.1 Potensiometer ………………………………………………………..

  ……………………………………………………………………. ii Persetujuan Pembimbing ……………………………………………… iii Pengesahan ……………………………………………………………. iv Persembahan ………………………………………………………….. v Motto ………………………………………………………………….. vi Pernyataan Keaslian Karya ……………………………………………. vii ABSTRAK …………………………………………………………….. viii

  4 BAB II DASAR TEORI …………………………………………………

  3 1.5 Sistematika Penulisan ……………………………………………….

  3 1.4 Manfaat Penelitian …………………………………………………..

  1.3 Tujuan Penelitian ……………………………………………………

  3

  1 1.2 Batasan Masalah …………………………………………………….

  1.1 Latar Belakang ………………………………………………………

  1

  BAB I PENDAHULUAN ………………………………………………

  …………………………………………………………….. ix Kata Pengantar …………………………………………………………. x Daftar Isi ……………………………………………………………….. xii Daftar Gambar …………………………………………………………. xiv Daftar Tabel ……………………………………………………………. xv

  21

  3.4 ADC ( ) …………………………………

  21

  3.5 EPROM ……………………………………………………………… 23

  3.6 Penggerak BCD ke ………………………………………. 26

  BAB IV ANALISA ALAT ……………………………………………… 30 4.1 Pengamatan dengan Potensiometer ………………………………….

  30 4.2 Pengamatan ADC ( ) …………………..

  31

  4.3 PengamatanEPROM ( ) 35

  BAB V PENUTUP ………………………………………………………

  37 5.1 Kesimpulan ………………………………………………………….

  37

  5.2 Saran …………………………………………………………………

  37 DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………… 38 LAMPIRAN I ……………………………………………………………

  39 LAMPIRAN II …………………………………………………………..

  40

  • Gambar 2.1. Gambar rangkaian potensiometer ……………………………….

  6 Gambar 2.2. Gambar diagram blok ADC …………………………………….

  8 Gambar 2.3. Gambar isi dari IC 555 ………………………………………….

  10 Gambar 2.4. Gambar kaki3kaki pada IC 7447 ………………………………..

  13 Gambar 2.5. Gambar sistem identifikasi pada 7 …………………….

  14 Gambar 2.6. Gambar rangkaian pembacaan pada 7 …………………

  14 Gambar 3.1. Gambar bentuk timbangan ………………………………………

  16 Gambar 3.2. Gambar blok diagram alat ……………………………………….

  17 Gambar 3.3. Gambar rangkaian sensor berat ………………………………….

  20 Gambar 3.4. Gambar rangkaian ADC 0804 ke EPROM ……………………...

  23 Gambar 3.5. Gambar rangkaian EPROM ke dekoder …………………………

  26 Gambar 3.6. Gambar IC 7447 ke 7 …………………………………..

  26 Gambar 3.7. Gambar penyandi BCD ke 7 ……………………………

  28 Gambar 4.1. Gambar rangkaian LED …………………………………………

  33

  • Tabel 3.1. Tabel resistansi dan tegangan keluaran pada sensor ………………

  18 Tabel 3.2. Tabel alamat dan data EPROM ……………………………………

  24 Tabel 3.3. Tabel yang menyala pada LED …………………………..

  27 Tabel 4.1. Tabel hasil pengamatan tegangan masukan ADC …………………

  31 Tabel 4.2. Tabel keluaran ADC hasil perancangan dan pengamatan …………

  33

  &6& "

  Sistem digital sekarang ini merupakan suatu teknologi di bidang elektronika yang berkembang pesat. Segala sesuatu yang banyak dibutuhkan manusia dalam berbagai bidang kehidupan sudah menggunakan teknik3teknik digital dalam penggunaannya. Hal ini disebabkan karena suatu peralatan dengan teknik digital memiliki berbagai keunggulan, misalnya hasilnya lebih memuaskan, lebih teliti, dan lebih baik dalam tampilannya. Dari berbagai sarana elektronika yang digunakan oleh manusia banyak yang menggunakan teknologi digital sehingga teknologi ini akan terus berkembang dan berinovasi untuk menciptakan alat3alat yang baru yang bermanfaat dan banyak dibutuhkan manusia dan memperingan pekerjaan manusia.

  Sedangkan untuk teknologi yang masih bersifat analog walaupun masih digunakan dalam kehidupan sehari3hari, apabila dilihat dari segi tampilan dan ketelitiannya sangat berbeda dengan teknologi yang sudah berbasis teknologi digital.

  Sebelum ditemukan suatu alat yang digunakan untuk mengukur berat suatu benda atau barang, jarang diketahui berapa berat suatu benda karena berat suatu benda mungkin tidak terlalu penting dalam kehidupan sehari3hari. Seiring dengan berkembangnya teknologi dan ilmu pengetahuan dan semakin diperlukannya data dari suatu benda secara lengkap maka saat ini banyak ditemukan alat3alat yang berguna untuk mengetahui berat suatu benda dengan bermacam3macam model dan bentuk.

