Soal 3 - UTS Mikro

 

 

DAFTAR ISI

1.Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Video

6.Download 

Soal 3

 1.Tujuan[kembali]

Merancang dan simulasikan suatu rangkaian aplikasi sederhana sistem minimum 8086 yang terdiri dari:

• uP 8086
• RAM 6264 
• ROM 27128
• PPI 8255 
• Input switch dan output led 
• serta komponen pendukung lainnya

 2.Alat dan Bahan[kembali]

Komponen yang digunakan adalah: 

• RAM-0 6116 

• RAM-1 6232

 

• ROM 2764

 

 

• 8255

 

 

• 8253

 

 

• 8259

 

 

•   Voltmeter

        DC Voltmeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mnegukur tegangan DC. 

 

• Baterai

     Digunakan sebagai sumber tegangan pada rangkaian.

Konfigurasi PIN

            Spesifikasi 

• LED

                         

• Logic State

 1) Voltmeter DC 

            Berikut adalah Spesifikasi dan keterangan Probe DC Volemeter

          Terminals Mode

         1) Power Suply

          Generator

         1) Baterai

    B. BAHAN

        1) Transistor NPN BC547

 

         Spesifikasi dan konfigurasi pin:

  2) Resistor

Spesifikasi:

  3) Dioda

  4) Op-Amp 741

Spesifikasi dari IC UA741 meliputi berikut ini:

•         Supply tegangan ±18V

•         Perbedaan tegangan input daya adalah ±15V

•         Rasio penolakan mode umum adalah 90dB

•         Amplifikasi tegangan diferensial adalah 200V/mv

•         Arus supply adalah 1.5mA

•         Pin ini dapat diakses dalam berbagai paket seperti paket 8-Pin PDIP, VSSOP, & SOIC

Komponen Input: 

1. Botton

Technical Specifications

• Mode of Operation: Tactile feedback
• Power Rating: MAX 50mA 24V DC
• Insulation Resistance: 100Mohm at 100v
• Operating Force: 2.55±0.69 N
• Contact Resistance: MAX 100mOhm
• Operating Temperature Range: -20 to +70 
• Storage Temperature Range: -20 to +70 ℃

2. Sensor DHT11

3. Touch sensor

4.       Sensor PIR

5. UV Sensor

6.Relay

Spesifikasi Relay:

7. Motor DC

 Spesifikasi item:

o   Tanpa kecepatan beban 12000 ± 15% rpm

o   Tidak ada arus beban =280mA

o   Tegangan operasi 1.5 - 9 VDC

o   Mulai Torsi =250g.cm (menurut blade yang dikembangkan sendiri)

o   mulai saat ini =5A

o   Resistansi Isolasi di atas 10O antara casing dan terminal DV 100V

o   Arah Rotasi CW: Terminal [+] terhubung ke catu daya positif, terminal [-] terhubung ke nagative

o   daya, searah jarum jam dianggap oleh arah poros keluaran

o   celah poros 0,05-0,35mm

8. IC Op Amp

9. Potensiometer

Komponen Output

1. Lampu

A. Spesifikasi :

- Higher lumen output: from 1850 lm to 4900 lm

- Almost constant lumen maintenance throughout the entire life of the lamp due to Luxline Plus triphosphor technology

- High colour rendering (Ra85/Class1B)

- For electronic ballast operation only giving greater efficiency and advantages in improved starting and life performance

- Optimised ambient operating temperature at 35° C (max lumen output) allows compact luminaire designs

- Reduced storage volume and transportation costs

- Average rated life: up to 20000 hours

2. LED-red dan LED-yellow

3. Motor DC

                Spesifikasi Motor DC

4. Relay

Spesifikasi:

5. 7-Segment

        Komponen Lainnya

        Mikrokontroler

        1) Arduino

 3.Dasar teori[kembali]

- IC 8255A

        IC 8255A adalah IC programmable peripheral interface (PPI) yang dirancang untuk bekerja dengan tegangan sumber +5 volt DC. IC ini memiliki 24 pin, dengan 16 pin untuk input/output, empat pin untuk kontrol, dan empat pin untuk sumber daya.

Spesifikasi dari IC 8255A:

Arsitektur: 8 bit

Port: 3 buah port 8 bit

Mode operasi: 3 mode

Frekuensi operasi: 0 hingga 10 MHz

Kekuatan: 5 V

Proses pembuatan: NMOS

Konfigurasi PIN

Konfigurasi PIN :

Pin 1-4: VCC (tegangan suplai) 

Pin 5-6: GND (tegangan nol) 

Pin 7: RESET (reset) 

Pin 8: CS (chip select) 

Pin 9-10: A0-A1 (alamat bus)

Pin 11-18: D0-D8 (data bus)

Pin 19: INT (interrupt) 

Pin 20: MODE (mode) 

Pin 21: INH (input enable) 

Pin 22: OBF (output buffer full) 

Pin 23: IBF (input buffer full) 

Pin 24: WR (write) 

Pin 25: RD (read) 

Pin 27-30: PA0-PA7 (port A)

Pin 31-36: PB0-PB7 (port B)

Pin 37-40: PC0-PC7 (port C)

Prinsip kerja IC 8255A adalah berdasarkan prinsip PPI. Dalam PPI, data input dapat diubah menjadi data output, atau data input dapat digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik.

