Pengertian Sensor Suhu
Sensor adalah komponen yang dapat digunakan untuk mengkonversi suatu besaran tertentu menjadi satuan analog sehingga dapat dibaca oleh suatu rangkaian elektronik. Sensor merupakan komponen utama dari suatu tranduser, sedangkan tranduser merupakan sistem yang melengkapi agar sensor tersebut mempunyai keluaran sesuai yang kita inginkan dan dapat langsung dibaca pada keluarannya. Suhu adalah salah satu gejala alam yang diukur dalam sebuah sistemkontrol. Derajat atau tingkat kepanasan sesuatu atau obyek yang diukur. Sehingga Sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran panas menjadi besaran listrik yang dapat dengan mudah dianalisis besarnya. Ada beberapa metode yang digunakan untuk membuat sensor ini, salah satunya dengan cara menggunakan material yang berubah hambatannya terhadap arus listrik sesuai dengan suhunya.
Sensor adalah alat yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian. Sensor suhu adalah alat atau komponen atau sensor elektronika yang dipakai untuk mengukur suhu. Pada percobaan ini kita menggunakan sensor suhu yang menggunakan termistor atau yang menggunakan resistor NTC atau PTC.
Prinsip dasar dari termistor adalah perubahan nilai tahanan (atau hambatan atau werstan atau resistance) jika suhu atau temperatur yang mengenai termistor ini berubah. Termistor ini merupakan gabungan antara kata termo (suhu) dan resistor (alat pengukur tahanan).
Sensor suhu termistor ditemukan oleh Samuel Ruben pada tahun 1930, dan mendapat hak paten di Amerika Serikat dengan nomor #2.021.491. Ada dua macam termistor secara umum: Posistor atau PTC (Positive Temperature Coefficient), dan NTC (Negative Temperature Coefficien). Nilai tahanan pada PTC akan naik jika suhunya naik, sementara NTC justru kebalikannya.
Termistor adalah salah satu jenis sensor suhu yang mempunyai koefisien temperatur yang tinggi.dimana komponen ini dapat mengubah nilai resistansi karena adanya perubahan temperatur. Dengan demikian dapat memudahkan kita untuk dijadikan sebagai mengubah energi panas menjadi energi listrik.termistor dibedakan dalam 3 jenis,yaitu termistor yang mempunyai koefisien negatif, yang disebut NTC ( Negative temperature Coefisient), temistor yang mempunyai koefisien positif, yang disebut PTC (positive Temperature Coefisient) dan termistor yang mempunyai tahanan kritis, yaitu CTR ( Critical Temperature Resistance).

Metode Pembuatan Sensor Suhu
1. Menggunakan Bahan Logam
Logam akan bertambah besar hambatannya terhadap arus listrik jika panasnya bertambah. Hal ini dapat dijelaskan dari sisi komponen penyusun logam. Logam dapat dikatakan sebagai muatan positif yang berada di dalam elektron yang bergerak bebas. Jika suhu bertambah, elektron-elektron tersebut akan bergetar dan getarannya semakin besar seiring dengan naiknya suhu. Dengan besarnya getaran tersebut, maka gerakan elektron akan terhambat dan menyebabkan nilai hambatan dari logam tersebut bertambah.
2. Menggunakan Bahan Semi Konduktor
Bahan semikonduktor mempunyai sifat terbalik dari logam, semakin besar suhu, nilai hambatan akan semakin turun. Hal ini dikarenakan pada suhu yang semakin tinggi, elektron dari semikonduktor akan berpindah ke tingkat yang paling atas dan dapat bergerak dengan bebas. Seiring dengan kenaikan suhu, semakin banyak elektron dari semikonduktor tersebut yang bergerak bebas, sehingga nilai hambatan tersebut berkurang. Untuk mendapatkan sinyal listrik yang baik dengan sedikit kegaduhan, dapat digunakan jembatan Wheatstone dan rangkaian Lock in Amplifier.

Jenis Jenis Sensor Suhu
1. NTC (Negative Temperature Coeficient ) adalah jenis resistor non linier yang nilai hambatannya terpengaruh oleh perubahan suhu. Makin tinggi suhu yang mempengaruhi makin kecil nilai hambatannya. NTC, termistor yang mempunyai koefisient negatif yang tinggi, termistor jenis ini dibuat dari oksida logam yang terdapat dar golongan transisi, seperti ZrO2 - Y2P3 NiAI2O3 Mg(Al, Cr,Fe). oksida-oksida ini sebenarnya mempunyai resistansi yang sangat tingg, tetapi dapat diubah menjadi bahan semikonduktor dengan menambahkan beberapa ion lain yang mempunyai valensi yang berbeda disebut dengan doping. dan pengaruh dari resistansinya dipengaruhi perubahan temperatur yang diberikan.
2. PTC (Positive Temperature Coeficient) adalah jenis resistor non linier yang nilai hambatannya terpengaruh oleh perubahan suhu. Makin tinggi suhu yang mempengaruhi makin besar nilai hambatannya. PTC merupakan resistor dengan koefisien positif. dalam hal ini, termistor PTC berbeda dengan temistor NTC, antara lain: 1. Koefisien temperature dari thermistor PTC bernilai positif hanya dalam interfal temperatur tertentu, sehingga diluar interval tersebut akan bernilai nol atau negative; 2. harga mutlak dan koefisien temperatur dari termistor PTC jauh lebih besar dari pada termistor NTC.
3. CTR ( Critical Temperature Resistance) terbuat dari V2O3 yag dipanaskan dengan serbuk oksida Ba atau serbuk Oksida Si, yang hasilnya berbentuk kaca. termistor jenis ini merupakan resistor yang mempunyai koefisien temperatur negatif yang tinggi. pengaruh resistansi yang drastis karena pengaruh suhu tersebut terjadi pada transisi logam semikonduktor dan berubah-ubah tergantung dari konsentrasi dopent yaitu oksida logam. Termistor NTC biasanya digunakan untuk sensor dan regulator. termistor CTR yang mempunyai perubahan secara drastis dalam interval tempertur tertentu biasanya digunkan sebagai pendeteksi harga ambang.

