LA M1 P1

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Alat dan Bahan

2. Dasar Teori

3. Rangkaian Simulasi

4. Prinsip Kerja Rangkaian

5. Video Rangkaian

6. Analisa

7. Link Download

1. Alat dan Bahan [Kembali]

Alat

a.. Jumper

Gambar 1. Jumper

2.2 Bahan (proteus)

a. Resistor

b. LED

c. Mikrokontroler

Modul Arduino

2. Dasar Teori [Kembali]

a. Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Sebagaimana fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan atau nilai resistansi suatu resistor di sebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω). Sesuai hukum Ohm bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor juga memiliki nilai yang lain seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang mampu dilewatkannya. Semua nilai yang berkaitan dengan resistor tersebut penting untuk diketahui dalam perancangan suatu rangkaian elektronika oleh karena itu pabrikan resistor selalu mencantumkan dalam kemasan resistor tersebut.

Simbol Resistor Sebagai Berikut :

Resistor dalam suatu teori dan penulisan formula yang berhubungan dengan resistor disimbolkan dengan huruf “R”. Kemudian pada desain skema elektronika resistor tetap disimbolkan dengan huruf “R”, resistor variabel disimbolkan dengan huruf “VR” dan untuk resistorjenis potensiometer ada yang disimbolkan dengan huruf “VR” dan “POT”.

Kapasitas Daya Resistor

Kapasitas daya pada resistor merupakan nilai daya maksimum yang mampu dilewatkan oleh resistor tersebut. Nilai kapasitas daya resistor ini dapat dikenali dari ukuran fisik resistor dan tulisan kapasitas daya dalamsatuan Watt untuk resistor dengan kemasan fisik besar. Menentukan kapasitas daya resistor ini penting dilakukan untuk menghindari resistor rusak karena terjadi kelebihan daya yang mengalir sehingga resistor terbakar dan sebagai bentuk efisiensi biaya dan tempat dalam pembuatan rangkaian elektronika.

Nilai Toleransi Resistor

Toleransi resistor merupakan perubahan nilai resistansi dari nilai yang tercantum pada badan resistor yang masih diperbolehkan dan dinyatakan resistor dalam kondisi baik. Toleransi resistor merupakan salah satu perubahan karakteristik resistor yang terjadi akibat operasional resistor tersebut. Nilai torleransi resistor ini ada beberapa macam yaitu resistor dengan toleransi kerusakan 1% (resistor 1%), resistor dengan toleransi kesalahan 2% (resistor2%), resistor dengan toleransi kesalahan 5% (resistor 5%) dan resistor dengan toleransi 10% (resistor 10%).

Nilai toleransi resistor ini selalu dicantumkan di kemasan resistor dengan kode warna maupun kode huruf. Sebagai contoh resistor dengan toleransi 5% maka dituliskan dengan kode warna pada cincin ke 4 warna emas atau dengan kode huruf J pada resistor dengan fisik kemasan besar. Resistor yang banyak dijual dipasaran pada umumnya resistor 5% dan resistor 1%.

Jenis-Jenis Resistor

Berdasarkan jenis dan bahan yang digunakan untuk membuat resistor dibedakan menjadi resistor kawat, resistor arang dan resistor oksida logam atau resistor metal film.

1. Resistor Kawat (Wirewound Resistor)

Resistor kawat atau wirewound resistor merupakan resistor yang dibuat dengan bahat kawat yang dililitkan. Sehingga nilai resistansiresistor ditentukan dari panjangnya kawat yang dililitkan. Resistor jenis ini pada umumnya dibuat dengan kapasitas daya yang besar.

2. Resistor Arang (Carbon Resistor)

Resistor arang atau resistor karbon merupakan resistor yang dibuat dengan bahan utama batang arang atau karbon. Resistor karbon ini merupakan resistor yang banyak digunakan dan banyak diperjual belikan. Dipasaran resistor jenis ini dapat kita jumpai dengan kapasitas daya 1/16 Watt, 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt, 1 Watt, 2 Watt dan 3 Watt.