Pada IC 8255A, data input/output dapat dikonfigurasi ke dalam berbagai mode, seperti:

• Mode Input: Mode Input memungkinkan data input dari peralatan elektronik untuk dibaca oleh mikroprosesor.
• Mode Output: Mode Output memungkinkan data output dari mikroprosesor untuk ditulis ke peralatan elektronik.
• Mode Bidirectional: Mode Bidirectional memungkinkan data input/output dikonfigurasikan secara dinamis.

Penggunaan IC 8255A

IC 8255A dapat digunakan untuk berbagai keperluan, antara lain:

• Membangun rangkaian input/output
• Mengontrol peralatan elektronik
• Membangun rangkaian logika

Berikut adalah beberapa contoh penggunaan IC 8255A:

• Dalam sebuah sistem penghitung, IC 8255A dapat digunakan untuk membaca data dari sensor atau mengontrol peralatan elektronik.
• Dalam sebuah mesin pengukur, IC 8255A dapat digunakan untuk menampilkan data ke layar atau mengontrol motor.
• Dalam sebuah rangkaian logika, IC 8255A dapat digunakan untuk membangun rangkaian logika yang lebih kompleks.

- Light Emitting Code (LED)

  Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

    Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.  Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

Simbol dan Bentuk LED (Light Emitting Diode)

Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)

Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya.

    LED adalah suatu perangkat semikonduktor yang menghasilkan cahaya saat diberikan arus listrik. Cahaya dihasilkan karena elektron-elektron dalam bahan semikonduktor bergerak antara tingkat energi yang berbeda dan melepaskan energi dalam bentuk foton cahaya. LED memiliki dua terminal: anoda (positif) dan katoda (negatif). Arus listrik mengalir dari anoda ke katoda dan menyebabkan cahaya dihasilkan. Warna cahaya yang dihasilkan oleh LED tergantung pada bahan semikonduktor yang digunakan. Contoh warna LED termasuk merah, hijau, biru, kuning, dan lainnya.

Spesifikasi:

   - Tegangan Operasi (V_f): Tegangan yang dibutuhkan untuk menyalakan LED.

   - Arus Operasi (I_f): Arus yang dibutuhkan untuk operasi normal LED.

   - Daya Operasi (P_f): Daya yang dikonsumsi oleh LED saat beroperasi.

   - Efisiensi Luminositas: Rasio cahaya yang dihasilkan terhadap daya yang dikonsumsi.

   - Panjang Gelombang (λ): Panjang gelombang cahaya yang dihasilkan oleh LED.

Jenis-jenis LED

1. LED Berlian (Standard LED): Digunakan untuk indikator dan pencahayaan umum.

2. LED High Power: Menghasilkan cahaya yang lebih terang, sering digunakan dalam aplikasi penerangan.

3. LED RGB (Red, Green, Blue):Menggabungkan beberapa warna untuk menciptakan berbagai warna cahaya.

        Tegangan kerja LED adalah tegangan yang diperlukan untuk menyalakan LED. Tegangan kerja LED bervariasi tergantung pada jenis LED. Arus kerja LED adalah arus yang mengalir melalui LED saat LED menyala. Arus kerja LED bervariasi tergantung pada jenis LED. Luminansi LED adalah jumlah cahaya yang dipancarkan oleh LED. Luminansi LED bervariasi tergantung pada jenis LED. Sudut pencahayaan LED adalah sudut di mana cahaya dari LED menyebar. Sudut pencahayaan LED bervariasi tergantung pada jenis LED. Daya tahan LED adalah jumlah waktu yang dapat bertahan LED sebelum mulai melemah. Daya tahan LED bervariasi tergantung pada jenis LED. Biaya LED bervariasi tergantung pada jenis LED.

LED memiliki berbagai keunggulan dibandingkan dengan lampu konvensional, termasuk:

• Efisiensi energi: LED jauh lebih efisien daripada lampu konvensional, sehingga dapat menghemat energi.
• Daya tahan: LED jauh lebih tahan lama daripada lampu konvensional, sehingga dapat menghemat biaya penggantian lampu.
• Ukuran: LED dapat dibuat berukuran sangat kecil, sehingga dapat digunakan dalam berbagai aplikasi.
• Warna: LED dapat menghasilkan berbagai warna, sehingga dapat digunakan untuk berbagai keperluan.

-  Logic State

    Gerbang logika atau logic State adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang Logika beroperasi berdasarkan sistem bilangan biner yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 kode simbol yakni 0 dan 1 dengan menggunakan Teori Aljabar Boolean.