Amn12111 adalah salah satu sensor pendeteksi gerak dari objek yang paling kecil ukuran dimensinya. dilengkapi juga dengan lensa fresneal.Sensor ini memiliki bebebapa kelebihan yaitu dapat langsung di hubungkan dengan mikrokontroller atau penggerak aktuator lain.

sensor ini tergolong sangat peka terhadap perubahan gerak disekitarnya, sangat cocok bila diaplikasikan untuk security sistem. harga nya pun tidak tergolong mahal. mudah diperoleh di sekitar wilayah surabaya atau dimana pun anda tinggal. jadi bagi anda anda yang ingin membuat sensor pendeteksi gerak.Amn12111 ini jauh lebih mudah dan praktis dari pada anda harus membuat rangkaian Infra Red dengan Tx dan Rx.

Analog to Digital Conventer (ADC) adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal-sinyal analog menjadi sebuah sinyal digital. IC ADC 0804 dianggap dapat memenuhi kebutuhan dari rangkaian yang akan dibuat. 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 korversinya.
Suatu tegangan analog dengan ordo yang sangat kecil akan sulit dideteksi, agar tegangan analog ini mudah dimengerti maka harus diubah kesuatu keluaran biner. Untuk menghasilkan keluaran biner ini diperlukan suatu konverter dalam hal ini ADC 0804 mampu melakukannya.
Dalam fungsinya ada beberapa jenis ADC, yang masing-masing mempunyai kelebihan, berdasarkan pada metode pengubahan isyarat analog ke digital ADC dibedakan menjadi :
Metode pencacah (Counting)
Metode dual slope atau ratiometrik
Metode pendekatan berurutan (Successive Approximation / SAC)
Jenis ADC yang biasa digunakan dalam perancangan adalah jenis successive approximation convertion atau pendekatan bertingkat yang memiliki waktu konversi jauh lebih singkat dan tidak tergantung pada nilai masukan analognya atau sinyal yang akan diubah. Dalam gambar 6.1 memperlihatkan diagram blok ADC tersebut.

Gambar 6.1 Diagram Blok ADC
Secara singkat prinsif kerja dari konventer A/D adalah semua bit-bit diset kemudian di uji, dan bilamana perlu sesuai dengan kondisi yang telah ditentukan. Keluaran D/A merupakan nilai analog yang ekuivalen dengan nilai register SAR. Apabila konversi telah dilaksanakan, rangkaian kembali mengirim sinyal selesai konversi yang berlogika rendah. Sisi turun sinyal ini akan menghasilkan data digital yang ekuivalen ke dalam register buffer. Dengan demikian, output digital akan tetap tersimpan sekalipun akan dimulai siklus konversi yang baru.
IC ADC 0804 mempunyai dua input analog, Vin(+) dan Vin(-) sehingga dapat menerima input diferensial. Input analog sebenarnya (Vin) sama dengan selisih antara tegangan yang dihubungan dengan ke dua pin input yaitu Vin=Vin-1 – Vin-1. Kalau input analog berupa tegangan tungga, tegangan ini harus dihubungkan dengan Vin(+), sedangkan Vin(-) digroundkan. Untuk operasi normal, ADC 0804 menggunakan Vcc = +5 Volt sebagai tegangan referensi. Dalam hal ini jangkauan input analog mulai dari 0 volt sampai 5 volt (skala penuh, karena IC ini adalah SAC 8-bit, resolusinya akan sama dengan :
resolusi= (tegangan skala penuh)/(2^n-1)
(n menyatakan jumlah bit output biner IC analog to digital conventer)
IC DC 0804 memiliki generator clock internal yang harus diaktifkan dengan menghubungkan sebuah resistor eksternal (R) antara pin CLK OUT dan CLK IN serta sebuah kapasitor eksternal (C) antara CLK IN dan ground digital. Frekuensi clock yang diperoleh di pin CLK OUT sama dengan :
f=0,91/RC
Untuk sinyal clock ini dapat digunakan sinyal eksternal yang dihubungkan dengan pin CLK IN. ADC 0804 memiliki output digital. Input Chip Select (aktif LOW) digunakan untuk mengaktifkan ADC 0804. Jika berlogika HIGH, ADC 0804 tidak aktif (disable) dan semua output berada dalam keadaan impedasi tinggi. Input write atau start convention digunakan untuk memulai proses konversi. Untuk itu harus diberi pulsa logika 0. Sedangkan output interrupt atau end convertion menyatakan akhir konversi. Pada saat dimulai konversi, akan berubah ke logika 1. Di akhir konversi akan kembali ke logika 0.
Metode pendekatan paralel (Paralel-Comparator)
Untuk menentukan ADC yang digunakan dalam sistem akuisisi data ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu :
Kecepatan konversi
Resolusi
Rentang masukan analog maksimum
Jumlah kanal masukan
Pemilihan ADC umumnya ditentukan oleh metode yang digunakan untuk konversi data, sedangkan rentang tegangan masukan analog maksimum adalah watak untai ADC yang digunakan sehingga masukan analog yang akan dimasukkan ke ADC tersebut terlebih dahulu harus disesuaikan dengan tegangan analog maksimal yang diizinkan. Resolusi ADC berkaitan dengan cacah bit dan rentang tegangan pada masukan analog. Dengan pertimbangan diatas penulis sengaja memilih ADC 0804 sebagai konverter A/D. ADC 0804 adalah suatu IC CMOS pengubah analog ke digital delapan bit dengan satu kanal masukan.

