Home » Rangkaian ELektronika » Rangkaian Sensor/Detektor » Detektor Taraf Kebisingan Suara

Detektor Taraf Kebisingan Suara

Friday, May 10th, 2024 - Rangkaian Sensor/Detektor

Detektor taraf kebisingan suara berfungsi untuk mengetahuitingkat atau level suaradi suatu ruangan. Level tingkat kebisingan suara dalam ruangan yang di deteksi tersebut ditampilkan dengan tampilan bar menggunakan LED. Sensor yang digunakan untuk mendeteksi taraf kebisingan suara pada rangkaian “Detektor Taraf Kebisingan Suara” adalah sebuah mic condenser. Rangkaian taraf kebisingan suara ini merupakan rangkaian analog sehingga mudah di buat.

Suara yang tidak enak didengar ini kita katakan sebagai kondisi bising. Kebisingan suara mempunyai satuan yaitu dB (desibel). Taraf kekuatan suara diatas 60dB sudah dikatakan bising, kondisi ini biasanya terjadi pada saat truk atau kendaraan besar lewat. Kekuatan suara yang diukur pada tempat yang berbeda akan berbeda pula hasil pengukurannya. Semakin jauh alat pengukur kebisangan diletakkan dari sumber suara maka nilai kebisingan yang ditunjukkan akan semakin kecil.

Rangkaian ini dapat diaplikasikan untuk detektor suara yang cukup peka dan dapat diaplikaiskan untuk sistem keamanan baik untuk rumah maupun pergudangan. Dengan catatan pengaturan taraf intensitas suara yang diinginkan untuk mentrigger buzzer harus ditentukan terlebih dahulu karena disetiap tempat intensitas dari suatu sumber suara tidak sama.

Detektor Taraf Kebisingan Suara

Alat pengukur kebisingan suara sederhana dengan menggunakan chip LM3915. Chip ini diproduksi oleh National Semiconductor, mampu mengukur intensitas suara dalam range 30dB. LM3915 mempunyai 10 pin output yan aktif low sehingga tiap step adalah 3 dB. Chip ini tidak menutup kemungkinan untuk di kaskade untuk mendapatkan range pengukuran yang lebih besar.

Diagram Blog Detektor Taraf Kebisingan Suara

Indikator Taraf Kebisingan Suara Dengan IC LM3915

Inti dari rangkaian ini adalah chip dari National Semiconductor, LM3915. LM3915 mempunyai beberapa variasi yaitu LM3914 dan LM3916. Varian-varian tersebut mempunyai persamaan yang mendasar namun digunakan pada aplikasi yang berbeda.

Output LM3915 selain menggerakkan tampilan LED, dapat juga menggerakkan transistor PNP. Basis transistor ini dihubungkan dengan output tertentu agar ketika output yang dimaksud aktif (low) maka transistor PNP ini akan aktif juga dan menyalakan buzzer.

Hubungan antara output LM3915 dengan basis transistor PNP dapat dipilih sesuai dengan intensitas suara yang diinginkan agar aktif. Dengan konfigurasi seperti ini makan pada saat intensitas suara sudah mencapai output tertentu maka indikator buzzer berbunyi. Dipilih transistor PNP karena output LM3915 aktif jika outputnya low. Sehingga ketika basis transistor PNP tegangannya lebih rendah dari pada emitternya maka transistor PNP ini aktif.

Selain itu LM3915 mempunyai pin mode untuk mengatur mode tampilan LEDnya. Mode yang dimiliki oleh LM3915 adalah mode dot dan mode bar. Mode dot akan menyalakan 1 buah led pada suatu kondisi tertentu sedangkan mode bar akan menyalakan semua led dibawah led yang aktif. Pada mode bar akan nampak tinggi dari level intensitas suara sedangkan pada mode dot hanya nampak sebuah led yang menunjukkan level dari intensitas suara tersebut.

Sensor Taraf Kebisingan Suara Dengan Mic Condenser

Pada blok ini, output dari mic yang level tegangannya masih kecil diperkuat sedemikian hingga cukup untuk menggerakkan input SIG IN LM 3915. JFET dengan tipe BF245 berfungsi untuk menaikan tegangan referensi pada RLO kira-kira pada setengah VCC. Dengan kondisi seperti ini maka sinyal dari mic level tegangannya akan naik sebesar VCC/2 volt.

Mic yang digunakan adalah mic kondenser karena itu mic ini harus dibias dengan tegangan tertentu melalui R2 dan R3.

Potensiometer R9 digunakan untuk menentukan besarnya level input dari mic yang akan disearahkan /dikuatkan pada opamp TLC271 pada blok berikutnya. Kapasitor C3 mutlak diperlukan untuk menahan arus DC agar tidak sampai ke input + dari TLC271, karena yang dikutakan hanya sinyal dari mic bukan tegangan DC dari supply. Besarnya kapasitor C3 juga ikut mempengaruhi besarnya level sinyal yang mauk ke input + opamp sehingga pemilihan nilai kapasitor ini jangan terlalu kecil dan juga jangan terlalu besar.

Bagian Penguat Sinyal

Sinyal yang dihasilkan dari mic ternyata masih terlalu kecil untuk langsung bisa mengerakkan input LM3915. Selain itu input SIG IN LM3915 membutuhkan level sinyal AC dengan frekuensi rendah karena jika mendapatkan sinyal AC dengan frekuensi tinggi maka tampilan LED tidak akan nampak karena terlau cepat perubahannya.

Pada dasarnya opamp TLC271 dikonfigurasikan sebagai penyearah setengah gelombang dengan penguatan 10x.. Dengan level penguatan sebesar itu sudah cukup untuk dapat menggerakkan input SIG IN pada LM3915. Tetapi jika dirasa masih terlalu kecil maka R5 dapat diganti potensiometer 500K.

Rangkaian R6 dan C3 merupakan rangkaian LPF (Low Pass Filter) orde satu. Filter ini akan membuang komponen suara pada frekuensi tinggi seperti noise. Dengan konfigurasi R6 dan C3 tersebut maka sinyal suara dengan frekuensi kira-kira 200Hz kebawah dapat dilewatkan dengan baik sehingga perubahan tampilan led tidak terlalu cepat. Jika masih dinginkan agar perubahan lednya lebih cepat mengikuti irama musik, misalnya, maka nilai kapasitor C3 dapat diturunkan sampai dengan nilai tertentu sampai dirasa sudah cukup cepa untuk mengikuti irama musik yang diinginkan.

Rangkaian Pendeteksi Intensitas/Level Suara

Inti dari blok ini adalah LM3915. LM3915 ini akan menerima sinyal dari SIG IN pin untuk di bandingkan dengan 10 internal komparator dengan tegangan referensi yang ditentukan dari pin REF HI, REF LO dan REF ADJ.

Tegangan referensi ditentukan dari R1 dan R2 pada gambar di bawah ini.