  Karena itu penulis mencoba merancang suatu alat yang berbasis pada teknologi digital dengan membuat alat berupa sebuah timbangan digital dengan menggunakan bantuan memori berupa EPROM. Alasan pemakaian EPROM supaya data yang didapat saat melakukan penimbangan dapat disimpan dalam sebuah memori sehingga data tersebut suatu saat dapat ditampilkan kembali, karena IC EPROM memiliki kemampuan

  o

  menyimpan data sampai 10 tahun dengan suhu maksimal mencapai 70

  C. Dengan timbangan digital maka berat benda yang ditimbang dapat langsung diketahui beratnya karena menggunakan tampilan angka pada suatu layar yang telah dipasang sebagai bagian dari alat tersebut, sehingga dapat dilihat langsung tanpa harus melakukan pengamatan dan menentukan skala seperti pada timbangan yang menggunakan tampilan analog yang biasanya masih menggunakan sebuah jarum penunjuk untuk mengetahui angka yang tepat.

  Kegunaan suatu alat yang disebut timbangan sangat diperlukan dalam kehidupan sehari3hari. Alat ini biasanya banyak digunakan terutama dalam bidang perdagangan yang memang sangat memerlukan data suatu benda atau barang untuk dapat diluhat dari beratnya bukan hanya dilihat dari segi bentuk dan ukurannya saja.

  Alat rancangan ini hanya dapat mengukur berat suatu benda hanya bila benda tersebut diletakkan pada suatu tempat yang berhubungan langsung dengan timbangan tersebut.

  &6)

  1

  1

  1. Berat benda yang ditimbang minimal 1 ons dan maksimal 40 ons, karena adanya keterbatasan pada keakuratan potensiometer yang digunakan sebagai sensor berat pada rangkaian.

  2. Perubahan nilai resistansi yang digunakan adalah setiap perubahan berat sebesar 1 ons.

  3. Menggunakan EPROM sebagai penyimpan data !" # 4. Penampil data berupa dengan 2 digit angka.

  &6;

  1. Membuat suatu alat yang dapat berfungsi sebagai timbangan digital dalam bentuk yang lain.

  2. Menerapkan teknologi digital yang digunakan untuk memicu data yang disimpan pada suatu memori.

  &6(

  ini dirancang agar diperoleh suatu data yang akurat tentang suatu benda ataupun barang terutama dilihat dari beratnya, serta memberikan alternatif lain tentang cara pengukuran berat benda di luar berbagai cara yang sudah biasa digunakan. Disamping itu perancangan alat ini juga dapat menghasilkan beberapa manfaat antara lain dapat memberikan hasil yang akurat tentang berat suatu benda.

  &6'

  1

  1

  a. BAB I : Pendahuluan, berisi tentang latar belakang, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.

  b. BAB II : Dasar Teori, berisi teori teori yang mendukung perancangan alat berdasarkan gambar blok diagram.

  c. BAB III : Perancangan Alat, berisi tentang proses3proses perancangan alat serta data3data yang didapatkan dari percobaan3percobaan yang telah dilakukan oleh penulis.

  d. BAB IV : Analisa Alat, berisi data3data hasil pengamatan dan analisanya.

  e. BAB V : Penutup, berisi kesimpulan dan saran.

  Pada bab ini berisi penjelasan umum tentang teori3teori dasar dari perangkat3 perangkat yang mendukung dalam proses perancangan alat, khususnya yang berhubungan langsung dengan alat yang akan dirancang. Bagian3bagian yang berhubungan dengan alat ini antara lain penggunaan potensiometer sebagai sensor, pengkondisi sinyal pada suatu rangkaian digital, ADC yang digunakan dalam merancang suatu rangkaian digital agar data3data analog dapat diubah kedalam bentuk data digital, rangkaian untuk melakukan konversi data, memori yang digunakan sebagai media penyimpan data, serta tampilan akhir yang digunakan pada suatu rangkaian digital.

  )6& ! 1 !

  Pada alat ini potensiometer berfungsi sebagai sensor untuk mengetahui perubahan berat beban yang diukur dengan cara mencari nilai resistansi pada potensiometer yang berubah seiring dengan perubahan berat beban. Potensiometer adalah suatu komponen yang digunakan untuk mengukur tegangan yang tidak diketahui dengan cara perbandingan dengan tegangan yang diketahui. Tegangan yang diketahui dapat disuplai dari sebuah sel standar atau setiap sumber tegangan referensi yang diketahui. Pengukuran3pengukuran dengan menggunakan cara pebandingan mampu menghasilkan tingkat ketelitian yang sangat tinggi sebab hasil yang diperoleh tidak tergantung pada defleksi aktual jarum penunjuk sebagaimana halnya pada instrument kumparan putar, tetapi hanya bergantung pada ketelitian tegangan standar yang diketahui. Karena potensiometer memanfaatkan kondisi setimbang atau disebut juga kondisi nol maka bila instrument tersebut dibuat setimbang menyebabkan tidak ada daya yang diambil dari rangkaian yang mengandung ggl yang tidak diketahui, akibatnya penentuan tegangan tidak bergantung dari hambatan sumber. Walaupun potensiometerr mengukur tegangan, dapat juga digunakan untuk menentukan arus dengan hanya mengukur penurunan tegangan yang dihasilkan oleh arus tersebut melalui sebuah hambatan yang diketahui.