Gambar 6.2 Konfigurasi Pin ADC 0804
Keterangan pada masing-masing pin pada IC ADC 0804 :
Pin 1-3 (CS, RD, WR) Merupakan masukan kontrol digital dengan level tegangan logika TTL. Pena CS dan RD jika tidak aktif maka keluaran digital akan berada pada keadaan impedansi tinggi. Pena WR bila dibuat aktif bersamaan dengan CS akan memulai konversi. Konversi akan reset bila WR dibuat tidak aktif. Konversi dimulai setelah WR berubah menjadi aktif.
Pin 4 dan 19 (clock IN dan clock R). Merupakan pena masukan dari rangkaian schmit trigger. Pin ini digunakan sebagai clock internal dengan menambah rangkaian RC.
Pin 5 (INTR) Merupakan pena interupsi keluaran yang digunakan didalam system mikroprosesor. Pin 5 menunjukkan bahwa konversi telah selesai. Pin 5 akan mengeluarkan logika tinggi bila konversi dimulai dan mengeluarkan pin rendah bila konversi selesai.
Pin 6 dan 7 (Vin (+) dan Vin (-) Merupakan pena interupsi untuk masukan tegangan analog. Vin (+) dan Vin (-) adalah sinyal masukan differensial. Vin (-) digunakan untuk masukan negatif jika Vin (+) dihubungkan dengan ground, dan Vin (+) digunakan untuk masukan positif jika Vin (-) dihubungkan ground.
Pin 8 dan 10 (AGND dan DGND) Pin ini dihubungkan dengan ground.
Pin 9 (Vref/2) Merupakan pena masukan tegangan referensi yang digunakan sebagai referensi untuk tegangan masukan dari pin 6 dan 7.
Pin 11 sampai 18 (bus data 8 bit) Merupakan jalur keluaran data digital 8 bit. Pin 11 merupakan data MSB dan pena 18 merupakan data LSB.
Pin 20 (V+) Pin ini dihubungkan ke VCC (5volt).
Data analog perlu didigitalkan terlebih dahulu untuk membolehkan data tersebut menggunakan sistem penghantaran digital. Pendigitalan data analog akan menghasilkan data digital. Data ini seterusnya akan dibawa oleh isyarat digital atau isyarat analog. Pendigitalan menghasilkan data yang sangat banyak. Ada beberapa metode yang dipakai pada pada pendigitalan sinyal analog, yaitu :
Pulse Amplitude Modulation (PAM)
Teknik ini mengambil sinyal analog, mencupliknya (sampling) dan membangkitkan sederetan pulsa. Pencuplikan berarti mengukur amplitude sinyal pada interval atau level yang sama. Disini dipakai metode yang dinamakan sample and hold.
Pulse Code Modulation (PCM)
PCM memodifikasi pulsa yang dihasilkan PAM untuk diubah menjadi sinyal digital yang komplit. PCM pertama-tama mengkuantisasi pulsa PAM.
Digital To Analog Conventer (DAC)
Walaupun besaran fisis pada umumnya besaran analog, kini berbagai peralatan elektronika telah banyak yang menyimpan, mengolah dan mengirimkan data dalam bentuk digital. Hal ini disebabkan karena penggunaan sinyal-sinyal digital lebih banyak memberkan keuntungan dari pada sinyal-sinyal analog. Proses yang biasa dilakukan untuk maksud diatas adalah mengubah sinyal-sinyal analog menjadi sinyal-sinyal digital, kemudian dilakukan pengolahan sinyal-sinyal secara numerik, dan pada saat mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog. Pada percobaan ini hanya akan dikaji perihal pengubahan sinyal digital menjadi sinyal analog (DAC, Digital to Analog Converter). Rangkaian sederhana untuk mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog ditunjukkan oleh gambar 6.1.