3. Resistor Oksida Logam (Metal Film Resistor)

Resistor oksida logam atau lebih dikenal dengan nama resistor metal film merupakan resistor yang dibuah dengan bahan utama oksida logam yang memiliki karakteristik lebih baik. Resistor metal film ini dapat ditemui dengan nilai tolerasni 1% dan 2%. Bentuk fisik resistor metal film ini mirip denganresistor kabon hanya beda warna dan jumlah cicin warna yang digunakan dalam penilaian resistor tersebut. Sama seperti resistorkarbon, resistor metal film ini juga diproduksi dalam beberapa kapasitas daya yaitu 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt. Resistor metal film ini banyak digunakan untuk keperluan pengukuran, perangkat industri dan perangkat militer.

Kemudian berdasarkan nilai resistansinya resistor dibedakan menjadi 2 jenis yaitu resistor tetap (Fixed Resistor) dan resistor tidak tetap (Variable Resistor)

1. Resistor Tetap(Fixed Resistor)

Resistor tetap merupakan resistor yang nilai resistansinya tidap dapat diubah atau tetap. Resistor jenis ini biasa digunakan dalam rangkaian elektronika sebagai pembatas arus dalam suatu rangkaian elektronika. Resistor tetap dapat kita temui dalam beberpa jenis, seperti :

• Metal Film Resistor
• Metal Oxide Resistor
• Carbon Film Resistor
• Ceramic Encased Wirewound
• Economy Wirewound
• Zero Ohm Jumper Wire
• S I P Resistor Network

2. Resistor Tidak Tetap (Variable Resistor)

Resistor tidak tetap atau variable resistor terdiridari 2 tipe yaitu :

• Pontensiometer, tipe variable resistor yang dapat diatur nilai resistansinya secara langsung karena telah dilengkapi dengan tuas kontrol. Potensiometer terdiri dari 2 jenis yaitu Potensiometer Linier dan Potensiometer Logaritmis
• Trimer Potensiometer, yaitu tipe variable resistor yang membutuhkan alat bantu (obeng) dalam mengatur nilai resistansinya. Pada umumnya resistor jenis ini disebut dengan istilah “Trimer Potensiometer atau VR”
• Thermistor, yaitu tipe resistor variable yangnilairesistansinya akan berubah mengikuti suhu disekitar resistor. Thermistor terdiri dari 2 jenis yaitu NTC dan PTC. Untuk lebih detilnya thermistor akan dibahas dalam artikel yang lain.
• LDR (Light Depending Resistor), yaitu tipe resistor variabel yang nilai resistansinya akan berubah mengikuti cahaya yang diterima oleh LDR tersebut.

Jenis-jenis resistor tetap dan variable diatas akan dibahas lebih detil dalam artikel yang lain.

Menghitung Nilai Resistor

Nilai resistor dapat diketahui dengan kode warna dan kode huruf pada resistor. Resistor dengan nilai resistansi ditentukan dengan kode warna dapat ditemukan pada resistor tetap dengan kapasitas daya rendah, sedangkan nilai resistor yang ditentukan dengan kode huruf dapat ditemui pada resistor tetap daaya besar dan resistor variable.

Kode Warna Resistor

Cicin warna yang terdapat pada resistor terdiri dari 4 ring 5 dan 6 ring warna. Dari cicin warna yang terdapat dari suatu resistor tersebut memiliki arti dan nilai dimana nilai resistansi resistor dengan kode warna yaitu :

1. Resistor Dengan 4 Cincin Kode Warna

Maka cincin ke 1 dan ke 2 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 3 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warnake 4 menunjukan nilai toleransi resistor.

2. Resistor Dengan 5 Cincin Kode Warna

Maka cincin ke 1, ke 2 dan ke 3 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 4 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warna ke 5 menunjukan nilai toleransi resistor.

3. Resistor Dengan 6 Cincin Warna

Resistor dengan 6 cicin warna pada prinsipnya sama dengan resistor dengan 5 cincin warna dalam menentukan nilai resistansinya. Cincin ke 6 menentukan coefisien temperatur yaitu temperatur maksimum yang diijinkan untuk resistor tersebut.

Kode Huruf Resistor

Resistor dengan kode huruf dapat kita baca nilai resistansinya dengan mudah karenanilia resistansi dituliskan secara langsung. Pad umumnya resistor yang dituliskan dengan kode huruf memiliki urutan penulisan kapasitas daya, nilai resistansi dan toleransi resistor. Kode huruf digunakan untuk penulisan nilai resistansi dan toleransi resistor.