Tegangan referensi untuk LM3916 ditentukan dari R1 dan R2 pada gambar di atas dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

Sedangkan besarnya arus yang lewat pada LED ditentukan dengan persamaan berikut :

Resistor 2k2 merupakan resistor internal pada blok tegangan referensi LM3916. Pada gambar dibawah tampak rangkaian detektor taraf kebisingan suara selengkapnya.

Gambar Rangkaian Detektor Taraf Kebisingan Suara

Pada gambar diatas nampak bahwa pin REF ADJ dan pin REF LO di sambung bersama dan dihubungkan dengan output dari Q1, BF245. Konfigurasi ini diharapkan agar level tegangan referensi yang digunakan adalah referensi semu yang dibentuk dari BF245.

Rangkaian tegangan referensi pada gambar 4 diperbolehkan jika rangkaian tidak menggunakan gsistem round semu. Pada rangkaian pada gambar 5 nampak bahwa sistem didisain dengan ground semu sehingga terdapat kesulitan untuk mendapatkan tegangan referensinya. Solusinya yaitu dengan menghubungkan pin REF LO dan pin REF ADJ ke ground semu yang dibentuk dari JFET BF245.

Walaupun alat ini tidak terlalu presisi dalam menentukan intensitas kebisingan tetapi rangkaian ini cukup sederhana untuk direalisasikan oleh penggemar elektronika dan mampu bekerja cukup baik asalkan tidak digunakan untuk alat ukur yang diharuskan memiliki ketelitian yang tinggi. Secara global rangkaian detekor kebisingan suara ini mudah dibuat karena sederhana dan tidak perlu seting yang rumit.