Gambar 6.3 Pengubah Digital ke Analog
Kuat arus I0, I1, I2, I3 dan If memiliki hubungan :
I_f= I_0-I_1-I_2-I_3
-V_2/R_t =-E S_0/R_0 - S_1/R_1 -S_2/R_2 -S_3/R_3
Atau :
V_1=R_1 E S_0/R_0 -S_1/R_1 -S_2/R_2 -S_3/R_3
Dengan S0, S1, S2, dan S3 akan bernilai nol jika saklar terbuka, dan bernilai 1 jika saklar tertutup.
Dengan memasukan nilai R3 = R, R2 = 2 R, R1 = 4 R, R0 = 8 R, dan Rf = 8R/15 akan didapatkan :
V_0=(S E)/15+S_0/S_8 -S_1/4-S_2/2-S_3/1
Terlihat bahwa dengan member tegangan masukan positif, akan diperoleh tegangan keluaran negatif. Mengingat Op-Amp yang digunakan adalah LM324 yang diberi satu daya 0 – 5 Volt, maka tidak dapat menghasilkan keluaran negatif.
Jika semua saklar diputus, tegangan keluar bernilai 0, sedangkan jika semua saklar disambung, tegangan keluarannya akan sama dengan E. Variasi yang lain dari kombinasi saklar tersebut akan menghasilkan tegangan keluaran antara 0 dan E dengan resolusi tegangan 8E/15 Volt.

Robot Line Follower dengan AVR ATMega8535

Membuat robot line follwer memang seru, apalagi bagi teman2 yang suka berexperimen dengan mikrokontroler AVR ATMega. “Robot Line Follower” merupakan robot yang di desain untuk mengikuti jejak (bisa garis bisa garis putus2 atau bahkan titik titik). Membuat Robot Line Follower menggunakan prosesor mikrokontroler AVR ATMega 8535 sangat mungkin dan sangat bisa diandalkan. Karena dalam desain suatu Robot Line Follower perlu kita pikirkan bahwa jejak yang akan di ikuti atau langkah2 yang akan dilakukan Robot Line Follower terhadap track atau lintasan yang di lewati Robot Line Follower tersebut. Dan dari kebutuhan Robot Line Follower tersbut feature2 yang dimiliki oleh mikrokontroler AVR ATMega 8535 sangat mencukupi dan memenuhi kebutuhan dari Robot Line Follower. dalam artikel Robot Line Follower dengan AVR ATMega8535 ini saya membuat coretan sederhana yang harus dimiliki oleh Robot Line Follower.

Blok Diagram Robot Line Follower dengan AVR ATMega8535

Fungsi bagian Blok Diagram Robot Line Follower dengan AVR ATMega 8535

• Sensor pada Robot Line Follower dapat menggunakan foto dioda atau foto transistor, bagian ini berfungsi mendeteksi keberadaan lintasan track.
• Keypad, Bagian ini berupa tombol yang berfungsi untuk start/stop Robot Line Follower dan sebagai pemilih konfigurasi seting Robot Line Follower terhadap medan yang di akan di lalui.
• Display, merupakan bagian yang berfungsi untuk menampilkan pilihan seting dan hasil seting (cukup itu saja yg perlu di tampilan) bagian ini bisa menggunakan LCD atau penampil 7 segmen.
• Driver Motor, bagian ini berupa rangkaian H Bridge driver motor DC. Bagian ini yang mengendalikan putaran motor secara langsun. Bagian ini merupakan interface anatara mikrokontroler AVR ATMega dengan motor DC. Saya suka menggunakan IC keluarga L298 untuk driver motor.
• Mikrokontroler AVR ATMega8535, bagian ini merupakan bagian yang menentukan kemana robot akan di bawa berdasarkan data dari sensor. Bagian ini yang mengatur langkah2 Robot Line Follower dalam menaklukan lintasan.

Sensor, dapat dianalogikan sebagai ‘mata’ sebuah robot yang berfungsi untuk ‘membaca’ garis hitam dari track robot atau sebaliknya. Sehingga robot mampu mengetahui kapan dia akan berbelok ke kanan, kapan dia berbelok ke kiri dan kapan dia berhenti. Sensor yang dipakai biasanya photo reflector,LDR (Light Dependent Resistor), Photo Dioda, dan Photo Transistor – yang dipasang dua atau lebih dibagian depan bawah robot line follower. Ada juga yang menggunakan kamera sebagi sensor (atau image sensor) agar resolusi pembacaan garis lebih tinggi, sehingga menjadikan gerakan robot lebih akurat.

Rangkaian Sensor Robot Line Follower Dengan AVR ATMega

Prinsip kerja dari sensor tersebut sederhana, Ketika transmitter (infrared) memancarkan cahaya ke bidang berwarna putih, cahaya akan dipantulkan kembali ke bagian receiver oleh bidang berwarna putih tersebut dan sebaliknya. Hal ini memberikan perubahan level tegangan pada output bagian receiver, tetapi biasanya perubahan tegangan tersebut belum bisa di terima sebagai level logika TTL. Agar mampu dibaca oleh mikrokontroler, maka tegangan sensor harus disesuaikan dengan level tegangan TTL yaitu 0 – 1 volt untuk logika 0 dan 3 – 5 volt untuk logika 1. Hal ini bisa dilakukan dengan memasang operational amplifier yang difungsikan sebagai komparator seperti terlihat pada gambar diatas.