    Status logika Pengertian logis, benar atau salah, dari sinyal biner yang diberikan. Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua nilai yang valid. Dalam istilah fisik, pengertian logis dari sinyal biner ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya ditentukan oleh teknologi perangkat. Dalam sirkuit TTL, misalnya, keadaan sebenarnya diwakili oleh logika 1, kira-kira sama dengan +5 volt pada garis sinyal; logika 0 kira-kira 0 volt. Tingkat tegangan antara 0 dan +5 volt dianggap tidak ditentukan.

    Logic State merujuk pada kondisi atau keadaan suatu sirkuit logika pada suatu waktu tertentu. Dalam sistem digital, Logic State dapat berupa logika tinggi (1) atau logika rendah (0).

   Sistem logika digital umumnya menggunakan notasi biner, di mana 1 mengindikasikan logika tinggi (biasanya tegangan tinggi), dan 0 mengindikasikan logika rendah (biasanya tegangan rendah).

   Level logika tinggi dan rendah ditentukan oleh batas tegangan tertentu pada suatu sirkuit logika. Contoh, dalam sistem yang menggunakan tegangan 0-5V, mungkin level logika tinggi adalah di atas 2,5V, dan level logika rendah di bawah 2,5V.

Spesifikasi Logic State

1. Tegangan Logic High (V_OH):  Nilai tegangan yang dianggap sebagai logika tinggi.

2. Tegangan Logic Low (V_OL): Nilai tegangan yang dianggap sebagai logika rendah.

3. Arus Logic High (I_OH): Arus yang mengalir saat output logika tinggi.

4. Arus Logic Low (I_OL): Arus yang mengalir saat output logika rendah.

        Sirkuit logika dapat terdiri dari gerbang logika dasar (AND, OR, NOT) atau flip-flop yang membentuk sirkuit lebih kompleks. Konfigurasi sirkuit logika dapat menggabungkan gerbang logika untuk melakukan fungsi yang lebih kompleks.

        Logic state digunakan untuk mewakili data digital, seperti angka, huruf, dan simbol. Logic state juga digunakan untuk mengendalikan operasi dari perangkat digital, seperti komputer, ponsel, dan mesin industri.

Dalam elektronika digital, terdapat dua logic state, yaitu logic 0 dan logic 1.

• Logic 0 direpresentasikan oleh tegangan rendah, biasanya 0 volt atau 0,5 volt.
• Logic 1 direpresentasikan oleh tegangan tinggi, biasanya 5 volt atau 2,5 volt.

Logic state dapat direpresentasikan dengan berbagai cara, termasuk:

• Tegangan: Logic 0 direpresentasikan oleh tegangan rendah, dan logic 1 direpresentasikan oleh tegangan tinggi.
• Arus: Logic 0 direpresentasikan oleh arus rendah, dan logic 1 direpresentasikan oleh arus tinggi.
• Frekuensi: Logic 0 direpresentasikan oleh frekuensi rendah, dan logic 1 direpresentasikan oleh frekuensi tinggi.
• Waktu: Logic 0 direpresentasikan oleh waktu rendah, dan logic 1 direpresentasikan oleh waktu tinggi.

Logic state digunakan untuk mewakili data digital. Data digital adalah data yang terdiri dari angka 0 dan 1. Data digital dapat digunakan untuk mewakili berbagai informasi, seperti angka, huruf, simbol, dan gambar.

Logic state juga digunakan untuk mengendalikan operasi dari perangkat digital. Perangkat digital, seperti komputer, ponsel, dan mesin industri, menggunakan logic state untuk melakukan perhitungan, kontrol, dan komunikasi.

Berikut adalah beberapa contoh penggunaan logic state:

• Dalam komputer, logic state digunakan untuk mewakili data digital, seperti angka, huruf, dan simbol. Logic state juga digunakan untuk mengendalikan operasi dari komputer, seperti perhitungan, kontrol, dan komunikasi.
• Dalam ponsel, logic state digunakan untuk mewakili data digital, seperti angka, huruf, dan simbol. Logic state juga digunakan untuk mengendalikan operasi dari ponsel, seperti panggilan telepon, pengiriman pesan, dan akses internet.
• Dalam mesin industri, logic state digunakan untuk mengendalikan operasi dari mesin, seperti mesin produksi, mesin pengolahan, dan mesin transportasi.

Logic state adalah konsep dasar yang penting dalam elektronika digital. Logic state digunakan untuk mewakili data digital, mengendalikan operasi dari perangkat digital, dan berbagai keperluan lainnya.

- Voltmeter

Volt meter DC merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika. Voltmeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur beda potensial atau tegangan listrik dari dua titik potensial listrik. Pada peralatan elektronik, voltmeter digunakan sebagai pengawasan nilai tegangan kerja.

Berdasarkan jenisnya, voltmeter dapat dibagi menjadi dua, yaitu:

• Voltmeter Analog: Voltmeter analog adalah voltmeter yang menunjukkan hasil pengukurannya secara analog, yaitu dengan menggunakan jarum penunjuk. Voltmeter analog memiliki akurasi yang lebih rendah daripada voltmeter digital.
• Voltmeter Digital: Voltmeter digital adalah voltmeter yang menunjukkan hasil pengukurannya secara digital, yaitu dengan menggunakan angka. Voltmeter digital memiliki akurasi yang lebih tinggi daripada voltmeter analog.