Title : Detektor Taraf Kebisingan Suara
Archive : Rangkaian Sensor/Detektor

You may also like, related Detektor Taraf Kebisingan Suara

Detektor Medan Magnet… Detektor magnet dapat dibuat dengan beberapa metode dan komponen, salah satu sensor yang dapat digunakan untuk mendeteksi adanya medan magnet adalah fluxgate magnetometer. Fluxgate magnetormeter (FGM) merupakan sebuah sensor medan magnet dengan 3 pin yang mudah diaplikasikan. Sensor medan magnet fluxgate magnetometer (FGM) ini bekerja dengan sumber tegangan 5 volt DC dan mudah diaplikasikan dalam beberapa rangkaian. Sensor fluxgate magnetometer ini merupakan sensor kuat medan magnet yang mengukur kuat-lemahnya medan magnet secara absolut. Konstruksi dan penggunaannya juga sangat sederhana, tidak seperti rangkaian detektor medan dengan teknik BFO (Beat Frequency Oscilator). Rangkaian detektor medan magnet dengan menggunakan fluxgate magnetometer (FGM), yang selanjutnya disebut dengan fluxgate, sangat sederhana dan mudah dalam pengaplikasian dan konstruksinya. Selain itu alat ini berukuran kecil, mudah dibawa kemana-mana tanpa menampakkan bahwa alat ini adalah detektor medan magnet. Blok Diagram Detektor Medan Magnet dengan Menggunakan Fluxgate Fluxgate Magnetometer Komponen ini merupakan salah satu kompnen yang dapat mendeteksi kuat medan magnet selain komponen hall effect sensor. Pemakaian fluxgate sedikit berbeda dengan pemakaian pada hall effect sensor karena yang dioutputkan oleh komponen fluxgate adalah berupa pulsa-pulsa kotak 0 – 5volt dengan frekuensi tertentu yang berkaitan dengan polaritas dan kuat medan magnet yang diterima oleh fluxgate. Dengan bentuk output seperti ini maka output fluxgate dapat langsung diumpankan pada gerbang logika (TTL) karena outputnya sudah pada level TTL. Teknik yang digunakan untuk mengalikasikan fluxgate hampir sama dengan teknik BFO. Frekuensi output untuk fluxgate pada kondisi normal (tanpa pengaruh medan magnet) adalah pada 64.736KHz. Sinyal dengan frekuensi ini harus diturunkan dulu menjadi sekitar 32.368KHz agar ketika dicampur dengan sinyal referensi akan terbentuk sinyal dengan frekuensi yang dapat didengarkan oleh indera penderngar manusia. Untuk membagi 2 frekuensi output dari fluxgate digunakan komponen digital D flip-flop yaitu MC4013. Pada MC4013 ini terdiri dari dua buah D flip-flop dimana salah satunya digunakan sebagai mixer dari osilator yang dibentuk dari IC opamp U2, TL081. Frekuensi output sinyal osilator ini pada 32.768KHz diumpankan pada input clock2 D flip-flop. Konfigurasi ini secara tidak langsung membentuk rangkaian mixer secara digital. Output dari Q2 merupakan level digital yang mempunyai variasi frekuensi cukup baik dan dapat di dengar perubahannya. Frekuensi output Q2 berkisar pada frekuensi 100Hz. Rangkaian Lengkap Detektor Medan Magnet Dengan Fluxgate Magnetometer (FGM) Resistor R3 berfungsi untuk menghasilkan negative feedback yang cukup kecil sedangkan R4 akan membatasi arus output opamp yang mengalir menuju kristal agar kristal bekerja pada daerah operasi yang baik. Rangkaian R5 dan C6 akan membentuk sebuah LPF orde satu untuk menapis sinyal dengan frekuensi tinggi sebelum sinyal ini dikuatkan lagi untuk akhirnya diumpankan pada sebuah speaker. Kuat-lemahnya bunyi ditentukan oleh besar-kecilnya nilai resistor R6. Apabila volume suara masih kurang keras maka nilai resistor R6 dapat diturunkan sampai didapatkan volume suara yang dinginkan. Selanjutnya rangkaian dioda D1, D2, C10 dan C12 akan membentuk sebuah rangakaian charge pump sederhana yang nantinya akan men-drive led. Rangkaian charge pump ini akan bekerja jika level output dari TL082 (U3) pada level yang cukup tinggi sehingga led akan tampak berkedip jika sensor mendapatkan medan magnet yang cukup kuat. Pengaturan nilai R5 dan C6 yang merupakan LPF ini sangat berperan dalam penentuan waktu penyalaan led. Dengan kata lain led akan menyala setelah didapatkan medan magnet dengan kekuatan tertentu. Semakin kuat medn magnet yang diukur oleh fluxgate maka semakin tinggi pula output frekuensinya sehingga pada akhirnya semakin tinggi pula frekuensi sinyal yang lewat pada rangkaian LPF tersebut. Sehingga nilai C6 dan R5 harus dibuat sedemikian rupa sehingga pada kuat medan magnet tertentu akan menyalakan led. Tetapi dengan nilai R5 dan C6 pada skematik sudah cukup untuk kondisi pada umumnya. Secara keseluruhan rangkaian detektor medan magnet ini tidak jauh berbeda dengan detektor medan magnet yang lain namun pada rangkaian ini, sensor yang digunakan mempunyai karakteristik yang berbeda dan menarik untuk dipelajari dan diaplikasikan. Selain itu konstruksi sensor medan magnet yang digunakan (Fluxgate Magnetometer) sangat sederhana dan mudah pasang, cukup dengan menyambungkan 3 buah kabel saja antara rangkaian kontrol dengan sensor medan magnet fluxgate magnetometer.
Membuat Alarm Cahaya Untuk… Rangkaian alarm cahaya ini berfungsi untuk memberikan indikator berupa suara apabila tempat penyimpanan terbuka. Rangkaian alarm cahaya ini dibuat dan diperuntukan pada tempat penyimpanan barang berharga seperti brankas. Rangkaian alarm cahaya ini sangat sederhana namun mempunyai kemampuan yang cukup baik dalam memberikan indikator terbukanya lemari/laci yang seharusnya tertutup. Alarm cahaya ini aktif ketika mendapat cahaya. Rangkaian Lengkap Alarm Cahaya Untuk Tempan Penyimpanan Rangkaian alarm cahaya ini cara kerjanya sangat mudah dan pembuatannya juga tidak terlalu rumit, sederhana. Dari namanya sudah dapat diketahui bahwa alarm ini akan bekerja ketika terdeteksi adanya cahaya. Dengan fungsi tersebut maka rangkaian in dapat digunakan sebagai alarm pencuri atau alarm terbukanya lemari/laci yang seharusnya tertutup. Sistem Alarm Cahaya Untuk Tempan Penyimpanan Alarm ini dikatifkan ketika adanya cahaya yang datang pada sensor dengan taraf keterangan tertentu. Pengaturan taraf terang – redup ini dapat dilakukan dengan mengatur potensiometer R12. Sistem ini mempunyai 2 keunggulan yaitu dilengkapi dengan waktu tunda pengaktifan alarm, pengaturan bunyi buzzer dan detektor baterai. Rangkaian Tunda Pada Alarm Cahaya Untuk Penyimpanan Rangkaian alarm cahaya ini menggunakan sumber tenaga berupa baterai 9V agar dapat dibawa-bawa, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk diberikan sumber tenaga dari sebuah power suplai 12V. Rangkaian pada gambar 1 merupakan bagian dari rangkaian lengkap alarm cahaya. Pada gambar 1 merupakan rangkaian yang menunda aktifnya alarm ketika tombol SW1 di ‘ON’-kan/di tekan. Dengan adanya rangkaian ini maka memungkinkan user untuk meletakkan alarm ini di dalam sebuah lemari/laci sebelum alarm aktif. Rangkaian in dibentuk dari rangkaian C1, R1, R2, Q1 dan D1. Pada saat tombol