Op Amp yang digunakan sebagai komparator adalah IC LM324, karena IC tersebut dapat bekerja di range VCC 5 Volt dan terdapat 4 buah Op Amp dalam 1 IC yang sesuai dengan jumlah Sensor yang digunakan. Sensitifitas sensor ini dapat di atur melalui R9 yang berfungsi mengatur titik referensi Komparator.

Membuat robot line follower dapat dilakukan dengan 2 transistor. Rangkaian Robot Line Follower 2 Transistor ini salah satu contor rangkaian robot line follower yang di bagun dengan 2 transistor NPN sebagai driver motor dan sekaligus pengolah sinyal dari sensor. Pada rangkaian robot line follower ini terdiri dari 2 bagian yang sama, hanya beda fungsi untuk driver motor sebelah kanan dan kiri. Rangkaian sensor dari robot line follower ini menggunakan LDR dan LED. Sensitifitas sensor LDR dapat diatur dengan VR 10 yang dipasang seri dengan LDR. Untuk lebih jelasnya lihat gambar berikut.

Rangkaian Robot Line Follower 2 Transistor

Prinsip kerja rangkaian antara driver motor kanan dan kiri sama, yaitu pada saat LDR mendapat pantulan cahaya dari LED maka tahanan LDR akan menurun dan membuat transistor saturasi kemudian motor mendapat suplay dan berputar sehingga robot bergerak maju. Jadi pada saat tidak demikian maka motor tidak mendapat supply, misal salah satu sensor saja terkena line dan membuat LDR tidak menerima pantulan cahaya maka motr di bagian tersebut diam dan motor yang lain berputar dan membuat LDR tersebut kembali mendapat pantulan cahaya dan robot kembali bergerak maju.

“Robot Porter Berbasis Mikrokontroler AVR ATMega16” ini dirancang untuk membawa barang atau objek benda dari suatu tempat ke tempat lain dalam suatu ruangan rumah, pabrik atau gedung. Sensor yang digunakan pada Robot Porter Berbasis Mikrokontroler “AVR ATMega16” ini adalah sensor infrared SHARP GP2D12 yang terhubung ke motor servo yang dapat berrotasi sebesar 45 derajat. Apabila sensor mendeteksi penghalang di depan Robot Porter dalam jarak tertentu, maka “Robot Porter ” akan menghindari penghalang tersebut dan mencari jalan lain menuju ke tempat tujuan yang telah ditentukan. Komponen utama pembentuk rangkaian Robot Porter Berbasis Mikrokontroler AVR ATMega16 ini adalah mikrokontroler AVR ATMega16, “sensor infrared SHARP GP2D12″, “motor servo” dan IC driver motor DC L293D. Beban yang dikontrol mikrokontroler AVR ATMega pada robot porter ini berupa dua buah LED (merah dan hijau), motor servo dan dua buah “motor stepper“.

Rangkaian Robot Porter Berbasis Mikrokontroler AVR ATMega16

“Sensor infrared SHARP GP2D12″ dihubungkan dengan motor servo. Motor servo akan memutar modul sensor SHARP GP2D12 sebesar 45 derajat agar dapat mendeteksi penghalang di depannya dengan mengambil beberapa data setiap 7,5 derajat. Data-data diproses oleh mikrokontroler yang akan membuat robot menghindar apabila di depan robot terdapat penghalang. Sensor infrared SHARP GP2D12 akan memancarkan sinar infra merah dan dipantulkan kembali apabila terdapat penghalang. Kemudian sensor SHARP GP2D12 ini akan menghasilkan tegangan yang berbeda-beda yang besarnya dipengaruhi oleh jarak pantulannya.

Tegangan berupa data analog dengan bantuan analog to digital converter (ADC) menjadi data digital yang merupakan input mikrokontroler yang merupakan fitur dari mikrokontroler ATMega16. Semua data input akan diproses oleh mikrokontroler untuk menggerakkan output dari rangkaian ini. Output dari rangkaian ini berupa motor stepper dan LED. Motor stepper berguna untuk menggerakan robot dan LED sebagai indikator. LED hijau akan menyala, apabila robot sedang menuju ke tempat tujuan. Sedangkan LED merah akan menyala, apabila robot sedang kembali ke posisi awal. Kedua LED akan menyala, apabila robot telah sampai ke tempat tujuan. Dua buah motor stepper digunakan untuk menggerakan robot. Ada 5 gerakan robot, yaitu maju, berputar 90° ke kanan, berputar 90° ke kiri, berputar 180° ke kanan, dan berputar 180o ke kiri.

Aplikasi dari IC timer 555 ini sangat beragam, salah satunya rangkaian Timer 10 Menit dengan IC 555. Rangkaian Timer 10 Menit ini menggunakan IC NE555 yang di set menjadi monostabil multivibrator. Pengaturan waktu dari Rangkaian Timer 10 menit dengan IC 555 ini diatur oleh konfigurasi C2, R4 dan R5. Semakin besar nilai C2 pada Rangkaian Timer 10 menit dengan IC 555 ini maka waktu aktif timer akan semakin lama. Nilai hambatan total antara R4 dan R5 juga menentukan aktifnya Rangkaian Timer 10 menit dengan IC 555 ini, dimana semakin besar nilainya maka semakin lama juga waktu aktifnya. Inti pengaturan aktifnya timer di tentukan dari waktu pengisian C2 pada Rangkaian Timer 10 menit dengan IC 555. Sehingga dengan nilai C2 tetap maka dengan waktu timing pada Rangkaian Timer 10 menit dengan IC 555 ini dapat di atur dengan mengubah nilai resistansi R4+R5. Indikator aktifnya timer pada Rangkaian Timer 10 menit dengan IC 555 ini menggunakan LED D2 dan D3 yang hanya akan menyala salah satu saja untuk mengidentifikasikan timer aktif dan timer belum terpenuhi.