  )6) " ! # 1

  Pengkondisi sinyal adalah rangkaian yang dapat mengubah suatu perubahan pada masukan dan mengubah keluarannya dalam bentuk yang berbeda, dalam hal ini dapat berupa tegangan atau arus. Dalam rangkaian pengkondisi sinyal memakai rangkaian sebuah resistor dan sebuah potensiometer yang dipasang secara seri dengan sebuah sumber tegangan seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.1. Rangkaian ini juga digunakan sebagai rangkaian untuk mengukur setiap kenaikan berat beban. Nilai tegangan keluaran dari potensiometer pada rangkaian tersebut akan digunakan sebagai masukan sinyal pada rangkaian ADC.

Gambar 2.1 : Rangkaian potensiometer Potensiometer pada gambar rangkaian 2.1 tersebut berfungsi sebagai sensor terhadap perubahan beban, sedangkan Vo adalah tegangan keluaran dari rangkaian atau tegangan pada potensiometer tersebut. Dari gambar 2.1 tersebut dapat diperoleh persamaan3persamaan sebagai berikut : V = V1 + V2

  = I x R1 + I x R2 = I (R1 + R2)…………………………………...……………..(231)

  Maka : V2 = I x R2…………………..….……………………………….(232) Nilai tegangan keluaran dari rangkaian tersebut akan masuk pada rangkaian ADC, selanjutnya ADC mengubah perubahan Vo dalam bentuk biner yang selanjutnya digunakan sebagai masukan alamat pada EPROM, dan perubahan nilai resistansi (R) yang berasal dari potensiometer digunakan sebagai data pada EPROM dengan alamat masukan dari perubahan berat beban.

  )6; 0 9 :

  (ADC) adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal3sinyal analog menjadi sinyal3sinyal digital. IC ADC 0804 dianggap dapat memenuhi kebutuhan dari rangkaian yang akan dibuat. IC jenis ini bekerja secara cermat dengan menambahkan sedikit komponen sesuai dengan spesifikasi yang harus diberikan dan dapat mengkonversi secara cepat suatu masukan tegangan. Hal–hal yang juga perlu diperhatikan dalam penggunaan ADC ini adalah tegangan maksimum yang dapat dikonversikan oleh ADC dari rangkaian pengkondisi sinyal, resolusi, pewaktu eksternal ADC, tipe keluaran, ketepatan, dan waktu konversinya. Beberapa karakteristik penting ADC :

  1. Waktu konversi

  2. Resolusi

  3. Ketidaklinieran

  4. Akurasi Ada banyak cara yang dapat digunakan untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital yang nilainya proporsional. Jenis ADC yang biasa digunakan dalam perancangan adalah jenis ! "" $ atau pendekatan bertingkat yang memiliki waktu konversi jauh lebih singkat dan tidak tergantung pada nilai masukan analognya atau sinyal yang akan diubah. Dalam Gambar 2.2 memperlihatkan diagram blok ADC tersebut.

  

Gambar 2.2: Diagram Blok ADC

  Secara singkat prinsip kerja dari konverter A/D adalah semua bit3bit diset kemudian diuji, dan bilamana perlu sesuai dengan kondisi yang telah ditentukan. Dengan rangkaian yang paling cepat, konversi akan diselesaikan sesudah 8 , dan keluaran D/A merupakan nilai analog yang ekivalen dengan nilai SAR.

  Apabila konversi telah dilaksanakan, rangkaian kembali mengirim sinyal selesai konversi yang berlogika rendah. Sisi turun sinyal ini akan menghasilkan data digital yang ekivalen ke dalam register !%% . Dengan demikian, keluaran digital akan tetap tersimpan sekalipun akan dimulai siklus konversi yang baru. IC ADC 0804 mempunyai dua masukan analog, Vin (+) dan Vin (3), sehingga dapat menerima masukan diferensial. Masukan analog sebenarnya (Vin) sama dengan selisih antara tegangan3tegangan yang dihubungkan dengan ke dua pin masukan yaitu Vin= Vin (+)

  • – Vin (3). Kalau masukan analog berupa tegangan tunggal, tegangan ini harus dihubungkan dengan Vin (+), sedangkan Vin (3) di ! kan. Untuk operasi normal, ADC 0804 menggunakan Vcc = +5 Volt sebagai tegangan referensi. Dalam hal ini jangkauan masukan analog mulai dari 0 Volt sampai 5 Volt (skala penuh), karena IC ini adalah SAC 83bit, resolusinya akan sama dengan :