Prinsip kerja voltmeter

Prinsip kerja voltmeter adalah berdasarkan prinsip kerja galvanometer. Galvanometer adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur arus listrik.

Voltmeter terdiri dari dua bagian utama, yaitu:

• Galvanometer: Galvanometer adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur arus listrik.
• Resistor: Resistor adalah komponen elektronika yang digunakan untuk membatasi arus listrik.

Pada voltmeter analog, galvanometer dihubungkan secara seri dengan resistor. Besarnya arus listrik yang mengalir melalui galvanometer akan sebanding dengan beda potensial yang diukur. Jarum penunjuk akan bergerak sesuai dengan besarnya arus listrik yang mengalir melalui galvanometer.

Pada voltmeter digital, galvanometer dihubungkan secara paralel dengan resistor. Besarnya arus listrik yang mengalir melalui galvanometer akan sebanding dengan beda potensial yang diukur. Nilai beda potensial kemudian dikonversi menjadi angka digital dan ditampilkan pada layar.

Cara menggunakan voltmeter

Untuk menggunakan voltmeter, langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:

1. Hubungkan voltmeter ke sumber tegangan yang akan diukur.
2. Atur skala pengukuran voltmeter sesuai dengan tegangan yang akan diukur.
3. Baca hasil pengukuran pada layar voltmeter.

- IC PIC 6259

PIC

1. Spesifikasi: PIC 8259 adalah pengendali interrupt yang dapat diprogram dan dirancang untuk mengatur dan memprioritaskan interrupt dari beberapa sumber. IC ini dapat menangani hingga 8 interrupt sekaligus dan dapat dikaskade untuk menangani hingga 64 interrupt.
2. Prinsip Kerja: PIC mengelola permintaan interrupt dari perangkat periferal dan menentukan prioritas interrupt mana yang harus ditangani terlebih dahulu oleh CPU. Ketika ada interrupt yang aktif, PIC akan memberi sinyal pada CPU dan memberikan vektor interrupt yang sesuai.
3. Kegunaan: PIC digunakan dalam sistem mikroprosesor untuk mengatur dan mengelola interrupt dari berbagai perangkat eksternal, memungkinkan CPU untuk menangani tugas dengan efisiensi lebih tinggi.

- IC PIT 8253

1. Spesifikasi: PIT 8253 adalah IC penghitung yang dapat diprogram untuk menghasilkan sinyal waktu pada interval tertentu. Setiap chip memiliki tiga counter, dan masing-masing counter dapat diprogram secara independen.
2. Prinsip Kerja: PIT 8253 bekerja dengan menghitung pulsa dari clock yang masuk dan menghasilkan keluaran pada interval waktu yang telah diprogram. Counter ini dapat dikonfigurasi dalam beberapa mode seperti Mode Square Wave, Mode Rate Generator, dan lain-lain.
3. Kegunaan: PIT 8253 digunakan untuk berbagai keperluan seperti menghasilkan sinyal waktu (clock), mengatur frekuensi suara pada speaker, atau untuk mengontrol fungsi waktu lainnya dalam sistem.

- IC ROM 2764

 

      ROM adalah salah satu jenis memori yang hanya dapat dibaca saja isinya dengan instruksi-instruksi bahasa mesin. Perbedaan utama ROM dengan RAM adalah bahwa data di ROM tidak akan terhapus walaupun tegangan supply terputus dari rangkaian. Untuk saat ini sudah banyak ROM yang memanfaatkan IC EEPROM yang bisa ditulis dan dihapus datanya hanya dengan memberikan tegangan tententu

1. Spesifikasi: ROM 2764 adalah EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) dengan kapasitas 8K x 8-bit (total 64KB). Data dalam ROM ini dapat dihapus menggunakan sinar UV dan kemudian diprogram ulang.
2. Prinsip Kerja: ROM digunakan untuk menyimpan program atau data yang bersifat tetap. Saat diakses oleh mikroprosesor, data hanya dapat dibaca dan tidak dapat diubah kecuali dengan proses khusus.
3. Kegunaan: ROM 2764 digunakan untuk menyimpan program atau firmware sistem yang harus selalu tersedia saat perangkat dinyalakan.

 

- IC RAM 6116

1. Spesifikasi: RAM 6116 adalah SRAM (Static RAM) dengan kapasitas 2K x 8-bit, yang berarti dapat menyimpan 2048 byte data. IC ini umumnya memiliki waktu akses sekitar 150 ns.
2. Prinsip Kerja: Data disimpan dalam SRAM tanpa perlu penyegaran terus-menerus. Setiap alamat dalam memori dapat diakses secara acak dan ditulis atau dibaca kapan saja.
3. Kegunaan: SRAM seperti 6116 digunakan untuk menyimpan data sementara selama operasi sistem karena kecepatan aksesnya yang cepat dibandingkan dengan DRAM.