SW1 maka kapasitor C1 akan mengisi muatan melalui R1 sehingga tegangan basis menjadi turun mendekati 0 volt. Kondisi ini akan menyebabkan transistor Q1 akan aktif dan memaksa tegangan di pin 1 IC 1A akan high. IC 1 merupakan gerbang inverter dengan schimtt trigger sebanya 6 buah. IC in merupakan IC CMOS sehingga tegangan suplainya maksimal adalah 18 volt sehingga dengan tegangan suplai saat ini (9 V dari baterai atau 12V dari power suplai eksternal) masih dapat bekerja dengan baik. Kondisi pin 1 pada IC1 yang high ini akan menyebabkan berapapun tegangan yang dihasilkan oleh pembagian tegangan R3, R12 dan R11 (LDR) tidak berubah yaitu mendekati 5 volt. Beberapa saat setelah muatan kapasitor telah penuh maka tegangan basis Q1 sudah cukup untuk membuat Q1 untuk OFF sehingga tegangan di pin 1 benar-benar dikendalikan oleh pembagian tegangan antara R3, R12 (potensiometer) dan R11 (LDR). Jadi ketika Q1 ON maka tegangan di titik pin 1 IC1 akan ditahan tetap sekitar 5 volt dan tegangan pembagian antara R3, R11, dan R12 akan diabaikan. Sebaliknya ketika Q1 OFF maka tegangan di titik pin 1 IC1 akan ditentukan oleh pembagian tegangan antara ketiga tahanan tersebut. Oleh sebab itu ketika Q1 ON maka apa pun kondisi cahaya lampu (terang/redup) tidak akan mempengaruhi sistem sehingga buzzer akan selalu OFF. Jika diperlukan waktu tunda yang lebih lama maka nilai kapasitor C1 dapat diganti dengan yang sedikit lebih besar. Semakin besar nilai kapasitor C1 akan menyebabkan waktu tunda keaktifan sistem akan semakin lama. Rangkaian Schmitt Trigger dan Pewaktu Buzzer Pada Alarm Cahaya Untuk Penyimpanan Rangkaian yang paling depan pada gambar 2 merupakan rangkaian untuk menentukan logika dari suatu keadaan terang gelap cahaya. Dengan digunakannya inverter dengan schmitt trigger akan mencegah trigger yang tidak diinginkan. LDR merupakan komponen yang mempunyai karakteristik dimana nilai resistansinya yang tinggi ketika tidak terkena cahaya tetapi nilai resistansinya akan turun dengan drastis ketika LDR terkena cahaya. Besarnya penurunan nilai resistansi LDR juga dipengaruhi oleh intensitas cahaya yang masuk ke LDR, semakin tinggi intensitas cahayanya maka semakin rendah pula nilai resistansinya. Ketika Q1 OFF dan dalam kondisi gelap maka tegangan di pin 1 IC1 akan dihasilkan dari pembagian tegangan antara R3, R11 dan R12 akan menghasilkan tegangan yang cukup tinggi, cukup untuk dianggap logika high oleh gerbang inverter. Sedangkan sebaliknya ketika dalam kondisi terang maka tegangan di pin 1 akan cukup rendah karena nilai resistansi LDR yang turun drastis. Nilai tegangan ini bervariasi berdasarkan tingkat terang-redupnya cahaya yang masuk ke LDR. Kondisi ini dapat menimbulkan trigger yang berulang-ulang sehingga untuk menghindari trigger seperti ini digunakan gerbang dengan schmitt trigger, dalam sistem ini digunakan gerbang inverter. Dasar pemilihannya adalah karena murah dan di dalam satu kemasan terdapat 6 gerbang. Output dari inverter IC1a sudah berupa logika dan dapat diumpakan langsung ke buzzer. Namun, pada gambar 2, di depan IC1a ditambahkan rangkaian yang berfungsi untuk mengatur cara/lama bunyi dari buzzer. Ketika output dari gerbang IC1a high maka melalui R4 dan C4 (LPF filter) akan men-drive IC1b sehingga outputnya menjadi low dan menyebabkan kapasitor C6 mengosongkan muatan. Kondisi ini akan menyebabkan tegangan di pin 5 IC1C akan low untuk selang beberapa waktu (selama kapasitor C6 dis-charge) dan memberikan output high ke basis transistor Q2. Aktifnya transistor Q2 ini akan menyebabkan buzzer menyala. Sesaat kemudian (setelah kapasitor C6 dis-charge) kapasitor C6 akan melakukan pengisian ulang dan kemudian tegangan di pin 5 IC1c akan naik kembali dari menghasilkan output low pada basis transistor Q2, buzzer mati. Jadi lama buzzer aktif ditentukan dari lama waktu dis-charge – charge kapasitor C6 dan R6. Tetapi jika diinginkan buzzer tetap aktif selamanya sampai SW1 OFF maka jumper JP3 dapat disambungkan. JP3 yang tersambung akan memaksa tegangan diinput pin 3 IC1b akan low sehingga buzzer akan berbunyi terus walaupun LDR sudah tidak terkena cahaya lagi. Buzzer akan mati setalh tombol SW1 OFF. Sebaliknya ketika jumper JP3 ini tidak dihubungkan maka buzzer akan berbunyi hanya ketika LDR terkena cahaya. Setelah LDR tidak terkena cahaya maka buzzer akan tidak berbunyi. Rangkaian Detektor Low Battery Pada Alarm Cahaya Untuk Penyimpanan Sistem ini memang didisain dengan menggunakan power suplai dari baterai oleh sebab itu perlu dibuat detektor baterai agar dapat dketahui kapan baterai yang digunakan tesebut sudah layak untuk diganti. Tegangan baterai yang terlau rendah dapat menyebabkan sistem alarm salah dalam mengartikan terang-gelap cahaya. Selain itu bunyi buzzer pun akan semakin keci dan lemah. Seperti pada gambar 3, detektor baterai dibangun dari rangkaian D7 dan R10. Ketika tegangan baterai (VCC) di atas 4.3 volt maka masih terdapat arus bocor menuju R10 dan cukup untuk menyebakan tegangan di pin 9 IC1d high. Kondisi ini akan menyebabkan osilator yang dibentuk dari rangkaian IC1e, R9, C8, C5, dan R8 tidak bekerja sehingga menyebabkan tegangan di pin 13 IC1f high. Kondisi ini akan menyebabkan Q2 OFF dan hanya tergantung dari IC1c. Sebaliknya ketika tegangan baterai sudah dibawah tegangan 4.3 volt maka tidak ada arus bocor menuju R10 sehingga tegangan di pin 9 akan mendekati 0 volt dan dianggap sebagai logika low. Kondisi ini menyebabkan osilator aktif sehingga pin 13 IC1f akan mendapat pulsa-pulsa dari osilator sehingga Q2 akan aktif pula. Pulsa-pulsa yang dihasilkan oleh IC1f akan mengaktifkan Q2 walaupun IC1c juga aktif. Hal ini nantinya kan terdengar dengan perpaduan bunyi dengan frekuensi yang lebih tinggi bunyi buzzer ketika sistem mendapatkan cukup cahaya. Pengaturan Kepekaan LDR Rangkaian Alarm Cahaya Untuk Tempan Penyimpanan Pengaturan kepekaan LDR diatur dengan menggunakan potensiometer R11. Pada pengaturan awal, posisikan potensiometer kira ditengah-tengah. Kemudian letakkan cahaya pada tempat yang ingin di deteksi dan aturlah potensiometer supaya menghasilkan bunyi ketika mendapatkan cahaya dan tidak berbunyi ketika sistem tidak mendapatkan cahaya. Durasi pengatikfan buzzer ditentukan oleh nilai C6 dan R6, untuk waktu yang lebih lama disarankan untuk mengganti nilai kapasitor dengan nilai yang lebih tinggi. Untuk buzzer yang lebih besar, yang membutuhkan arus lebih besar transistor Q2 dapat diganti dengan transistor darlington yang mempunyai arus kolektor lebih besar. Perhatikan konsumsi arus buzzer dan kemampuan arus yang mampu dilewatkan oleh kolektor pada transistor Q2. Rangkaian alarm cahaya untuk tempat penyimpanan diatas disupply dengan batery 9 volt dan dilengkapi dengan detektor low baterry. Sehingga selain memiliki sensitifitas tinggi terhadap perubahan cahaya dengan meberikan bunyi pada saat terkena cahaya, pada saat energi baterry hampir habis rangkaian alarm cahaya untuk tempat penyimpanan ini juga akan berbunyi.