Gambar Rangkaian Timer 10 Menit dengan IC 555

Keterangan :

• S1 digunakan untuk set/reset timer
• R5 digunakan untuk mengatur waktu timer yang di inginkan

Membuat driver motor DC dengan teknik H-Bridge bisa menggunakan IC L293D seperti pada artikel “Driver Motor DC H-Bridge L293 (2 Motor DC)” ini. Driver motor DC L293D dapat digunakan untuk mengontrol 2 buah motor DC sekaligus. Driver Motor DC L293D ini dapat digunakan untuk mengendalikan motor DC secara kontinyu ataupun dengan teknik PWM. Rangkaian driver motor dc dalam artikel “Driver Motor DC H-Bridge L293 (2 Motor DC)” ini hanya menggunakan IC L293D saja. Untuk lebih jelas lihat gambar berikut.

Rangkaian Driver 2 Buah Motor DC Dengan L293D

Sistem kerja dari driver motor DC L293D adalah dengan memberikan sinyal kontrol dalam bentuk logika atau pulsa ke jalur input 1A – 1B untuk kontrol motor DC M1 dan input 2A – 2B untuk kontrol motor DC M2 dengan ketentuan sebagai berikut :

Input A Input B Motor DC
0 0 Motor diam
1 0 Motor berputar berlawanan jarum jam
0 1 Motor berputer searah jarum jam
1 1 Motor diam

Keterangan : Input Enable diberi logika 1 untuk mendapatkan data seperti pada tabel diatas.

Penampil atau display menggunakan 7 segmen dalam aplikasi perangkat elektronika memang menguras port suatu mikrokontroler atau jalur data yang mau di tampilkan, apalagi bila data yang mau ditampilkan lebih dari 1 digit. diperlukan jalur untuk mengontrol sumber daya tiap 7 segmen dan jalur untuk input data pada 7 segmen. Rangkaian Display 7 Segmen 4 Digit Multiplex ini merupakan suatu cara untuk menghemat port mikrokontroler atau jalur data yang mau ditampilkan. Rangkaian Display 7 Segmen 4 Digit Multiplex ini menggunakan dekoder BCD to 7 segmen 74LS247 untuk mengkodekan data BCD dari data yang mau ditampilkan, kemudian untuk sumber daya tiap penampil 7 segmen menggunakan transistor yang di set sebagai saklar elektronik. Arus yang mengalir pada penampil 7 segmen dalam Rangkaian Display 7 Segmen 4 Digit Multiplex ini di batasi menggunakan resistor yag di pasang seri pada tiap kolektor transistor.

Gambar Rangkaian Display 7 Segmen 4 Digit Multiplex

Konfigurasi komponen Rangkaian Display 7 Segmen 4 Digit Multiplex

Kaki-kaki LT, RBI, RBO pada rangkaian ini tidak tersambung (logika tinggi) dimaksudkan agar tampilan data dari seven segment sesuai dengan data dari mikrokontroler. Resistor yang dipasang seri terhadap led digunakan sebagai pembatas arus agar arus yang mengalir melalui led tidak melebihi arus maksimum yang diperbolehkan yaitu sebesar 20 mA.

Sensor adalah peralatan yang digunakan untuk merubah suatu bentuk besaran fisik menjadi suatu bentuk besaran listrik sehingga dapat dianalisa menggunakan rangkaina listrik tertentu.