- IC RAM 6264

1. Spesifikasi: RAM 6264 juga merupakan tipe SRAM dengan konfigurasi 8K x 8-bit, sehingga memiliki kapasitas 4096 byte data.
2. Prinsip Kerja: Sama seperti SRAM lainnya, RAM 6232 mempertahankan data selama daya tersedia tanpa memerlukan penyegaran. Data dapat diakses secara acak.
3. Kegunaan: Biasanya digunakan sebagai memori sementara atau cache di sistem yang memerlukan akses data cepat.

-Sensor DHT11

DHT 11 merupakan sensor yang mampu mendeteksi suhu (temperature) dan kelembapan (humidty) pada area sekitar sensor. Dalam sensor ini terdiri dari termistor untuk mengecek suhu dan kapasitif sensor untuk mengecek kelembapan. Biasanya sensor ini langsung dikemas dengan modul sehingga dalam modul tersebut sudah terdapat sensor dan chip untuk mengubah tegangan analog menjadi sinyal digital. Seperti gambar diatas modul tersebut terdiri dari 3 pin yaitu :

• VCC (+) : Merupakan pin untuk input tegangan ke dalam modul.
• Gnd (-) : Merupakan pin untuk menginput ground atau nol ke dalam modul.
• Out : Merupakan pin untuk mengalirkan sinyal digital ke dalam rangkaian / mikrokontroller.

Spesifikasi Sensor DHT 11

Adapun spesifikasinya yaitu :

• Tegangan Input 3-5 V
• Arus 0.3mA, Iddle 60uA
• Periode sampling 2 detik
• Output data serial
• Resolusi 16 bit
• Temperatur antara 0°C sampai 50°C (akurasi 2°C )
• Kelembapan antara 20% sampai 90% (akurasi 5%)

Cara Kerja Sensor DHT 11

Sensor DHT11 terdiri dari elemen penginderaan kelembaban kapasitif dan termistor untuk penginderaan suhu. Kapasitor penginderaan kelembaban memiliki dua elektroda dengan substrat penahan kelembapan sebagai dielektrik di antara keduanya. Perubahan nilai kapasitansi terjadi dengan perubahan tingkat kelembaban. IC mengukur, memproses nilai resistansi yang diubah ini dan mengubahnya menjadi bentuk digital. Untuk mengukur suhu sensor ini menggunakan thermistor koefisien Suhu Negatif yang menyebabkan penurunan nilai resistansinya seiring dengan kenaikan suhu. Untuk mendapatkan nilai resistansi yang lebih besar bahkan untuk perubahan suhu sekecil apapun, sensor ini biasanya terbuat dari keramik atau polimer semikonduktor. Kisaran suhu DHT11 adalah dari 0 hingga 50 derajat Celcius dengan akurasi 2 derajat. Kisaran kelembaban sensor ini dari 20 hingga 80% dengan akurasi 5%. Tingkat pengambilan sampel sensor ini adalah 1Hz. Yaitu. itu memberi satu bacaan untuk setiap detik. DHT11 berukuran kecil dengan tegangan operasi dari 3 hingga 5 volt. Arus maksimum yang digunakan saat mengukur adalah 2.5mA. Sensor DHT11 memiliki empat pin- VCC, GND, Pin Data, dan pin yang tidak terhubung. Sebuah resistor pull-up 5k hingga 10k ohm disediakan untuk komunikasi antara sensor dan mikrokontroler. Setelah mengecek selanjutnya sensor akan mengirimkan sinyal digital ke dalam Mikrokontroller.

Pengaplikasian Sensor DHT 11

Sensor ini digunakan dalam berbagai aplikasi dan alat seperti mengukur nilai kelembaban dan suhu pada sistem pemanas, ventilasi, dan pendingin udara seperti Air Conditioner (AC). Stasiun cuaca juga menggunakan sensor ini untuk memprediksi kondisi cuaca. Sensor kelembaban digunakan sebagai tindakan pencegahan di rumah yang orang-orangnya terpengaruh oleh kelembaban. Kantor, mobil, museum, rumah kaca dan industri menggunakan sensor ini untuk mengukur nilai kelembaban dan sebagai ukuran keamanan.

-Sensor UV

    Sensor Ultraviolet (Sensor Api) UV Tron adalah sensor yang sering digunakan untuk untuk mendeteksi keberadaan sumber api berdasarkan gelombang ultraviolet yang dipancarkan oleh api. Sensor ultraviolet UV tron dapat diaplikasikan dengan mikrokontroler , misalnya sensor ultraviolet UV Tron ini digunakan untuk keperluan mendeteksi sumber api pada robot dalam suatu kontes robot pemadam kebakaran. Akurasi sensor ultraviolet UV Tron ini sangat tinggi terhadap keberadaan sumber api, sehingga sangat cocok untuk keperluan lomba robot pemadam kebakaran yang sumber apinya kecil berupa lilin.