Remote Speaker Menggunakan… Remote speaker menggunakan jaringan listrik ini berfungsi untuk mengirimkan sinyal audio ke speaker menggunakan media jaringan listrik rumah yans sudah ada. Ide pembuatan rangkaian remote speaker menggunakan jaringan listrik rumah ini karena proses penempatan speaker unit pada ruang yang berbeda dengan amplifier unit tentunya akan membutuhkan kabel yang cukup panjang dan penataan instalasi kabel yang baik agar kabel yang dipasang terlihat rapi, bahkan tidak terlihat, dan menghasilkan kualitas suara yang baik. Salah satu solusinya adalah menggunakan kabel yang sudah ada, yaitu kabel instalasi listrik. Penggunaan jala-jala listrik sebagai media transmisi sinyal audio memang bisa direalisasikan namun membutuhkan kehati-hatian dalam pelaksanaanya. Ini merupakan solusi yang baik karena tidak perlu menambahkan sebuah instalasi kabel baru untuk menghubungkan speaker dengan sumber suara, seperti radio atau tape yang dinginkan dan dapat menghasilkan kualitas suara yang baik. Untuk membentuk sistem ini digunakan modulasi FM yang menggunakan IC yang banyak dipasaran yaitu LM566, Voltage Control Oscilator, dan LM565, sebuah detektor PLL. LM566 digunakan untuk memodulasi sinyal audio yang ingin ditransmisikan dengan metode modulasi FM dan di-mix dengan jala-jala listrik dengan menggunakan sebuah transformator. Transformator yang digunakan dapat berupa transformator MF. Pada sisi penerima, sinyal modulasi FM ini dipisahkan dari jala-jala listrik dengan menggunakan sebuah transformator MF. Dengan menggunakan LM565 maka didapatkan sebuah sinyal audio yang masih lemah. Pada sistem ini sinyal audio yang telah dimodulasi secara FM ini akan kebal terhadap gangguan sinyal noise dan tetapi menghasilkan kualitas suara yang baik. Inilah kelebihan dari sistem yang menggunakan modulasi secara AM. Jadi dengan menggunakan metode modulasi FM, noise yang timbul pada jalur jala-jala listrik akan di-reject oleh detektor dan LM565. Sistem ini cocok untuk transmisi suara yang memerlukan kualitas yang baik seperti musik atau pembicaraan serta dapat dioperasikan di mana saja (sebatas di dalam sebuah rumah) asalkan ada outlet jala-jala listrik. Blok Diagram Remote Speaker Menggunakan Jaringan Listrik Blok Diagram Remote Speaker Pada bagian sumber audio dapat berupa tape atau radio yang sinyalnya diambil dari konektor line out/tape out. Jika output ini tidak ada maka dapat diambilkan dari speaker output. Kondisi seperti ini akan menyebabkan volume suara di bagaian remote unit akan dikontrol oleh volume pada sumber audio. Pada bagian transmiter unit sinyal dari audio ini dimodulasikan dengan modulasi FM yang kemudian di campur dengan tegangan jala-jala listrik dengan menggunakan couple transformer. Pemudulasian FM dilakukan dengan menggunakan IC LM566 yang dalam ini berfungsi sebagai voltage control oscilator, dimana output frekuensinya dapat berubah-ubah sesuai dengan tegangan amplitudo dari sinyal audio yang masuk pin input modulasi. Fungsi Pin Pada LM566 dan LM565 Pada bagian receiver unit, sinyal audio yang telah dimodulasikan didemodulasi dan juga melakukan reject kepada sinyal noise yang ikut diambil dari jalur jala-jala listrik. Dan pada bagian audio output sinyal audio yang telah didemodulasikan dengan menggunakan LM565 dikuatkan dengan menggunakan LM380, sebuah audio power amplifier 2.5 watt. Jika ternyata suara yang dihasilkan masih kurang kuat maka dari output LM380 dapat dikuatkan lagi dengan menggunakan sebuah power amplifier yang mempunyai daya output lebih besar. Bagian Transmitter Remote Speaker Menggunakan Jaringan Listrik Pada sistem ini frekuensi sinyal carrier yang dapat digunakan adalah 100KHz atau 200KHz sehingga jika hanya menginginkan output mono maka input sinyal bagian kiri dan input sinyal bagian kanan dicampur dan hanya menggunakan sebuah frekuansi carrier saja. Tetapi jika dinginkan output speakernya tetap stereo maka diperlukan dua set transmitter-receiver unit dengan frekuensi carrier yang berbeda. Frekuensi carrier yang digunakan harus lebih tinggi dari 100KHz dan kelipatannya agar tidak terjadi interferensi antara sinyal carrier yang satu dengan yang lainnya. Level tegangan sinyal input diatur oleh R1 agar tidak terjadi over modulation yaitu ketika sinyal modulasinya menghasilkan frekuensi diluar range yang dinginkan. Inilah yang biasanya menyebabkan interferensi. Untuk meningkatkan respon frekuensi sampai 20KHz dapat digunakan rangkaian C2, R7 dan R8. Rangkaian C2, R7 dan R8 ini tidak selalu harus ditambahkan. Penentuan free running frequency (fc) pada VCO, LM566, ditentukan oleh nilai R4 dan C4. Pada rangkaian pada gambar 3, frekuensi VCO pada 200KHz. Free running frequency ini akan menjadi frekuensi dasar modulasi FM sehingga pada frekuensi 200KHz ini cukup efektif ketika sinyal ini di-couple-kan ke jala-jala listrik dengan menggunakan sebuah trafo MF. Rangkaian Transmitter Remote Speaker Sensitivitas dari VCO pada bias 12volt sekitar ±0.66 fc/V. Agar distorsi yang terjadi menjadi minimum maka deviasi frekuensi harus dibatasi sampai ±10% pada saat level tegangan input modulasi maksimal pada ±0.15 Vpeak. Dan untuk mengatur level sinyal input ini digunakan sebuah potensiometer 10k yang berfungsi sebagai pembagi tegangan. Output dari LM566 ini diambilkan dari pin 3, yaitu pin squre wave modulated yang mempunyai level tegangan 6Vpp. Sebelum di-couple-kan ke jala-jala listrik dengan menggunakan sebuah trafo MF, sinyal modulasi ini (berupa sinyal kotak) dikuatkan dengan menggunakan sebuah transistor 2N2222. Level tegangan di kolektor besarnya maksimal 40-50Vpp. Karakteristik ini tergantung dari besarnya VCE pada 2N2222. Karena T1 sudah di tune pada fc maka lilitan pada T1 bagian primer akan mempunyai impedansi yang tinggi yang membebani kolektor sehingga pada kolektor Q1 tidak memerlukan pembatas arus lagi. Kapasitor C8 akan mengisolasi transformator MF dari sinyal sinus tegangan jala-jala listrik 60Hz. LM7812 digunakan untuk melakukan rejection pada sinyal dari VCO dan melakukan regulasi tegangan menjadi 12V. Bagian Receiver Remote Speaker Menggunakan Jaringan Listrik Pada bagian penerima, sinyal modulasi dipisahkan dari jala-jala listrik dengan menggunakan trafo MF, dikuatkan, dibatasi, dan didemodulasi agar kembali menjadi sinyal audio seperti yang diterima oleh bagian transmitter. Pada saat tidak ada sinyal modulasi maka bagian receiver in harus tidak menghasilkan suara apapun