Dalam suatu rangkaian elektronik terdapat tegangan, arus dan hambatan yang saling berhubungan. Ampere meter adalah alat untuk mengukur arus yang mengalir pada suatu rangkaian elektronik. Arus listrik yang mengalir pada suatu konduktor menimbulkan medan magnet. Oleh sebab itu arus listrik dapat diukur dengan besarnya medan magnet. Medan magnet dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:
• Besar arus listrik
• Jarak medan magnet terhadap suatu titik pengukuran
• Arah medan magnet yang terbentuk
Medan magnet adalah suatu medan yang dibentuk dengan menggerakkan muatan listrik (arus listrik) yang menyebabkan munculnya gaya di muatan listrik yang bergerak lainnya. Putaran mekanika kuantum dari satu partikel membentuk medan magnet dan putaran itu dipengaruhi oleh dirinya sendiri seperti arus listrik. Sebuah medan magnet adalah medan vektor, yaitu berhubungan dengan setiap titik dalam ruang vektor yang dapat berubah menurut waktu. Arah dari medan ini adalah seimbang dengan arah jarum kompas yang diletakkan di dalam medan tersebut.
Secara konvensional kuat arus dapat diukur dengan menghubungkan alat secara seri pada rangkaian. Cara ini memiliki kelemahan karena mengganggu aliran arus yang akan diukur. Kemajuan teknologi digital meningkatkan kemampuan alat ukur. Ukuran yang semakin kecil sehingga mudah digunakan disamping harga yang semakin murah juga didukung oleh kemajuan teknologi digital. Kemajuan ini menyebabkan penelitian-penelitian dapat dilakukan dengan lebih baik dan cepat. Alat ukur dapat tersusun atas bagian digital dan analog. Ada tiga bagian utama dalam suatu alat ukur, yaitu sensor, pengolah data dan penampil data. Alat ukur dengan penampil digital memberikan banyak kemudahan seperti pembacaan yang lebih teliti dan mudah dibaca karena tidak ada paralaks. Pengolahan data juga lebih mudah dilakukan secara digital, walaupun ada beberapa bagian yang memang tidak bisa mengabaikan kemampuan suatu rangkaian analog. Ada beberapa alat untuk mengukur arus yang sering disebut sensor arus.
Sensor arus sebatang kawat teraliri arus listrik menuju beban dilewatkan diantara cicin toroid dan sejumlah kawat email digulung pada cincin toroid tersebut maka kumparan kawat pada cincin tersebut akan menginduksikan arus listrik dari sebatang kawat arus tersebut. Dengan mengolah sinyal induksi pada kawat kumparan toroid tersebut maka akan diperoleh nilai arus yang dilewatkan untuk mensuplay beban pada ujung kawat arus. Dengan metode ini arus yang dilewatkan akan terbaca pada fungsi besaran tegangan berbentuk gelombang sinusoidal.