Gelombang Ultraviolet :

Ultra ungu (sering disingkat UV, dari bahasa inggris: ultraviolet) adalah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang yang lebih pendek dari daerah dengan sinar tampak, namun lebih panjang dari sinar-X yang kecil. Radiasi UV dapat dibagi menjadi hampir UV (panjang gelombang: 380-200 nm) dan UV vakum (200-10 nm). Ketika mempertimbangkan pengaruh radiasi UV terhadap kesehatan manusia dan lingkungan, jarak panjang gelombang sering dibagi lagi kepada UVA (380-315 nm), yang juga disebut Gelombang Panjang atau blacklight UVB (315-280 nm), yang juga disebut Gelombang Medium (Medium Wave); dan UVC (280-10 nm), juga disebut Gelombang Pendek (Short Wave). Istilah ultraviolet berarti melebihi ungu (dari bahasa latin ultra, melebihi), sedangkan kata ungu merupakan warna panjang gelombang paling pendek dari cahaya dari sinar tampak. Beberapa hewan, termasuk burung, reptil, dan serangga seperti lebah dapat melihat hingga mencapai hampir UV. Banyak buah-buahan, bunga dan benih terlihat lebih jelas di latar belakang dalam panjang gelombang UV dibandingkan dengan penglihatan warna manusia   

    Sensor ini memberikan sinyal aktif apabila mendeteksi adannya sinyal ultraviolet. Tipe sensor yang dipilih adalah Hamamatsu R2868. Prinsip kerja sensor ini adalah mendeteksi adanya gelombang ultraviolet pada range 185 – 260 nm.

Grafik Respon Sensor Ultraviolet

Sensor Ultraviolet (APDS-9002)

Sensor cahaya ultraviolet adalah sensor cahaya yang hanya merespon perubahan intensitas cahaya ultraviolet yang mengenainya. Sensor ini menerima input dalam bentuk intensitas cahaya ultraviolet dan menghasilkan output dalam bentuk perubahan besaran listrik.

Data Sheet dari ADPS-9002

 

-Sensor touch

Touch Sensor atau Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil (Tactile Sensor). Seiring dengan perkembangan teknologi, sensor sentuh ini semakin banyak digunakan dan telah menggeser peranan sakelar mekanik pada perangkat-perangkat elektronik.

Berdasarkan fungsinya, Sensor Sentuh dapat dibedakan menjadi dua jenis utama yaitu Sensor Kapasitif dan Sensor Resistif. Sensor Kapasitif atau Capacitive Sensor bekerja dengan mengukur kapasitansi sedangkan sensor Resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya.

Sensor  Sentuh Kapasitif

Sensor sentuh Kapasitif merupakan sensor sentuh yang sangat populer pada saat ini, hal ini dikarenakan Sensor Kapasitif lebih kuat, tahan lama dan mudah digunakan serta harga yang relatif lebih murah dari sensor resistif. Ponsel-ponsel pintar saat ini telah banyak yang menggunakan teknologi ini karena juga menghasilkan respon yang lebih akurat.

Berbeda dengan Sensor Resistif yang menggunakan tekanan tertentu untuk merasakan perubahan pada permukaan layar, Sensor Kapasitif memanfaatkan sifat konduktif alami pada tubuh manusia untuk mendeteksi perubahan layar sentuhnya. Layar sentuh sensor kapasitif ini terbuat dari bahan konduktif (biasanya Indium Tin Oxide atau disingkat dengan ITO) yang dilapisi oleh kaca tipis dan hanya bisa disentuh oleh jari manusia atau stylus khusus ataupun sarung khusus yang memiliki sifat konduktif.

Pada saat jari menyentuh layar, akan terjadi perubahaan medan listrik pada layar sentuh tersebut dan kemudian di respon oleh processor untuk membaca pergerakan jari tangan tersebut. Jadi perlu diperhatikan bahwa sentuhan kita tidak akan di respon oleh layar sensor kapasitif ini apabila kita menggunakan bahan-bahan non-konduktif sebagai perantara jari tangan dan layar sentuh tersebut.

Sensor Sentuh Resistif

Tidak seperti sensor sentuh kapasitif, sensor sentuh resistif ini tidak tergantung pada sifat listrik yang terjadi pada konduktivitas pelat logam. Sensor Resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya. Karena tidak perlu mengukur perbedaan kapasitansi, sensor sentuh resistif ini dapat beroperasi pada bahan non-konduktif seperti pena, stylus atau jari di dalam sarung tangan.

 Sensor sentuh resistif terdiri dari dua lapisan konduktif yang dipisahkan oleh jarak atau celah yang sangat kecil. Dua lapisan konduktif (lapisan atas dan lapisan bawah) ini pada dasarnya terbuat dari sebuah film. Film-film umumnya dilapisi oleh Indium Tin Oxide yang merupakan konduktor listrik yang baik dan juga transparan (bening).

