Sensor Ultrasonik SRF02 Ultrasonic range finder

SRF02 merupakan sensor ultrasonic yang mempunyai pancaran frekuensi 40 Khz, Pemancar dan penerima SRF02 ini sudah tergabung menjadi satu. Koneksi SRF02 terhadap mikrokontroler pada pembuatan proyek akhir ini dilakukan dengan mode I2C.

Gambar 10. Konfigurasi SRF02

Agar bekerja pada mode I2C maka pin Mode tidak diberi logika atau dihubungkan ke ground. Modul SRF02 hanya akan melakukan proses pengukuran jarak jika telah diberikan perintah terlebih dahulu. Dengan mengirimkan data serial yang berisi alamat sensor kemudian diikuti dengan data 0 (0H) sebagai perintah maka SRF02 akan mulai melakukan proses pengukuran jarak dan setelah selesai dengan segera akan mengirimkan data 2 byte sebagai data hasil pengukurannya. Data 2 byte hasil pengukuran ini akan dikirimkan byte atasnya (upper byte) terlebih dahulu kemudian diikuti byte rendahnya (lower byte). Jika data perintahnya 81 (0x51) maka hasil pengukurannya akan memiliki satuan centimeter. Sesuai dengan spesifikasi yang diberikan oleh produsen modul SRF02 ini, mode I2C ini hanya dapat bekerja pada kecepatan transmisi (baud rate) 9600 bps dan dengan format data 1-bit start, 8-bit data, 2-bit stop, dan tidak ada paritas.

Rangkaian Driver Buzzer

Pada rangkaian driver buzzer menggunakan transistor darlington sebagai penguat sinyal dari mikrokontroler. Karena ouput dari mikrokontroler kurang kuat untuk mengaktifkan buzzer tersebut. Sinyal input pada rangkaian transistor darlington akan dikuatkan dua kali ukuran semula. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar.

Gambar. Rangkaian driver buzzer

Rangkaian Driver Phototransistor

Untuk rangkain sensor phototransistor menggunakan rangkaian transistor yang berfungsi sebagai saklar untuk membuat logika high pada mikro.

Gambar. Rangkaian driver phototransistor

Cara kerja rangkaian ini apabila ada sinyal dari pemancar diterima oleh penerima sensor maka akan berlogika high sehingga mikro akan bekerja sesuai perintah yang ada pada program yang telah dibuat. Dan jika tidak ada maka akan tetap diam atau tetap pada program yng dibuat.

Sedangkan untuk sensor (phototransistor) untuk kedatangan kapal cara kerjanya sebagai berilut :

Jika sensor tehalang maka sensor berlogika low dan akan memerintahkan mikro untuk bekerja menaikkan jembatan dan jika kapal sudah lewat maka sensor akan berlogika high dan akan memerintahkan mikro untuk menurunkan jembatan.

Rangkaian Driver Motor DC

Penggunaan driver ini menggunakan transistor jenis NPN maupun PNP, seperti halnya transistor sebagai saklar. Rangkaian driver motor DC menggunakan penguat transistor, perancangan driver motor Dc dapat dilihat pada Gambar 3.5 dibawah ini.

Gambar. Rangkaian Driver motor DC

Pada perancangan ini penulis menggunakan motor DC 12 V dan 4 buah transistor sebagai saklar untuk membolak-balikkan arah putaran motor DC. Sedangkan transistor lainnya sebagai penguat untuk power supply motor DC.

Cara kerja rangkaian driver motor ini yaitu apabila driver motor ini mendapat perintah dari sistem minimum maka motor akan berputar sesuai dengan inputnya.

Misal jika Port 2.1 ada perintah maka akan menggerakkan motor searah dengan arah jarum jam. Sedangkan jika Port 2.0 ada perintah maka menggerakkan motor berlawanan arah jarum jam. Kalau tidak ada input sama sekali maka motor akan diam saja.

Rangkaian Comparator

Pemasangan sensor inframerah dan phototransistor diletakkan di pinggir konveyor. Proses kerja phototransistor ialah menangkap sinyal inframerah yang dipancarkan oleh sensor inframerah yang akan diterima oleh phototransistor. Hal ini akan mengakibatkan phototransistor bekerja sebagai saklar, sehingga bagian kolektor terhubung dengan emitor dan tegangan pada kolektor hampir sama dengan nol. Sebaliknya saat sinar inframerah tidak diterima oleh phototransistor, maka phototransistor off, akibatnya tidak ada arus yang mengalir dari kolektor ke emitor dan tegangan pada kolektor (Vce) hampir sama dengan Vcc. Agar logika hasil dari rangkaian sensor inframerah diterima baik oleh PLC maka dikuatkan oleh sebuah operasional amplifier dengan tipe LM324 yang difungsikan sebagai penguat.

Gambar. Rangkaian Komparator

Rangkaian Display 7 segmen dengan IC 74LS47

Rangkaian penampil ini dibuat menggunakan dua buah seven segment common anoda, Dua buah IC 74LS47, dan dua buah resistor 1 K. Rangkaian display dapat dilihat seperti gambar berikut:

Gambar 23. Rangkaian Display

Untuk menyalakan seven segmen ini diperlukan arus yang cukup. Umumnya arus pada satu led sebesar 2 sampai 20mA. Sedangkan penurunan tegangan pada led sebesar 1,2 sampai 2,4 V.karena dalam rangkaian penampil ini masing-masing segment terdiri dari 7 led yang dirangkai secara parallel, yang mana sumber arus maupun tegangannya di operasikan oleh IC 74LS47 dan resistor 1 K.