  &! ' ! (

  IC ADC 0804 memiliki generator yang harus diaktifkan dengan menghubungkan sebuah resistor eksternal (R) antara pin CLK ) dan CLK (* serta sebuah kapasitor eksternal (C) antara CLK IN dan ! digital. Frekuensi yang diperoleh di pin CLK ) sama dengan :

  ……………………(233) Untuk sinyal ini dapat juga digunakan sinyal eksternal yang dihubungkan ke pin CLK (*. ADC 0804 memiliki 8 keluaran digital sehingga dapat langsung dihubungkan dengan saluran data mikrokomputer. Masukan ( ' " , aktif rendah) digunakan untuk mengaktifkan ADC 0804. Jika berlogika tinggi, ADC 0804 tidak aktif ( ) dan semua keluaran berada dalam keadaan impedansi tinggi.

  Masukan (+ atau ) digunakan untuk memulai proses konversi. Untuk itu harus diberi pulsa logika 0. Sedangkan keluaran ( !" atau %

  ) menyatakan akhir konversi. Pada saat dimulai konversi, akan berubah ke logika 1. Di akhir konversi akan kembali ke logika 0.

  )6(

  Semua rangkaian analog ke digital menggunakan rangkaian untuk melakukan konversi data. Tanpa maka pengubah analog ke digital tidak dapat bekerja walaupun di dalam pengubah analog ke digital sudah tersedia dari CLK (* dan CLK R, sehingga membutuhkan eksternal agar ADC dapat mengkonversi isyarat analog menjadi data digital. Beberapa contoh IC yang bisa digunakan sebagai antara lain IC 555 dan IC 7400.

Gambar 2.3 : Isi dari IC 555

  IC 555 berfungsi sebagai sumber . IC ini mempunyai dua buah pembanding flip3flop RS dan transistor seperti yang ditunjukkan pada gambar . Pada prinsipnya rangkaian dirancang agar dapat memicu dirinya sendiri secara berulang3ulang sehingga dapat menghasilkan sinyal osilasi pada keluarannya.

  Rangkaian seperti pada gambar 2.3 dan prinsip kerja dari rangkaian ini adalah pada saat " + !"" *, kapasirtor C mulai terisi melalui Ra dan Rb sampai mencapai tegangan 2/3 Vcc. Setelah tegangan ini tercapai maka komparator A mulai bekerja mereset flip3flop dan selanjutnya membuat Q1 manjadi *. Pada saat transistor Q1 * resistor Rb seolah dihubung singkat ke ! sehingga terjadi pengosongan muatan ( ' ) pada kapasitor C melalui resistor Rb dan pada saat ini keluaran pada pin 3 manjadi 0 ( ! ). Dan untuk memperjelas dapat dilihat dari

gambar 2.3. Gambar 2.3 menggambarkan isi IC 555 yang digunakan pada rangkaian .

  Pada saat pengosongan muatan maka tegangan pada pin 2 akan terus turun sampai mencapai 1/3 Vcc. Setelah tegangan ini tercapai maka komparator B yang bekerja dan kembali memicu transistor Q1 menjadi ,, sehingga menyebabkan keluaran pada pin 3 kambali menjadi tinggi (Vcc). Demikian seterusnya terjadi berulang3ulang sehingga akan terbentuk sinyal osilasi pada keluaran pin 3. Sinyal pemicu ( ) dari kedua komparator akan bekerja secara bergantian pada tegangan antara 1/3 Vcc sampai dengan 2/3 Vcc.

  Dari data yang diperoleh pada '

  IC timer 555 membutuhkan sumber tegangan searah sebesar 4,5 V sampai dengan 18 V, sedangkan untuk mengetahui besarnya frekuensi yang dihasilkan dapat diperoleh dengan rumus : F ═ 1 / T

  = 1,44 / (Ra + 2 Rb) x C……………………………………(234)

  )6'

  9 :

  EPROM merupakan ROM yang dapat dihapus dan diprogram kembali, cara penghapusan pada EPROM dengan menggunakan sinar ultraviolet. EPROM bersifat dan dapat menerima informasi tersandi biner dan banyak digunakan pada sistem komputer mikro, sehingga pengguna dapat menghapus data yang telah tersimpan dan dapat diprogram ulang dengan data yang baru. Untuk menyimpan data pada EPROM, digunakan sarana yang disebut dengan pengacara EPROM ( ). Langkah –langkah melakukan pemrograman EPROm adalah sebagai berikut :

  1. Berikan tegangan sebesar 12 V pada Vpp.

  2. Hubungkan kaki OE pada logika 1, sehingga akan men keluaran.

  3. Berikan alamat lokasi yang akan deprogram ke dalam masukan3masukan alamat dari kaki A0 sampai dengan A9.

  4. Gunakan masukan data atau pin keluaran (D1/O0 – D1/O7) sebagai masukan, selanjutnya berikan bit3bit data untuk menentukan bit3bit mana saja yang akan diprogram sebagai “1” dan “0”.