pada output LM380. Sinyal modulasi/sinyal carrier di-couple secara kapasitif dari jalur jala-jala listrik kemudian ke trafo MF T1 yang sudah di tune. Pembeban rangkaian tank circuit dengan transistor Q (Q1A dab Q1B) dan R1 akan menyebabkan hanya ±10% sinyal modulasi yang diterima dan juga untuk mencegah terjadinya osilasi pada rangkaian tank circuit tersebut. Rangkaian Receiver Remote Speaker Impedansi lilitan sekunder T1 harus disesuaikan dengan impedansi basis transistor Q1A sehingga level tegangan carrier yang diterima akan bervariasi antara 0.2 sampai 45 Vpp sedangkan pada basis Q1a sekitar 12mV sampai 2.6V. Transistor yang digunakan disini semuanya adalah LM3046 yang di dalam sebuah kemasannya terdiri dari 5 buah transistor. Q1A-Q1D berfungsi sebagai amplifier sekaligus berfungsi sebagai pembatas yang outputnya berupa gelombang kotak yang simetri ±7Vpp. Output ini dilemahkan terlebih dahulu sampai 1Vpp dan kemudian langsung dihubungkan ke peak detektor pada LM565. PLL pada LM565 beroperasi seperti narrow band tracking filter yang melakukan tracking pada sinyal input dan menghasilkan distorsi yang rendah pada sinyal output demodulasi dan rasio S/N yang tinggi. Osilator internal LM565 diset pada frekuensi sekitar 200KHz (fc). Nilai ini ditentukan dari fo = 1/(3.7 x R16 x R17). Agar PLL dapat me-lock frekuensi fc maka R16 kira-kira harus bernilai 4k7 atau 5k1 dengan nilai C13 sebesar 300nF. Penambahan C10 adalah untuk melemahkan sinyal carrier yang masuk ke power amplifier. Walaupun tidak dapat didengar oleh pendengaran manusia jika tidak dibatasi akan mengakibatkan power amplifier LM380 akan over load. Rangkaian detektor mute, yang dibangun dari rangkaian D1, Q2, dan C7. Ketika tidak ada sinyal carrier maka Q1E akan ON dan akan menyebabkan sinyal audio dibuang ke ground. Ketika terdapat sinyal carrier maka 7Vpp sinyal kotak akan dideteksi level tegangan puncaknya dan diintegralkan kemudian di rata-rata dengan rangkaian R9C7 dan R11C6 dan akan menghasilkan tegangan rata-rata sekitar –4V. Tanpa rangkaian mute ini maka pada saat tidak ada sinyal carrier maka ada kecenderungan pada PLL untuk melakukan lock sinyal noise dan hal ini tidak dinginkan. Output dari LM380 dapat langsung dihubungkan ke speaker 8W melalui sebuah kapasitor couple sebesar 470uF. Setting Frekuensi Carrier Remote Speaker Menggunakan Jaringan Listrik Pengaturan frekuensi carrier dapat dilakukan dengan mudah karena hanya sedikit bagian yang memerlukan pengaturan. Frekuensi sinyal carrier yang dihasilkan oleh transmitter unit ini berada pada sekitar 200KHz yang ditentukan oleh nilai R4 dan C4. Nilai R4 dan C4 tidak perlu terlalu presisi. Yang paling penting adalah melakukan tune pada T1 pada kedua unit tersebut, unit transmitter dan unit receiver agar dihasilkan output sinyal carrier yang paling tinggi. Untuk penempatan receiver unit yang agak jauh maka pada bagian receiver perlu dilakukan setting ulang yaitu pada bagian PLLnya. Pengaturan dilakukan dengan mengatur nilai R16 sampai PLL tidak lagi melakukan lock yang ditandai dengan munculnya noise semakin besar. Buatlah tanda pada potensionmeter R16 ini kemudian ulangi lagi dengan memutar potensiometer ini ke arah yang berlawanan sampai PLL kembali tidak dapat melakukan lock sinyal carrier. Tandailah posisi ini dan kemudian aturlah potensiometer ini pada posisi ditengah-tengah tanda yang telah dibuat. Setting terakhir yaitu pada volume suara yang dapat diterima oleh receiver unit. Aturlah agar sinyal audio yang akan dimodulasi besar level tegangannya tidak lebih dari 0.1Vpp. Pengaturan ini dapat dilakukan dengan mengatur R1 pada transmitter unit. Aplikasi dari sistem carrier ini tidak hanya pada remote speaker tetapi dapat pula untuk intercom. Untuk sistem yang full stereo atau sistem quadraphonic (4 speaker- 2 rear dan 2 front) maka diperlukan rangkaian transmiter-receiver untuk tiap-tiap channel yang dinginkan dengan frekuensi carrier yang berbeda. Perbedaan frekuensi carrier tidak boleh kurang dari 40KHz karena lebar frekuensi yang diperlukan untuk sistem ini adalah 2x20KHz. Setelah proses perakitan, instalasi dan frekuensi carier untuk rangkaian remote speaker menggunakan jaringan listrik telah diset maka tinggal diberikan sinyal input.
Frekuensi Meter Menggunakan… Frekuensi meter adalah perangkat yang berfunsi untuk mengetahui frekuensi suatu sinyal. Frekuensi meter sering juga disebut dengan nama "frekuensi counter". Frekuensi meter tidaklah harus dibeli dengan biaya yang mahal namun dapat dibuat dengan komponen yang cukup sederhana dengan bantuan komputer. Di dalam aplikasi ini tidak diperlukan komputer yang canggih tetapi cukup komputer ‘murah’ dengan prosessor 80386 ke atas untuk membuat Frekuensi Meter Menggunakan Komputer (PC). Frekuensi meter ini cukup sederhana baik pada programnya maupun pada perangkat kerasnya. Frekuensi meter ini dapat mengukur sinyal frekuensi audio antara 20Hz sampai 20KHz. Ketelitian alat ukur ini cukup baik yaitu sekitar 0.5Hz. Blok Diagram Frekuensi Meter Menggunakan Komputer (PC) Input sinyal merupakan input sinyal audio yang ingin diukur frekuensinya dengan tegangan puncakmaksimunya adalah sekitar 1.3V. Bila Tegangan puncak sinyal audio tersebut di atas 1.3V maka akan terjadi pemotongan tegangan puncak oleh rangkaian dioda D1 dan D2. Rangkaian ini dikatakan sebagai rangkaian ‘limiter’ yang berfungsi untuk membatasi rangkaian in dari tegangan sinyal input yang terlalu besar. Jika menggunakan dioda dengan tipe 1N4148 maka rangkaian ini masih tahan untuk menerima tegangan sinyal audio sampai 50Vpp. Frekuensi meter ini akan dapat bekerja dengan baik jika komputer yang digunakan mempunyai printer port yang bi-directional (dua arah). Pada aplikasi ini printer port digunakan untuk menerima data dari oktal 3 state buffer 74LS541. Data yan diterima merupakan data binary dari 7 stage ripple counter 4024. Prinsip Kerja Sistem Frekuensi Meter Pada dasarnya prinsip kerja dari frekuensi meter adalah menghitung jumlah pulsa yang masuk ke dalam sebuah counter dalam selang waktu tertentu. Di dalam sistem ini pulsa dihitung selama dua detik sehingga mendapatkan resolusi yang cukup baik pada daerah frekuensi audio. Sehingga untuk selang waktu 2 detik tersebut akan mendapatkan resolusi penghitungan sampai 0.5 Hz. Rangkaian limiter akan memotong, clipping, sinyal dengan tegangan di atas 1.3V. Pemotongan sinyal ini tidak akan mempengaruhi kerja sistem tetapi dapat melindungi rangkaian selanjutnya dari tegangan berlebih. Rangkaian berikutnya adalah rangkaian ‘buffer amplifier’ yang akan membuffer sinyal dari ‘limiter’ sehingga tidak membebani rangkaian yang sedang dites. Pembebanan yang berlebihan pada rangkaian yang berlebihan akan