 Cara kerjanya hampir sama dengan sebuah sakelar, pada saat film lapisan atas mendapatkan tekanan tertentu baik dengan jari maupun stylus, maka film lapisan atas akan bersentuhan dengan film lapisan bawah sehingga menimbulkan aliran listrik pada titik koordinat tertentu layar tersebut dan memberikan signal ke prosesor untuk melakukan proses selanjutnya.

Grafik Respon Sensor Touch:

- Sensor PIR

Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor ini biasanya digunakan dalam perancangan detektor gerakan berbasis PIR. Karena semua benda memancarkan energi radiasi, sebuah gerakan akan terdeteksi ketika sumber infra merah dengan suhu tertentu (misal: manusia) melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang berbeda (misal: dinding), maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor. Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :

a. Lensa Fresnel

Lensa Fresnel pertama kali digunakan pada tahun 1980an. Digunakan sebagai lensa yang memfokuskan sinar pada lampu mercusuar. Penggunaan paling luas pada lensa Fresnel adalah pada lampu depan mobil, di mana mereka membiarkan berkas parallel secara kasar dari pemantul parabola dibentuk untuk memenuhi persyaratan pola sorotan utama. Namun kini, lensa Fresnel pada mobil telah ditiadakan diganti dengan lensa plain polikarbonat. Lensa Fresnel juga berguna dalam pembuatan film, tidak hanya karena kemampuannya untuk memfokuskan sinar terang, tetapi juga karena intensitas cahaya yang relative konstan diseluruh lebar berkas cahaya.

b. IR Filter

IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar infrared pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor. Sehingga Sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja.

c. Pyroelectric Sensor

Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32˚C, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi panas yang dibawa oleh infrared pasif tersebut. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.

d. Amplifier

Sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus yang masuk pada material pyroelectric.

e. Komparator

Setelah dikuatkan oleh amplifier kemudian arus dibandingkan oleh komparator sehingga mengahasilkan output.

Hampir semua jenis sensor PIR akan memiliki spesifikasi memiliki perbedaan, meskipun semuanya memiliki cara kerja yang sama. Dapat cek perbedaan tersebut dalam datasheet.

·         Ukuran : Persegi

·         Output : Nilai Digital High (3V) saat dipicu (gerakan terdeteksi), dan nilai digital Low saat menganggur (tidak ada gerakan terdeteksi). Panjang pulsa ditentukan oleh resistor dan kapasitor pada PCB.

·         Jangkauan sensitivitas : sampai 20 kaki (6 meters) 110 derajat x 70 derajat jangkauan deteksi

·         Power supply: 3.3V - 5V tegangan input.

Pada grafik tersebut ; (a) Arah yang berbeda mengasilkan tegangan yang bermuatan berbeda ; (b) Semakin dekat jarak objek terhadap sensor PIR, maka semakin besar tegangan output yang dihasilkan ; (c) Semakin cepat objek bergerak, maka semakin cepat terdeteksi oleh sensor PIR karena infrared yang ditimbulkan dengan lebih cepat oleh objek semakin mudah dideteksi oleh PIR, namun semakin sedikit juga waktu yang dibutuhkan karena sudah diluar jangkauan sensor PIR.

 

Dari grafik, didapatkan bahwa suhu juga mempengaruhi seberapa jauh PIR dapat mendeteksi adanya infrared dimana semakin tinggi suhu disekitar maka semakin pendek jarak yang bisa diukur oleh PIR.

-Resistor

Resistor merupakan komponen pasif yang memiliki nilai resistansi tertentu dan berfungsi untuk menghambat jumlah arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian. Resistor dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis, diantaranya resistor nilai tetap (fixed resistor), resistor variabel (variabel resistor), thermistor, dan LDR.

Cara membaca nilai resistor

Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna :

1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.

2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.

3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.

 4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n).

5. Gelang terakhir merupakan nilai toleransi dari resistor

- Diode

Cara Kerja Dioda:

Secara sederhana, cara kerja dioda dapat dijelaskan dalam tiga kondisi, yaitu kondisi tanpa tegangan (unbiased), diberikan tegangan positif (forward biased), dan tegangan negatif (reverse biased).

a. tanpa tegangan

Pada kondisi tidak diberikan tegangan akan terbentuk suatu perbatasan medan listrik pada daerah P-N junction. Hal ini terjadi diawali dengan proses difusi, yaitu bergeraknya muatan elektro dari sisi n ke sisi p. 

b. kondisi forward bias

Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal positif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal negatif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub. Ion-ion negatif akan tertarik ke sisi anoda yang positif, dan ion-ion positif akan tertarik ke sisi katoda yang negatif.

c. kondisi reverse bias

Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal negatif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal positif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub.

- Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

Ada besi atau yang disebut dengan nama inti besi dililit oleh sebuah kumparan yang berfungsi sebagai pengendali.  Sehingga kumparan kumparan yang diberikan arus listrik maka akan menghasilkan gaya elektromagnet.  Gaya tersebut selanjutnya akan menarik angker untuk pindah dari biasanya tutup ke buka normal.  Dengan demikian saklar menjadi pada posisi baru yang biasanya terbuka yang dapat menghantarkan arus listrik.  Ketika armature sudah tidak dialiri arus listrik lagi maka ia akan kembali pada posisi awal, yaitu normal close.