  5. Berikan pulsa kedalam kaki masukan PD/PGM.

  6. Ulangi langkah3langkah tersebut untuk lokasi3lokasi yang lain. Apabila program sudah tersimpan maka “jendela’ yang ada pada EPROM harus ditutup dengan suatu stiker yang biasa disebut stiker opak untuk melindungi sel memorinya. IC ini dapat mempertahankan data selama lebih dari 10 tahun dengan

  

o

  batas maksimal suhu sampai dengan 70

  C. Program yang telah tersimpan dapat dihapus dengan cara menyinari sel memori dengan sinar ultra ungu (ultraviolet) melalui “jendela” yang ada pada IC EPROM tersebut antara 20 sampai 30 menit. Setelah proses ini IC tersebut dalam keadaan kosong kembali. Tetapi IC ini mempunyai beberapa kelemahan antara lain :

  1. Keseluruhan isi memori harus dihapus sebelum diprogram ulang, sehingga penghapusan sebagian isi memori saat terjadi kesalahan dalam melakukan pemrograman tidak bisa dilakukan.

  2. IC ini harus dilepaskan dari rangkaian lebih dahulu apabila akan disinari atau pada saat akan dihapus isi programnya.

  )6< "" . 9 !# :

  Penggerak BCD ke 7 menggunakan IC 7447. IC ini mempunyai jalan keluar kolektor terbuka. IC ini mempunyai 4 alamat masukan yaitu A0, A1, A2, A3, dan 7 alamat keluaran yaitu a, b, c, d, e, f, g, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.4 yang langsung berhubungan dengan 7 . Alamat ini yang akan menjadi kode biner yang nantinya akan diubah menjadi kode desimal dengan masukan akan dikenal atau disandi dengan logika rendah atau logika tinggi saja, misalnya 0000 maka keluarannya yaitu 0, jika 0001 maka keluarannya 1 dan seterusnya. IC ini bekerja pada tegangan 5 volt dan sangat kompatibel dengan IC CMOS, TTL atau piranti yang lain misalnya 7 atau LED.

Gambar 2.4 : Kaki3kaki pada IC 7447 )6.

  9. :

  merupakan cacah segment minimum yang diperlukan untuk menampilkan angka 0 sampai 9. Tampilan pada 7 mempunyai 2 tipe yaitu ' (LED) dan -! " (LCD). Tipe LCD memerlukan daya yang lebih kecil tetapi harus memerlukan cahaya yang cukup disekitarnya agar dapat terlihat tampilannya. Pada perancangan alat ini digunakan tipe LED karena tampilannya dapat dilihat dalam kegelapan dan mudah didapatkan. Disamping itu tipe LED sudah biasa dipakai dan tidak sulit cara menggunakannya, walaupun tipe ini memerlukan daya yang lebih besar. Karena tampilan yang diharapkan dalam alat ini maksimalnya 2 digit maka harus menggunakan 7 sebanyak 2 buah sebagai tampilannya.

  Gambar 2.5: Sistem identifikasi pada 7 Untuk memperagakan suatu lambang, penampil ini bekerja dengan cara menyalakan batang3batang atau ruas3ruas yang berkaitan dengan lambang tertentu. Semua angka desimal mulai dari 0 sampai dengan 9 dapat ditampilkan oleh 7 . Sebagai contoh untuk memperagakan angka 0, harus menyalakan ruas a sampai dengan f (lihat gambar 2.5). LED merupakan suatu sumber cahaya yang biasa digunakan pada proses pembacaan 7 ruas (7 ) tersebut. Pada 7 memerlukan suatu rangkaian yang berguna untuk pembacaan seperti pada gambar 2.6.

Gambar 2.6 : Rangkaian pembacaan pada 7

  Secara umum tegangan penyedia mencatu anoda3anoda pada LED tersebut. Apabila suatu saklar tertutup (lihat gambar 2.6) LED yang bersangkutan berprategangan maju dan mengemisikan cahaya. Hambatan3hambatan seri merupakan hambatan pembatas arus yang dibutuhkan untuk mengatur arus3arus yang masuk pada LED agar tidak terjadi arus yang labih besar daripada batas maksimal arus yang diijinkan. Arus yang diijinkan pada 7 sekitar 5 mA sampai dengan 10 mA, sehingga dibutuhkan resistor sebagai pembatas arus. Nilai resistor dapat ditentukan dengan rumus :

  V = I x R………………………………(235) Sehingga untuk menentukan nilai R dapat dicari dengan rumus :

  R = V/I………………………………(236) Pada bab ini penulis akan menjelaskan tentang proses3proses perancangan alat dan bagian3bagian yang mendukung terbentuknya timbangan digital berbasis EPROM. Sebelum melakukan perancangan alat, penulis terlebih dahulu melakukan beberapa percobaan kecil antara lain percobaan untuk mengetahui perbandingan antara perubahan berat beban dengan perubahan hambatan (resistansi) pada potensiometer yang berfungsi sebagai sensor. Dalam hal ini menggunakan sebuah timbangan analog yang telah dilakukan sedikit modifikasi dengan menambahkan sebuah potensiometer yang dipasang pada timbangan tersebut seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.1.