Kode Huruf Untuk Nilai Resistansi :

• R, berarti x1 (Ohm)
• K, berarti x1000 (KOhm)
• M, berarti x 1000000 (MOhm)

Kode Huruf Untuk Nilai Toleransi :

• F, untuk toleransi 1%
• G, untuk toleransi 2%
• J, untuk toleransi 5%
• K, untuk toleransi 10%
• M, untuk toleransi 20%

Rumus Resistor:

Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan Hukum OHM :

Dimana V adalah tegangan,  I adalah kuat arus, dan R adalah Hambatan

Mencari resistansi total dalam rangkaian dapat menggunakan :

Seri : R_total = R₁ + R₂ + R₃ + ….. + R_n

Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R₁ = Resistor ke-1
R₂ = Resistor ke-2
R₃ = Resistor ke-3
R_n = Resistor ke-n

Paralel: 1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + ….. + 1/R_n

Dimana :
R_total = Total Nilai Resistor
R₁ = Resistor ke-1
R₂ = Resistor ke-2
R₃ = Resistor ke-3
R_n = Resistor ke-n

2. LED (Light Emiting Diode)

LED adalah suaatu semikonduktor yang memancarkan cahaya,  LED mempunyai kecenderungan polarisasi. LED mempunyai kutub positif dan negatif (p-n) dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang melewati  LED. Ini menyebabkan LED tidak akan mengeluarkan emisi cahaya.

3. Arduino

Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang kita gunakan dalam praktikum ini adalah Arduino Uno yang menggunakan chip AVR ATmega 328P. Dalam memprogram Arduino, kita bisa menggunakan komunikasi serial agar Arduino dapat berhubungan dengan komputer ataupun perangkat lain.

Adapun spesifikasi dari Arduino Uno ini adalah sebagai berikut :

 

Arduino Uno

Bagian-bagian arduino uno:

-Power USB

Digunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.

-Power jack

Supply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.

-Crystal Oscillator

Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino. Jumlah cetak menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.

-Reset

Digunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.

-Digital Pins I / O

Papan Arduino UNO memiliki 14 Digital Pin. Berfungsi untuk memberikan nilai logika ( 0 atau 1 ). Pin berlabel " ~ " adalah pin-pin PWM ( Pulse Width Modulation ) yang dapat digunakan untuk menghasilkan PWM.

-Analog Pins

Papan Arduino UNO memiliki 6 pin analog A0 sampai A5. Digunakan untuk membaca sinyal atau sensor analog seperti sensor jarak, suhu dsb, dan mengubahnya menjadi nilai digital.

-LED Power Indicator

Lampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan baik.

Bagian - bagian pendukung:

-RAM

RAM (Random Access Memory) adalah tempat penyimpanan sementara pada komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap, tidak memperdulikan letak data tersebut dalam memori atau acak. Secara umum ada 2 jenis RAM yaitu SRAM (Static Random Acces Memory) dan DRAM (Dynamic Random Acces Memory).

-ROM

ROM (Read-only Memory) adalah perangkat keras pada computer yang dapat menyimpan data secara permanen tanpa harus memperhatikan adanya sumber listrik. ROM terdiri dari Mask ROM, PROM, EPROM, EEPROM.

Block Diagram Mikrokontroler ATMega 328P pada Arduino UNO

Adapun block diagram mikrokontroler ATMega 328P dapat dilihat pada gambar berikut:

Block diagram dapat digunakan untuk memudahkan / memahami bagaimana kinerja dari mikrokontroler ATMega 328P.

Pin-pin ATMega 328P:

            

Rangkaian Mikrokontroler ATMega 328P pada Arduino UNO

3. Rangkaian Simulasi [Kembali]

4. Prinsip Kerja Rangkaian [Kembali]

Percobaan yang dilakukan adalah led hidup bersamaan dari kiri dan kanan ke tengah, kemudian mati dari tengah menuju ke kiri dan kanan. Komponen yang digunakan adalah Arduino Uno, resistor dan led sebanyak 8 buah. pin arduino yang digunakan adalah pin 2 - 9 yang dihubungkan ke kaki resistor kemudian ke kaki anoda led, sedangkan kaki katoda led dihubungkan ke ground. 

dengan menggunakan program  dibawah

int led [ ] = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};  //mendeklarasikan pin 2-9 yang digunakan

void setup()                                     //semua kode dalam fungsi ini hanya dibaca sekali