dapat menyebabkan perubahan frekuensi kerja dari sistem yang dites atau bahkan mengacaukan sistem tersebut. Bagian yang paling akhir sebelum rangkaian interface ke printer port adalah rangkaian schmitt trigger. Rangkaian in akan meningkatkan penguatan sehingga mampu menerima sinyal yang lemah yang mempunyai tegangan puncak 100mVpp dan menghasilkan sinyal yang baik untuk menghasilkan sebuah pembacaan pada komputer. Rangkaian schmit ini juga membatasi level sinyal input di mana seharusnya tidak menghasilkan suatu pembacaan. Untuk mengatur output dari schmitt trigger ini maka output dari rangkaian schmitt trigger ini diumpankan pada IC 4001 yang merupakan gerbang NOR 2 input. Dengan ada nya gerbang NOR ini maka sinyal STROBE dari printer port akan aktif selama 2 detik dan menyebabkan pulsa-pulsa diteruskan ke output gerbang NOR ini dan di-’count’ oleh 7 stage binary ripple counter. Rangkaian Audio Frekuensi Meter Penghitung Biner Pada Frekuensi Meter Penghitung biner ini dibentuk dari 4024, sebuah IC CMOS yang merupakan 7 stage binary ripple counter. Counter yang digunakan harus membentuk counter 17 stage binary counter sehingga harus menggunakan 3 buah IC 4024 yang dikaskadekan. Peng-kaskade-an counter akan memungkinkan dibentuk sebuah counter tertentu, dimana output MSB dari counter diumpankan ke clock counter berikutnya. Blok Diagram Casacade Counter Pada awal penghitungan, 17 stage binary counter ini harus direset terlebih dahulu untuk memastikan bahwa nilai awalnya adalah 00. Sinyal reset harus dibangkitkan lerlebih dahulu dari printer port pin ‘Init’. Reset pada 7 stage binary ripple counter ini aktif ‘high’ sehingga ketika tegangan pada pin ‘init’ ini pada +5Volt maka kaskade counter ini akan ter-‘reset’ sehingga semua outputnya ‘low’. Rangkaian Interface Frekuensi Meter ke Printer Port dan 17 Stage Binary Ripple Counter Rangkaian pada gambar rangkaian audio frekuensi meter dan gambar rangkaian inteface frekuensi meter diatas merupakan rangkaian secara keseluruhan dari proyek ini dimana output dari gerbang NOR 2 input pada gambar 2 (pin pulse) akan memberikan pulsa yang akan dihitung oleh counter sehingga harus diumpankan pada pin clock pada counter. Sinyal ‘strobe’ dari printer port ini digunakan untuk ‘memperbolehkan’ pulsa clock dari gerbang NOR 2 input pada gambar 2 masuk ke pin clock pada counter (gambar 4). Sinyal ‘strobe’ aktif pada logika ‘low’. Perhatikan gambar rangkaian audio frekuensi meter, ketika ‘strobe’ low maka ketika pin ‘in pulse’ low maka akan menghasilkan high pada output NOR sebaliknya ketika strobe tetap low dan pin ‘in pulse’ high akan menghasilkan output low pada outputnya. Tetapi ketika pin ‘strobe’ dalam kondisi high maka akan menghasilkan output low walaupun pin ‘in pulse’-nya dalam kondisi low atau high. Jadi pulsa yang dihasilkan dari sinyal suara akan diteruskan ke pin clock pada counter jika pin strobe dalam kondisi high. Data yang akan diambil dari sistem ini merupakan data 16 bit yang dihasilkan dari 17 stage binary ripple counter. Oleh sebab itu di sini ada sedikit penyesuaian untuk printer port yang hanya 8 bit data. Solusinya adalah dengan menggunakan 74LS541 yang merupakan octal 8 bit line driver with three state outputs. Dengan menggunakan 74LS541 maka data dikelompokkan dalam 2 byte dan aktivasinya diatur dari sebuah pin dari printer port yaitu pin Auto Line Feed, ALF. Ketika sinyal ALF ini high maka data yang diambil adalah data 8 bit pertama sedangkan ketika sinyal ALF ini low data yang diambil adalah data 8 bit kedua. Dimana data 8 bit yang pertama adalah lower byte sedangkan data 8 byte berikutnya adalah upper byte. Dengan menggunakan inverte 74LS14 maka akan dapat dipastikan hanya ada satu 74LS541 yang aktif pada suatu saat sehingga data yang ingin diambil dapat dimasukkan ke dalam printer port. Dengan bantuan software maka nantinya didapatkan sebuah 16 bit data. Yang tidak kalah pentingnya adalah deteksi terjadi kondisi overflow dari counter. Karena jika hal ini terjadi dan tidak terdapat deteksi yang benar maka tidak akan menghasilkan pembacaan yang benar. Hal in disebabkan karena ketika counter sudah mencapai overflow maka pada step berikutnya akan kembali lagi ke 00 dan mengulangi counternya mulai dari awal lagi. Sehingga jika terjadi overflow maka pembacaan akan menghasilkan nilai yang lebih rendah dari seharusnya. Pada counter 4024 tidak terdapat output overflow sehingga untuk menandakan terjadinya overflow maka digunakan bit output yang lebih tinggi dalam hal ini pada counter paling tinggi pada bit Q3 karena output yang diambil mulai dari Q1..Q7 counter pertama, Q1..Q7 counter kedua, Q1 dan Q2 pada counter ketiga (counter paling tinggi). Satu byte sisa dari 17 stage binari counter yang dibentuk (Q3) digunakan untuk menghasilkan sinyal overflow, yang akan memberitahu ke printer port bahwa sistem (sistem frekuensi meter) telah terjadi overflow melalui pin busy pada printer port. Hal ini bisa dimungkinkan demikian karena output dari Q3 dan reset digabungkan di dalam sebuah SR Latch dengan gerbang NOR. Pada saat normal, dimana jumlah pulsa yang dihitung tidak melebihi kapasitas dari 17 stage binary ripple counter maka pin Q3 pada counter yang paling tinggi tidak akan set tetapi jika terjadi hal demikian maka pin Q3 ini akan set yang artinya terjadi overflow pada counter. Sinyal ini dapat dimonitor dari pin busy pada printer port. RS latch akan ‘menangkap’ sinyal overflow dari Q3 ini (perubahan dari low – high – low) dan kemudian diumpankan ke pin busy pada printer port. Kondisi overflow ini akan tetap ‘ditahan’ oleh latch sampai diberi sinyal reset yaitu ketika pin init-nya dalam kondisi high. Sinyal ini dapat digunakan untuk memberitahu software bahwa telah tejadi overflow dan mengulangi proses penghitungan mulai dari awal lagi. Interface dari rangkaian pencacah 17 bit dengan PC dan perangkat lunaknya yang berfungsi untuk membaca dan mengontrol rangkaian pencacah serta menampilkan nilaimya di monitor. Sinyal Interface Frekuensi Meter Sinyal-sinyal interface di dalam sistem ini adalah : Strobe : Berfungsi untuk membukam gerbang sinyal sehingga pencacah dapat menghitung banyak pulsa dalam interval waktu tertentu. Pada regiter kontrol bit-0. ALF : Auto line Feed berfungsi untuk menentukan data yang dibaca. Terletak pada register kontrol bit-1. Busy : Indikator overflow. Terletak pada regiter status bit-7 Init : Melakukan reset pencacah. Terletak pada register kontrol bit-2. Pada sistem ini data yang dibaca adalah sebanyak 16 bit dari pencacah 17 bit. Bit ke-17 digunakan oleh pencacah untuk menandakan bahwa 16 bit data telah siap untuk dibaca. Komputer harus menunggu bit ke-17 in sampai ‘set’ untuk membaca data. Namun