Gambar 3.1 : Bentuk Timbangan

  Pada bab ini terdiri dari beberapa bagian yang mendukung proses pembuatan alat yang terdiri dari alat ukur yang digunakan untuk melakukan percobaan sebelumnya, sensor yang digunakan untuk mengetahui perubahan berat beban dengan perubahan resistansi, sensor yang digunakan agar dapat menghasilkan keluaran berupa tegangan, rangkaian yang digunakan agar rangkaian digital dapat bekerja dengan baik, ADC yang digunakan sebagai pengubah sinyal3sinyal analog menjadi sinyal digital, EPROM sebagai penyimpan data sementara, penggerak BCD ke agar dapat menghasilkan tampilan akhir seperti yang ditunjukkan pada

gambar 3.2 yaitu gambar blok diagram alat yang akan dirancang. Berikut ini akan dijelaskan bagian3bagian yang mendukung proses perancangan alat.

  Beban Sensor (Potensiometer) ADC (

  ( ) EPROM Dekoder Penampil

  (7 segment)

Gambar 3.2 : Blok Diagram Alat

  ;6& Sebelum melakukan perancangan terlebih dahulu melakukan beberapa kali percobaan dengan sebuah timbangan analog dengan menambahkan sebuah potensiometer putar sebesar 5 K ohm dengan menambahkan roda gigi pada timbangan dan pada potensiometer tersebut. Potensiometer tersebut akan berputar seiring dengan perubahan berat beban yang terjadi sehingga menyebabkan nilai resistansinya berubah. Timbangan yang digunakan mempunyai skala antara 1 sampai dengan 4 kg. Bagian dari timbangan ini tidak digunakan seluruhnya tetapi hanya diambil rangkaian mekanisnya saja. Setelah melakukan percobaan dengan timbangan analog tersebut dapat diketahui perbandingan antara perubahan berat beban dan perubahan hambatan (resistansi) pada potensiometer yang dapat dilihat dengan bantuan sebuah multimeter digital sehingga dapat diketahui hasilnya seperti yang terlihat pada tabel 3.1.

Tabel 3.1 : Tabel resistansi dan tegangan keluaran pada sensor

  7

  14 75 348 0001 0001

  13 64 300 0000 1111

  12 48 229 0000 1011

  11 38 183 0000 1001

  14 69 0000 0011

  10

  14 69 0000 0011

  9

  14 69 0000 0011

  8

  13 64 0000 0011

  11 54 0000 0010

  Berat (ons)

  6

  2 10 0000 0000

  5

  2 10 0000 0000

  4

  2 10 0000 0000

  3

  2 10 0000 0000

  2

  2 10 0000 0000

  1

  Hambatan Sensor (ohm) Tegangan Sensor (mV) Output ADC

  15 92 421 0001 0101 16 186 784 0010 1000 17 208 860 0010 1011 18 290 1124 0011 1001 19 407 1446 0100 1001 20 460 1575 0101 0000 21 500 1666 0101 0101 22 532 1736 0101 1000 23 633 1938 0110 0010 24 634 1940 0110 0010 25 672 2009 0110 0110 26 756 2152 0110 1101 27 775 2183 0110 1111 28 786 2200 0111 0000 29 804 2228 0111 0001 30 877 2336 0111 0111

Tabel 3.1 . &! / : Tabel resistansi dan tegangan keluaran pada sensor

  Berat Hambatan Sensor (ohm) Tegangan Sensor (mV) Output ADC (ons) 31 982 2477 0111 1110

  32 987 2483 0111 1110 33 988 2484 0111 1110 34 991 2488 0111 1110 35 995 2493 0111 1111 36 996 2494 0111 1111 37 1002 2502 0111 1111 38 1010 2512 1000 0000 39 1012 2514 1000 0000 40 1563 3049 1001 1011

  Dari data pada tabel 3.1 dapat diketahui bahwa perubahan kenaikan nilai hambatan pada potensiometer tidak linear sehingga dalam pembuatan alat menggunakan bantuan EPROM karena apabila langsung dikonversi ke dalam bentuk digital hasil yang didapatkan akan mempunyai banyak kesalahan ( ).

  ;6) 1!

  Sensor yang dimaksud pada alat ini adalah sebuah pendeteksi perubahan berat beban. Sensor yang digunakan adalah sebuah potensiometer putar yang dipasang pada timbangan dengan menambahkan roda gigi pada ujungnya agar dapat bergesekan dengan roda gigi yang terpasang pada timbangan sehingga saat timbangan bergerak turun saat diberi beban maka roda gigi pada timbangan akan berputar dan menyebabkan potensiometer juga akan berputar sehingga dapat berfungsi untuk mengubah berat beban ke dalam bentuk yang lain, bisa berupa arus, tegangan, atau hambatan. Karena dalam perancangan alat ini menggunakan sebuah potensiometar putar maka berat beban yang berubah akan diubah menjadi tegangan dan arus. Keluaran dari sensor ini berupa tegangan yang nantinya akan menjadi masukan untuk rangkaian ADC.