{

  for (int i = 0; i <= 8; i++)            //perulangan dari 0 dengan nilai batas kecil sama dengan 8; increase

  {

    pinMode (led[i], OUTPUT);   //menyatakan pin yang dihubungkan ke LED sebagai OUTPUT

  }

}

void loop() {                                               //Semua kode dalam fungsi ini dibaca berulang

  for (int hidup = 0; hidup <=3; hidup++) //Kondisi perulangan dari 0 dengan batas nilai 8 untuk menghidupkan LED

  {

    digitalWrite(led[hidup], HIGH);         //LED diberi logika 1 sehingga LED menyala

    digitalWrite(led[7-hidup], HIGH);         //LED diberi logika 1 sehingga LED menyala

    delay(100);                             //Jarak waktu 100 ms antar LED yang akan menyala

  }

  delay(100);                               //Jarak waktu 100 ms sebelum memulai perulangan

  for (int mati = 3; mati >= 0; mati--)     //Kondisi perulangan dari 0 dengan batas nilai 8; untuk mematikan LED

  {

    digitalWrite(led[mati], LOW);           //LED diberi logika 0 sehingga LED mati

    digitalWrite(led[7-mati], LOW);           //LED diberi logika 0 sehingga LED mati

    delay(100);                             //Jarak waktu 100 ms antar LED yang akan mati

  }

  delay(100);                               //Jarak waktu 100 ms sebelum memulai perulangan

}

Setelah program ini dibuat di arduino IDE, program ini lalu diintegrasikan dengan arduino uno, sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan kondisi yang diinginkan. 

5. Video Rangkaian [Kembali]

6. Analisa [Kembali]

Percobaan 1 tentang ON OFF LED

1. Pada percobaan yang telah dilakukan, ditemukan adanya pin VCC yang dihubungkan ke (-) dan pin Ground yang dihubungkan ke (+). Apa akibat dengan adanya kondisi seperti ini? Kenapa kondisi ini bisa terjadi?

Jawab :

pada saat percobaan dilakukan (ON OFF LED) dimana saat melakukan percobaan terdapat kesalahan dalam melakukan pemasangan pin vcc dan pin gnd yang terbalik, pin vcc di hubungkan ke kaki negatif dan pin gnd dihubungkan ke kaki positif .Hal ini tentu akan berpengaruh pada rangkaian tersebut yang menyebabkan rangkaian tersebut tidak menyala. hal ini terjadi karena arus yang yang mengalir ke diode tidak ada atau keadaan ini biasa disebut dengan reverse bias atau arus mengalir dari negatif ke positif. untuk mengalirkan arus menuju diode , arah arus harus dari positif ke negatif maka pin vcc dihubungkan ke kaki positif dan pin gnd dihubungkan ke kaki negatif atau istilah ini biasa disebut dengan forward bias.

2. Pada percobaan, ditemukan cahaya yang dihasilkan masing masing LED itu ada perbedaannya. Apa faktor yang mempengaruhi perbedaan cahaya tersebut?  Jika kita menginginkan cahayanya itu sama, apa yang harusnya dilakukan?

Jawab:

Pada percobaan yang dilakukan perbedaan cahaya dihasilkan ditentukan arus yang mengalir ke dalam LED tersebut.Namun tidak sembarang arus yang dapat mengalir ke dalam LED dibutuhkan sebuah resistor atau hambatan untuk membatasi arus yang masuk agar tidak terjadi loncatan arus yang besar ke LED. untuk mencari resistor ideal sebuah LEd kita menggunakan rumus Rled =(Vsumber-Vled)/Iled.

Pada percobaan yang dilakukan resistor ideal untuk tegangan sumber 5v adalah 220 ohm yang mana membuat cahaya led terang. jadi untuk membuat semua pin led terang maka kita hanya perlu memasukan resistor atau hambatann sebesar 220 ohm.

7. Link Download [Kembali]

Download HTML [Klik disini]

Download Video Simulasi [Klik disini]

Download Listing Program [Klik disini]

Download Datasheet Resistor [Klik Disini]

Download Datasheet LED [Klik Disini]

Download Datasheet Arduino UNO [Klik Disini]

Download Library Arduino UNO [Klik disini]