Rangkaian Catu Daya

Ada tiga alasan mengapa catu daya (power supply) yang tidak teratur tidak cukup baik untuk pemakaian. Pertama-tama karena pengaturan yang buruk, tegangan ouput tidak tetap (selalu berubah-ubah). Kedua, tegangan DC output berubah sesuai dengan perubahan input DC. Ketiga, adalah tegangan DC berubah dengan temperatur, khususnya karena digunakan alat-alat semikonduktor.

Gambar. Rangkaian Catu Daya

Rangkaian diatas berfungsi sebagai pencatu daya utama untuk seluruh rangkaian dan juga mikrokontroler. Untuk menghasilkan output tegangan yang benar-benar stabil, maka rangkaian catu daya ini menggunakan IC 7805 serta IC 7812.

Catu Daya

Seperangkat alat elektronik yang dibuat pasti membutuhkan sumber tegangan sebagai penggerak aktif rangkaian. Maka dari itu dibutuhkan catu daya baik berupa catu daya DC maupun AC. Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh supply arus searah DC (direct current) yang stabil agar dapat berjalan dengan baik. Baterai atau Accu adalah sumber catu daya DC yang paling baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar, sumber dari baterai tidak cukup.

Sumber catu daya yang besar adalah sumber bolak-balik AC (alternating current) dari pembangkit tenaga listrik. Untuk itu diperlukan suatu perangkat catu daya yang dapat mengubah arus AC menjadi DC.

Transformator diperlukan untuk menurunkan tegangan AC dari jala-jala listrik pada kumparan primernya menjadi tegangan DC yang lebih kecil pada kumparan sekundernya.

Gambar. Simbul Transformator

Rangkaian ini berfungsi sebagai pencatu daya utama untuk seluruh rangkaian dan juga mikrokontroler. Untuk menghasilkan out put tegangan yang benar-benar stabil, maka rangkaian catu daya ini menggunakan IC 7805 dan 7812.

IC LM7805 adalah IC penyetabil tegangan 5 volt DC yang memiliki kemampuan arus keluaran sampai 1Ampere. Pada kemasan IC ini terdapat tiga kaki yaitu kaki pertama sebagai input, kaki kedua (tengah) sebagai kaki ground dan kaki ketiga sebagai output atau tegangan stabil 5 volt. Pada badan kemasan IC ini terdapat besi yang berfungsi sebagai pendingin karena tegangan atau arus yang dikeluarkan oleh IC ini sangat dipengaruhi perubahan suhu komponen IC ini. (http://www.fairchildsemi.com)

Gambar . LM7805

Relay

Relay adalah sebuah piranti elektro mekanik yang dioperasikan dengan listrik yang secara mekanis mengontrol penghubungan rangkaian listrik. Relay adalah bagian yang penting dari banyak sistem kontrol, bermanfaat untuk kontrol jarak jauh dan untuk pengontrolan alat tegangan dan arus tinggi dengan sinyal kontrol tegangan dan arus rendah. Ketika arus mengalir melalui elektromagnet pada relay kontrol elektromekanis, medan magnet yang menarik lengan besi dari jangkar pada inti terbentuk. Akibatnya, kontak pada jangkar dan kerangka relay terhubung. Relay dapat mempunyai kontak NO atau kontak NC atau kombinasi dari keduanya. Relay berfungsi untuk memutuskan atau mengalirkan arus listrik yang dikontrol dengan memberikan tegangan dan arus pada koilnya. Ada dua jenis relay berdasarkan tegangan untuk menggerakkan koilnya yaitu AC dan DC.

Gambar. Simbul Relay

IC ULN 2003

IC ULN 2003 adalah sebuah IC dengan ciri memiliki 7-bit input, tegangan maksimum 50 volt dan arus 500mA. IC ini termasuk jenis TTL. Di dalam IC ini terdapat transistor darlington. Transistor darlington merupakan 2 buah transistor yang dirangkai dengan konfigurasi khusus untuk mendapatkan penguatan ganda sehingga dapat menghasilkan penguatan arus yang besar.

Gambar 6. Rangkaian Darlington IC ULN 2003

IC ULN 2003 merupakan IC yang mempunyai 16 buah pin, pin ini berfungsi sebagai input, output dan pin untuk catu daya. Catu daya ini terdiri dari catu daya (+) dan ground. IC ULN 2003 biasa digunakan sebagai driver motor stepper maupun driver relay.

Bentuk fisik dari IC ULN 2003 adalah sebagai berikut

Gambar 7. Bentuk Fisik IC ULN 2003

Sedangkan isi dari IC ULN 2003 dan fungsi dari masing-masing pin adalah sebagai berikut:

Gambar 8. Transistor Darlington Dalam IC ULN 2003

Decoder Dan Seven Segment

Decoder Dan Seven Segment

Decoder 7447 berfungsi untuk mengkonversi / merubah biner ke desimal yang ditampilkan oleh seven segment.

Gambar 1. IC 7447 BCD Ke Seven Segment Desimal

Untuk mengaktifkannya, Pin 3, 4 dan 5 dihubungkan ke VCC. Pin 1, 2, 6 dan 7 mendapat input dari output decade counter. Pin 9 sampai 15 dihubungkan ke Pin-pin seven segment. Seven segment yang digunakan adalah common anoda.

Seven segment adalah Dioda Led dalam bentuk 7 segment. Pada rangkaian ini digunakan jenis common anoda karena decoder yang digunakan 7447.

Gambar 2. Seven Segment Common Anoda

Common anoda dihubungkan ke Vcc melewati sebuah resistor 220 Ohm.

Berdasarkan pengecekan antara output decade counter yang terhubung ke seven segmmet didapat hasil tabel kebenarannya sebagai berikut :

Table 1. Table Decade Counter dan Seven Segment

Gambar 3. Posisi LED Seven Segment dan Common Anoda