Gambar 3.3 : Rangkaian Sensor Berat

  Dari gambar 3.3 di atas dan berdasarkan perubahan nilai resistansi pada potensiometer R2 seperti pada tabel 3.1 maka nilai V2 yaitu nilai tegangan pada potensiometer R2 dari rangkaian tersebut dapat dicari dengan cara melakukan pengukuran langsung pada potensiometer tersebut dengan menggunakan voltmeter digital atau dengan cara perhitungan secara teori dengan menggunakan prinsip pembagi tegangan seperti pada rumus 2.1. Sistem sensor yang dipasang pada sistem mekanik timbangan tersebut bertujuan untuk menghasilkan suatu tegangan dari setiap beban yang diberikan pada timbangan tersebut.

  Dalam hal ini menggunakan rangkaian berupa sebuah resistor dan sebuah potensiometer yang dipasang secara seri dengan sebuah sumber tegangan. Nilai V2 juga dapat ditentukan dari perubahan hambatan (resistansi) pada potensiometer seiring dengan perubahan berat beban yang ditimbang.

  Untuk menentukan nilai V2 dapat juga dicari dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : V = V1 + V2

  = I x R1 + I x R2 = I (R1 + R2)

  Maka :

  V2 = V – V1 atau V2 = I x R2 Dengan menentukan nilai dari resistor R1 maka nilai dari V2 atau tegangan pada potensiometer R2 dapat dicari dengan menggunakan rumus (231) dan rumus (232).

  Tetapi dalam perancangan ini data tegangan pada potensiometer yang berfungsi sebgai sensor didapatkan dengan cara melakukan pengukuran langsung pada potensiometer tersebut. Data yang akan diambil adalah perubahan tegangan pada potensiometer R2 terhadap kenaikan berat beban seperti yang ditampilkan pada tabel

  3.1.

  ;6;

  Rangkaian sangat penting dalam suatu rangkaian digital terutama sebagai rangkaian pembangkit pulsa agar IC digital dapat bekerja dengan baik.

  Rangkaian juga sangat dibutuhkan oleh IC ADC untuk mengubah data3data analog ke dalam bentuk data digital walaupun di dalam IC ADC tersebut sudah terdapat . Rangkaian yang digunakan untuk melakukan konversi data analog ke dalam bentuk data digital pada ADC 0804 menggunakan rangkaian yang ada pada ADC 0804 itu sendiri. Untuk menentukan frekuensi clock dari ADC 0804 dapat dilakukan berdasarkan rumus 233. Pada perancangan alat ini menggunakan internal yang sudah disediakan oleh ADC 0804 itu sendiri, yaitu menggunakan sebuah resistor 10 k Ohm dan kapasitor 150 pF.

  ;6(

  (ADC) adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal3sinyal analog menjadi sinyal3sinyal digital. Sinyal analog yang diubah menjadi sinyal digital adalah sinyal yang dibangkitkan oleh pengkondisi sinyal pada rangkaian penguat. Sebagai contoh adalah perubahan berat beban yang diubah ke dalam bermacam3macam hambatan seperti yang ditunjukkan dalam tabel 3.1.

  Berdasarkan tabel 3.1 tersebut nilai dari Vo dari potensiometer yang digunakan sebagai sensor berfungsi sebagai tegangan masukan pada ADC, sehingga didapatkan tegangan keluaran dari ADC dalam bentuk biner yang didapatkan berdasarkan resolusi dari ADC 0804 (19,6 mV) dengan cara membandingkan dengan tegangan masukan (Vi) dari ADC tersebut seperti yang ditunjukkan pada tabel 3.1 dari data tegangan yang dihasilkan dari sensor tersebut.

  Dalam perancangan alat ini menggunakan jenis IC ADC 0804 sebagai pengubah tegangan analog menjadi bentuk digital. IC ADC 0804 mempunyai dua masukan analog yaitu pada kaki Vin (+) dan Vin(3) dengan tegangan masukan yang diinginkan berkisar antara 0 V sampai dengan 5 V dan setiap perubahan pada tegangan masukan analog akan dibaca dan dikonversi ke dalam bentuk digital. Pada kaki CLK R dan CLK (* menggunakan sebuah resistor 10 k ohm dan sebuah kapasitor 150 pF yang berfungsi sebagai pada ADC 0804, sedangkan kaki CS dan RD dihubungkan ke ! karena tidak dihubungkan dengan sistem mikroprosessor atau IC mikrokontroler.