Jenis penguat yang digunakan pada pengolah sinyal arus diatas merupakan penguat non inverting, pada bagian belakang diberikan sebuah dioda terpasang sebagai callper yang memotong sinyal dibawah sumbu nol dan kapasitor berfungsi sebagai pemurni tegangan DC. Sehingga pada rangkaian pengkondisi sinyal ini menghasilkan tegangan DC yang kompatibel terhadap kebutuhan tegangan ADC.
Macam sensor arus antara lain:
1. Sensor magnetic fluxgate
Dengan menggunakan sensor magnetik, arus dapat diukur tanpa harus mengganggu aliran arus, karena yang diukur hanya kuat medan magnet yang dihasilkan oleh arus yang akan diukur. Dalam tulisan ini akan ditunjukkan penggunaan sensor magnetik fluxgate untuk mengukur kuat arus. Dari hasil penelitian terlihat bahwa sensor magnetik fluxgate yang digunakan dapat mengukur kuat arus dalam daerah pengukuran yang cukup lebar dan dengan ketelitian ≤ 2 %.
Ada cukup banyak metode yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus listrik, beberapa diantaranya adalah metode shunt resistif, transformator arus, dan sensor magnetik. Metode shunt resistif bekerja berdasarkan hukum Ohm yang menghasilkan suatu tegangan yang sebanding dengan arus yang melalui resistor shunt, yaitu resistor yang dihubungkan secara seri dengan beban yang hendak diukur arusnya. Cara ini menawarkan ketelitian yang bagus dan offset yang rendah, tetapi tanpa isolasi elektris. Selain itu drift termalnya tinggi. Hal ini memungkinkan terjadinya transient spikes yang dapat merusak sensor dan berpotensi menyebabkan peralatan elektronik mengalami kelebihan beban.
Transformator arus terdiri dari kumparan primer dan kumparan sekunder yang dililitkan pada suatu inti magnetik. Arus yang hendak dideteksi dialirkan ke kumparan primer. Arus ini menghasilkan suatu medan magnet yang mengimbas ke kumparan sekunder. Inti magnetik pada transformator berfungsi untuk membuat agar fluks magnetik yang dihasilkan kumparan primer sebanyak mungkin menembus kumparan sekunder. Perubahan fluks yang dihasilkan arus primer menyebabkan timbulnya tegangan listrik induksi pada kumparan sekunder. Arus yang dibangkitkan pada kumparan sekunder sebanding dengan arus primer, dan nisbah kedua arus ini ditentukan oleh nisbah jumlah lilitan masing-masing kumparan. Transformator arus memang menawarkan isolasi elektris, tetapi alat ini hanya bekerja untuk aplikasi arus bolak-balik (AC). Selain itu, transformator umumnya berukuran relatif besar sehingga memerlukan tempat yang besar pula.
Sensor magnetik dapat digunakan untuk mengatasi keterbatasan pada kedua metode pengukuran arus di atas. Sensor magnetik fluxgate menawarkan solusi berupa sensitivitas yang tinggi, ukuran yang kecil, dan reliable. Selain itu piranti ini dapat digunakan untuk penginderaan arus tanpa kontak. Jadi dengan menggunakan sensor ini pengukuran dapat dilakukan tanpa harus merusak rangkaian elektrisnya. Metode ini memungkinkan untuk pengisolasian sistem elektris serta memproteksi sensor dan rangkaian elektronik pendukungnya.
Sensor magnetik fluxgate bekerja berdasarkan prinsip diferensial. Dengan cara ini maka gangguan/nois yang berasal dari lingkungan seperti temperatur atau pengaruh lingkungan lainnya akan saling menghilangkan dan sensor dapat mengukur medan magnet yang sangat lemah. Untuk mengatasi gangguan sinyal frekuensi tinggi, pada sensor dipasang filter lolos rendah orde dua.
2. Sensor efek hall atau hall effect sensor
Untuk mengukur daya listrik lampu pijar, yang paling penting adalah pengukuran arusnya. Salah satu sensor arus yang dapat digunakan adalah sensor efek hall. Untuk mengukur arus bisa digunakan trafo arus atau sensor efek hall. Sensor efek hall dapat digunakan untuk menyensor arus karena sensor efek hall merespon medan magnet, sedangkan medan magnet yang ditimbulkan arus selalu sebanding dengan besar arusnya. Ini membuat sensor efek hall baik digunakan sebagai sensor arus.
Sensor arus AC-nya adalah sensor efek hall yang dapat mengukur medan magnet disekitar kawat berarus. Agar medan magnetnya cukup kuat dan bisa terukur sensor efek hall, maka dibuat lilitan dengan inti ferit yang medan magnetnya dibuat menembus sensor. Arus yang dilewatkan ke lilitan adalah arus yang telah disearahan terlebih dahulu. Jumlah lilitan dan inti ferit sangat mempengaruhi besar penguatan medannya.
Isyarat dari sensor efek hall menunjukkan medan nol pada tegangan 2,5 V. Tegangannya akan berubah jika terjadi perubahan medan magnet. Isyarat ini diperkuat, dan kemudian difilter sehingga outputnya berupa tegangan DC yang berbanding lurus terhadap perubahan arusnya.
Sensor arus dengan prinsip efek hall dapat mengukur arus dengan sangat tepat. Di samping itu sensor medan magnet ini dapat dimanfaatkan dalam banyak keperluan, karena medan magnet dapat direspon dalam range frekuensi yang cukup besar. Semuanya tergantung dari kualitas penguatan sinyalnya.
Hall effect sensor yang diaplikasikan untuk mengukur arus listrik. Ampere meter saat ini penggunaannya dipasang secara seri dengan memutuskan kabel yang ada pada rangkaian atau menggunakan tang Ampere. Oleh karena itu dilakukan penelitian untuk mengukur arus listrik menggunakan hall effect sensor dengan metode mendeteksi besarnya medan magnet pada suatu kabel yang dialiri arus listrik. Jadi untuk mengukur arus, hall effect sensor hanya didekatkan pada kabel yang akan diukur.
Dalam pembuatan ampere meter ini menggunakan sebuah mikrokontroler tipe AVR ATMega 8. AVR ATMega 8 memiliki fitur tambahan seperti ADC internal dan internal clock osscilator. Pada alat ukur arus ini AVR berfungsi sebagai pengatur dari komponen seperti LCD (Liquid Crystal Display) dan sebagai pengolah data. Output dari sensor diolah terlebih dahulu oleh rangkaian amplifier baru kemudian data analog yang ada diubah oleh AVR menjadi data digital dan ditampilkan hasilnya melalui LCD.
3. Digital clamp ampere meter
Ampere meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik. Umumnya alat ini dipakai oleh teknisi elektronik dalam alat multi tester listrik yang disebut avometer gabungan dari fungsi amperemeter, voltmeter dan ohmmeter.
Amper meter dapat dibuat atas susunan mikroamperemeter dan shunt yang berfungsi untuk deteksi arus pada rangkaian baik arus yang kecil, sedangkan untuk arus yang besar ditambhan dengan hambatan shunt.
Amperemeter bekerja sesuai dengan gaya lorentz gaya magnetis. Arus yang mengalir pada kumparan yang selimuti medan magnet akan menimbulkan gaya lorentz yang dapat menggerakkan jarum amperemeter. Semakin besar arus yang mengalir maka semakin besar pula simpangannya.
Pengukuran arus menggunakan metode lama kini sudah mulai digantikan dengan sistem clamp. Sistem clamp menggunakan prinsip hukum Faraday yang mengatakan bahwa perubahan fluks magnet dalam sebuah kumparan akan menimbulkan arus yang akan mengalir pada kumparan itu. Pada tahap awal dipergunakan kumparan yang dibuat sendiri, tetapi karena hasilnya kurang memuaskan, dipergunakan kumparan dari clamp bekas. Sistem dibatasi untuk mengukur arus AC dengan range 1mA sampai dengan 1,999A. Ampere meter ini harus mudah dibawa (portable), sehingga sumber tegangannya dari baterai. Hasil pengukuran ditampilkan ke 3½ 7-segment yang merupakan keluaran dari ICL7107.
Secara umum, Faraday mengatakan bahwa perubahan fluks magnet dalam sebuah kumparan akan menimbulkan arus yang mengalir pada kumparan. Apabila jumlah lilitan semakin besar, maka semakin besar pula tegangan yang dapat diukur di kedua ujung kumparan itu. Tegangan yang terukur di kumparan itu biasanya dalam orde mili volt. Arus AC yang mengalir pada sebuah kabel akan memberikan perubahan fluks, sehingga besarnya arus tersebut dapat diukur dengan menggunakan sistem clamp.
ICL 7107 adalah sebuah ADC yang keluarannya dapat langsung ditampilkan ke 3½ 7-segment. IC ini menerima input tegangan maksimal 2V. Penggunaan komponen yang minimal membuat pengguna dapat secara langsung merangkainya dengan mudah.