PROTOTIPE DAN HASIL UJICOBA WAHANA GERAK MANDIRI PENDETEKSI API ~ nGopi duLu k@ng

6.1. PRINSIP KERJA

6.2. RANCANGAN RANGKAIAN ELEKTRONIKA DAN KONTROLER

6.2.1. Rangkaian Penggerak (Driver) Motor Stepper

Isyarat yang dimasukkan ke mikrokontroler untuk kemudian diolah, output-nya kemudian digunakan untuk menentukan langkah (step) dari motor stepper. Penggerak motor stepper berfungsi untuk mengatur pulsa-pulsa listrik dengan nilai tertentu sehingga dapat menggerakkan motor stepper.

Komponen utama dari penggerak motor stepper ini adalah IC ULN2803 yang tersusun dari rangkaian transistor yang dihubung secara Darlington dalam satu kemasan.

Pasangan Darlington bertindak seperti satu transistor dengan bati arus yang amat tinggi, rangkaian ini akan menghasilkan daya beban ac yang besar.

Pada perancangan ini, tiap bagian pasangan darlington ini akan berfungsi sebagai rangkaian saklar bagi motor, sehingga apabila pada kakai input driver (IC ULN 2803) disuply dengan tegangan maka akan menyebabkan pasangan transistor darlington dalam IC menjadi saturasi dan mengakibatkan kaki input motor terhubung dengan ground atau dengan kata lain maka kaki input motor akan ditanahkan.

Tiap pin input dari motor akan dihubungkan dengan pin keluaran dari driver, dimana pulsa keluaran dari driver yang akan diberikan pada motor diatur oleh mikrokontroller,

6.2.2. Rangkaian Sensor

Pada desain sensor pendeteksi api/infrared, terdiri dari komponen fotodiode, transistor dan beberapa komponen resistor/potensiometer.

b. Fotodioda

Fotodiode merupakan sambungan pn yang dirancang untuk beroperasi bila dibiaskan dalam arah terbalik, seperti yang tampak pada gambar.

Ketika energi cahaya dengan panjang gelombang yang benar jatuh pada sambungan fotodiode, arus mengalir dalam sirkit eksternal. Alat ini kemudian bekerja sebagai generator arus, yang arusnya sebanding dengan intensitas cahaya itu. Semakin besar intensitas cahaya infra yang diterima maka kmampuannya untuk menghasilkan arus semakin besar sebaliknya kemampuan untuk menghasilkan arus akan lemah apabila intensitas cahaya infra yang diterima sermakin kecil.

Silikon merupakan bahan yang paling banyak digunakan untuk fotodiode dan memberikan waktu reaksi sebesar 1ns.

c. Transistor Sebagai Saklar (Switch)

Pada desain sensor infrared ini, transistor lebih cenderung digunakan sebagai sebuah switch, yang akan menghasilkan output berupa logika 1 ‘high’ dan logika 0 ‘low’, artinya diharapkan bahwa transistor dioperasikan pada salah satu dari keadaan saturasi ataupun keadaan titik sumbat, tetapi tidak ditempat-tempat sepanjang garis beban. Jika sebuah transistor berada dalam keadaan saturasi, transistor tersebut seperti sebuah switch yang tertutup dari kolektor ke emitter sehingga pada kolektor transistor (output) akan bernilai 0 ‘low’. Jika transistor tersumbat (cutoff), transistor seperti sebuah switch yang terbuka sehingga pada kolektor transistor (output) akan bernilai 1 ‘high’.

d. Potensiometer

Tingkat kepekaan dari suatu sensor merupakan suatu hal yang sangat penting bagi suatu system otomatik. Tingkat kepekaan untuk sensor infrared ini diatur oleh sebuah potensiometer, semakin besar nilai resistansi dari potensiometer yang digunakan maka tingkat kepekaan sensor akan semakin baik, sebaliknya tingkat kepekaan akan semakin buruk apabila nilai resistansi dari potensiometer yang digunakan semakin kecil.

6.2.3. Rangkaian Kontroller

Mikrokontroller MCS51 memiliki 4 port yang dihubungkan dengan perangkat lain dengan 32 bidirectional I/O lines (Port 0, 1, 2, dan 3). Keistimewaan mikrokontroller 89C51 adalah adanya 4KB system programmable memory, sehingga tidak diperlukan lagi chip tambahan untuk EPROM.

Dalam perancangan Robot Cerdas Pemadam Api digunakan, port yang digunakan adalah port 0 (P0.0 – P0.7) digunakan sebagai port input untuk slektor posisi yang akan mengarahkan robot ke tempat yang dituju (dalam hal ini titik api), port 1 (P1.0 – P1.3) digunakan sebagai port output yang akan menggerakkan motor stepper sebelah kanan, port 1 (P1.4 – P1.7) digunakan sebagai port output yang akan menngerakkan motor stepper sebelah kiri, port 2 (P2.0) digunakan sebagai port input infrared, dan port 3 (P3.0 – P3.3) digunakan sebagai port output yang akan menggerakkan motor stepper untuk bagian kepala.

6.3. RANCANGAN MEKANIK