  Karena dalam perancangan ini menggunakan IC EPROM maka kaki CS dan RD dihubungkan ke ! karena pada saat konversi data harus selalu dalam keadaan 0 1 atau nol. Pada bagian "! , kaki masukan Vref/2 dihubungkan ke sumber tegangan 2,5 volt karena menggunakan tegangan referensi sebesar 5 volt. Tegangan referensi berfungsi untuk mengurangi kesalahan saat konversi data analog ke dalam bentuk data digital. Keluaran dari ADC 0804 ini selanjutnya akan berfungsi sebagai masukan pada IC EPROM seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.4.

Gambar 3.4 : Rangkaian ADC 0804 ke EPROM

  Masukan pada EPROM berasal dari semua kaki3kaki keluaran yaitu kaki DB0 sampai dengan DB7 yang berupa data biner atau desimal. Karena IC ADC 0804 ini memiliki keluaran data 8 bit maka banyaknya data yang dihasilkan oleh ADC 0804 ini sebanyak 255 data (2^831=255), tetapi pada perancangan alat ini keluaran data yang dibutuhkan hanya sebesar 6 bit sehingga dapat menghasilkan sebanyak 63 data (2^63 1=63 data) karena data yang akan diproses sebanyak 40 data.

  ;6' EPROM adalah sebuah ROM yang dapat dihapus dan diprogram kembali.

  EPROM bersifat 2 (tak sumirna) dan dapat menerima informasi tersandi biner serta banyak digunakan pada sistem komputer mikro. Untuk menyimpan data kedalam EPROM menggunakan suatu alat yang disebut pengacara EPROM (EPROM

  ) dan data tersebut dapat bertahan selama 10 tahun pada suhu maksimal

  o

  mencapai 70

  C. Apabila akan menghapus data maka “jendela” (lubang ) yang ada pada bagian atas EPROM harus disinari dengan sinar ultraviolet sehingga EPROM dapat diprogram ulang. EPROM yang akan digunakan dalam perancangan alat ini adalah jenis EPROM 27256 yang mempunyai 256 Kbit data (32 K x 8) serta mempunyai 15 masukan data (A0 ampai A14) dengan 8 kaki keluaran (O0 sampai O7). Dari 15 masukan tersebut hanya digunakan sebanyak 8 masukan (A0 sampai A7) dan menggunakan 8 keluaran data seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.6. Setelah EPROM mengalami penghapusan data, maka semau bit berada pada logika 1 (3(43) dan data awal pada saat pemrograman berubah menjadi 0 (0 1). EPROM 27256 berada pada mode pemrograman saat tegangan input pada Vpp sebesar 12,5 volt dan kaki E pada TTL berada pada kondisi 0 1. Setelah proses penghapusan dan pemrograman tersebut maka “jendela” yang berada pada bagian atas EPROM harus ditutup dengan sebuah stiker gelap yang berfungsi untuk melindungi EPROM dari sinar ultraviolet dan matahari, seperti yang terlihat pada gambar 3.6 yaitu gambar rangkaian EPROM.

  Keluaran dari ADC merupakan alamat masukan bagi EPROM dan data dari perubahan nilai resistansi pada potensiometer merupakan data EPROM sehingga tampilan akhir adalah data pada EPROM seperti yang terlihat di tabel 3.2.

Tabel 3.2 : Alamat dan Data EPROM

  Berat (ons) Alamat Data EPROM A7A6A5A4A3A2A1A0 1 0000 0000 0000 0000

  2 0000 0000 0000 0001 3 0000 0000 0000 0011 4 0000 0000 0000 0100 5 0000 0000 0000 0101 6 0000 0010 0000 0110 7 0000 0011 0000 0111 8 0000 0011 0000 1000 9 0000 0011 0000 1001

  10 0000 0011 0001 0000

Tabel 3.2 ( &! ): Alamat dan Data EPROM

  Alamat Berat (ons) A7A6A5A4A3A2A1A0

  Data EPROM 11 0000 1001 0001 0001 12 0000 1011 0001 0010 13 0000 1111 0001 0011 14 0001 0001 0001 0100 15 0001 0101 0001 0101 16 0010 1000 0001 0110 17 0010 1011 0001 0111 18 0011 1001 0001 1000 19 0100 1001 0001 1001 20 0101 0000 0010 0000 21 0101 0101 0010 0001 22 0101 1000 0010 0010 23 0110 0010 0010 0011 24 0110 0010 0010 0100 25 0110 0110 0010 0101 26 0110 1101 0010 0110 27 0110 1111 0010 0111 28 0111 0000 0010 1000 29 0111 0001 0010 1001 30 0111 0111 0011 0000 31 0111 1110 0011 0001 32 0111 1110 0011 0010 33 0111 1110 0011 0011 34 0111 1110 0011 0100 35 0111 1111 0011 0101 36 0111 1111 0011 0110 37 0111 1111 0011 0111 38 1000 0000 0011 1000 39 1000 0000 0011 1001 40 1001 1011 0100 0000

  Data masukan untuk EPROM berasal dari data keluaran ADC dan data dari perubahan nilai resistansi pada potensiometer, sehingga tampilan akhir adalah data dari EPROM tersebut.