Fitur:

1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V

2. Arus pemicu 70mA

3. Beban maksimum AC 10A @ 250 / 125V

4. Maksimum baban DC 10A @ 30 / 28V

5. Switching maksimum

B. Komponen Output

- 7Segment

Layar tujuh segmen ini seringkali digunakan pada jam digital, meteran elektronik, dan perangkat elektronik lainnya yang menampilkan informasi numerik. Layar tujuh segmen ini terdiri dari 7 buah LED yang membentuk angka 8 dan 1 LED untuk titik/DP. Angka yang ditampilkan di seven segmen ini dari 0-9. Cara kerja dari seven segmen disesuaikan dengan LED. LED merupakan komponen diode yang dapat memancarkan cahaya. kondisi dalam keadaan ON jika sisi anode mendapatkan sumber positif dari Vcc dan katode mendapatkan sumber negatif dari ground.

- Motor DC

Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), ArmatureWinding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator)dan Brushes (kuas/sikat arang).

Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti

Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.

- Battery

Spesifikasi battery : 12 V

Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik. Ketika baterai memasok daya listrik, terminal positifnya adalah katode dan terminal negatifnya adalah anoda. Terminal bertanda negatif adalah sumber elektron yang akan mengalir melalui rangkaian listrik eksternal ke terminal positif. Ketika baterai dihubungkan ke beban listrik eksternal, reaksi redoks mengubah reaktan berenergi tinggi ke produk berenergi lebih rendah, dan perbedaan energi-bebas dikirim ke sirkuit eksternal sebagai energi listrik. Secara historis istilah "baterai" secara khusus mengacu pada perangkat yang terdiri dari beberapa sel, namun penggunaannya telah berkembang untuk memasukkan perangkat yang terdiri dari satu sel. Kutub yang bertanda positif menandakan bahwa memiliki energi potensial yang lebih tinggi daripada kutub bertanda negatif. Kutub bertanda negatif adalah sumber elektron yang ketika disambungkan dengan rangkaian eksternal akan mengalir dan memberikan energi ke peralatan eksternal. Ketika baterai dihubungkan dengan rangkaian eksternal, elektrolit dapat berpindah sebagai ion didalamnya, sehingga terjadi reaksi kimia pada kedua kutubnya. Perpindahan ion dalam baterai akan mengalirkan arus listrik keluar dari baterai sehingga menghasilkan kerja. Meski sebutan baterai secara teknis adalah alat dengan beberapa sel, sel tunggal juga umumnya disebut baterai.

- Lampu

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor.

 4.Percobaan[kembali]

langkah-langkah:

• Siapkan seluruh alat dan bahan yang akan digunakan di Proteus
• Rangkai semua alat dan bahan pada proteus
• Lalu tekan tombol jalankan 
• Simulasikan rangkaian dan variasikan logicstate sebagai data input dan pengatur
• Revisi lagi apakah ada yang kurang dari rangkaian
• Lakukan simulasi kembali

Prinsip kerja

Prinsip kerja dari rangkaian di atas adalah, ketika decoder 74LS138 di atur pin A, B, C untuk mengeluarkan output sesuai dengan tabel kebenaran decoder IC 74LS138, maka kita akan dapat output pin Y0-7 (bersifat aktif low) untuk mengaktifkan Ship Selecet/Chip Eneble (aktif low) pada masing" IC yang ada telah terhubung. 

Pada decoder ketika Y0, Y2, Y7 aktif low maka akan memilih secara berurut IC RAM 6116,  IC RAM 6264, IC ROM 2764 akan aktif untuk menyimpan data yang ada. ketika Y4, Y5 aktif low maka akan memilih IC PIT 8254A, IC PIC 6259 akan aktif untuk menghasilkan intterupt berbasis waktu dan dan mengelola/mengatur  interrupt untuk dikirimkan ke mikropsoesor/sistem.

Ketika Y1 dan Y3 aktif low maka akan memilih PPI 0 dan PPi 1 untuk aktif dapat digunakan, logicstate digunakan untuk menginput data pada PPI 0 dan PPI 1, dimana pin A0 dan pin A1 mengatur port A, B, C mana yang akan aktif, untuk rangkaian ini pada PPI 0 terdapat LED yang terhubung langsung dengan Port A (PA0) sehingga dengan aktif nya PPI 0 (CS aktif low) dengan mengirim data 0000001 (Port D) dan memilih Pin A0 A1 dengan logika 0 maka akan menjadikan Port A sebagai Port Output dengan PA0 aktif low sehingga LED dapat menyala. 

 5.Video[kembali]

 6.Download[kembali]

Download HTML

Download Rangkaian Simulasi

Download video simulasi

Download Datasheet LED

Download Datasheet PIT - IC 8253

Download Datasheet IC 8255A

Download Datasheet IC 74154

Download Datasheet IC 74LS47