yang menjadi masalah sekarang adalah pada printer portnya. Data bus untuk printer port hanya 8 bit sedangkan data yang akan dibaca adalah 16 bit. Untuk mengatasi masalah ini maka pembacaanya dilakukan dua kali yaitu untuk lower byte (D0..D7) kemudian baru membaca upper byte (D8..D15). Untuk keperluan ini maka diperlukan sebuah sinyal kontrol dari komputer untuk memberitahukan rangkaian pencacah untuk menyiapkan data yang diinginkan oleh komputer, data lower byte atau data upper byte. Di dalam sistem ini menggunakan sinyal ‘ALF’ (Auto Line Feed). Ketika ALF bernilai ‘1’ maka data yang diambil adalah data lower byte (D0..D7) sedangkan sebaliknya, jika bernilai ‘0’ maka data yang diambil adalah data upper byte (D8..D15). Tabel Fungsi Printer Port Pada gambar diats merupakan tabel fungsi dari pin-pin pada printer port. Pada kolom sinyal, huruf ‘n’ yang mengawali sebuah nama sinyal menunjukkna bahwa keaktifan sinyal tersebut adalah aktif low. Jika diamati lebih lanjut, semua port/register control semuanya adalah hardware inverted. Dengan demikian jika kita mengoutputkan ‘1’ ke register kontrol maka output dari register kontrol ini adalah ‘0’. Dari keempat sinyal yang digunakan 3 diantaranya adalah sinyal dari register kontrol dan satu dari register status. Yang termasuk di dalam register kontrol adalah : Strobe, Auto Line Feed, Init sedangkan yang termasuk register status adalah Busy. Tabel Alamat Port LPT Setiap printer port mempunyai 3 buah register yaitu : Register data, register kontrol dan register status. Register data terdiri dari 8 bit data sedangkan register kontrol dan register status tidak semuanya terpakai. Oleh karena setiap port mempunyai 3 buah register maka tiap register ini harus mempunyai alamat tersendiri. Register Data : Alamat LPT + $00 Register Status : Alamat LPT + $01 Register Kontrol : Alamat LPT + $02 Dimana alamat LPT merupakan alamat LPT1 atau LPT2 yaitu $378 atau $278. Sebagai contoh, misalnya digunakan LPT1 maka alamat register data, register status dan register kontrol adalah $378, $379 dan $37A. Prinsip Kerja Program Frekuensi Meter Menggunakan Komputer Untuk membuat program dari sistem ini cukup mudah. Pertama kali yang harus dilakukan adalah melakukan setting pada LPT port agar bidirectional yaitu pada bit-5 pada register kontrol. Langkah berikutnya adalah me-reset pencacah/counter. Hal ini dilakukan agar pencacahannya selalu dimulai dari nol. Untuk tujuan ini maka yang harus dilakukan adalah memberikan ‘1’ pada semua IC pencacah 4024. Dalam hal ini sinyal yang mengontrolnya adalah sinyal Init pada register kontrol bit-2 diberi ‘0’. Hal ini dilakukan karena pada register kontrol merupakan register yang hardware inverted. Fungsi pin pada Printer Port Untuk melewatkan sinyal yang akan dihitung oleh pencacah maka signal gateharus diaktifkan. Signal gate ini dibentuk dari gerbang OR dimana jika sinyal strobe bernilai ‘1’ maka output dari gerbang OR ini akan selalu ‘1’ sehingga pencacah tidak akan aktif. Ketika sinyal strobe bernilai ‘0’ maka sinyal yang akan dihitung keluar dari gerbang OR seperti input apa adanya. Untuk tujuan ini maka pada program sinyal strobe ini harus di-‘1’-kan agar outputnya ‘0’ pada rangkaian pencacah, hardware inverted. Dan proses tersebut di atas ditunggu selama 1 detik sehingga dapat ditentukan jumlah pulsa yang telah dicacah oleh 4024 selama satu detik dan di dapatkan nilai frekuensinya tanpa perhitungan yang lain. Setelah ditunda selama satu detik maka sinyal strobe harus ‘1’ agar sinyal tidak dicacah lagi sehingga pada programnya strobe harus di-‘0’-kan. Nah sampai disini sinyal busy harus dibaca dan begitu pula dengan data 16 bit dari pencacah. Jika busy bernilai ‘1’ maka telah terjadi overflow dalam penghitungan. Dengan kondisi ini maka dapat dikatakn frekuensi sinyal yang diukur terlalu tinggi, di atas 65KHz. Untuk mendapatkan pembacaan frekuensi di atas 65KHz ada sedikit modifikasi pada program yaitu pada waktu tunda sinyal strobe. Waktu tunda selama satu detik dipilih karena akan menghasilkan pembacaan yang lebih teliti untuk frekuensi rendah daripada waktu tunda yang lebih pendek daripada satu detik. Tetapi jika diperlukan pembacaan untuk frekuensi yang lebih tinggi maka waktu tunda ini dapat dikecilkan , misalnya menjadi 100ms untuk frekuensi sampai 655KHz. Setelah dilakukan pembacaan sinyal busy maka data dari pencacah dibaca 2 kali. Untuk membaca data lower byte, pada program, sinyal ALF harus di-‘1’-kan kemudian data dari data register dibaca. Selanjutnya sinyal ALF harus di-‘0’-kan agar dapat membaca upper byte. Sampai di sini proses satu kali scan telah selesai dan untuk melakukannya lagi, proses diulangi mulai dari awal lagi, dimana pencacah harus di-reset terlebih dahulu. Contoh Program Untuk Frekuensi Meter Menggunakan Komputer (PC) Contoh program PC Frekuensi Meter} Uses Crt; Const BaseAddress = $378; {LPT1} DataPort = BaseAddress+$00; StatusPort = BaseAddress+$01; ControlPort = BaseAddress+$02; Var Key : Char; Freq : LongInt; Status : Byte; StatusMessage : String; LowerData : LongInt; UpperData : LongInt; Begin clrscr; {Inisialisasi bi directional printer port} { bit 0 : Strobe : 0 --> No Pass bit 1 : ALF : 0 --> Lower Byte bit 2 : Init : 0 --> Reset Pencacah bit 5 : Bidirectional : 1 --> Bidirectional mode is ON } Repeat Port[ControlPort]:=$30; {Inisialisasi} clrscr; {Reset OFF} Port[ControlPort]:=Port[ControlPort] or $04; {Pass signal} Port[ControlPort]:=Port[ControlPort] or $01; Delay(1000); {Delay 1 detik} Port[ControlPort]:=Port[ControlPort] and $FE; {No Pass} {Ambil Status overflow} Status := Port[StatusPort] and $80; If Status = $80 then StatusMessage := 'Overflow !!! -- False data received'else StatusMessage := 'In Range '; {Get Lower Byte} Port[ControlPort]:=Port[ControlPort] and $FD; {ALF = 0} LowerData:=Port[DataPort]; {Get Upper Byte} Port[ControlPort]:=Port[ControlPort] or $02; {ALF = 1} UpperData:=Port[DataPort]; Freq := LowerData + (UpperData*256); Writeln('Frekuensi saat ini adalah : ',Freq, ' Hz --- Status : ', StatusMessage); Writeln; Write('Scan Ulang ? [Y/N] '); Repeat Readln(Key); key:=upcase(key); Until key in ['Y','N']; Until key='N'; End. Frekuensi meter menggunakan komputer (PC) merupakan salah satu pilihan bila ingin memiliki frekuensi meter dengan harga yang murah.
Kendali Jarak Jauh lewat… Kendali Jarak Jauh lewat Telepon Peralatan listrik di rumah bisa dihidup/matikan lewat perintah yang dikirim lewat saluran telepon, sarana menarik ini dengan mudah bisa dibuat dan ditambahkan pada pesawat telepon. Alat Kendali Jarak Jauh yang rangkaiannya terlihat dalam Gambar 1, dipasangkan secara paralel ke saluran telepon rumah, sehingga alat ini bisa memantau sinyal-sinyal pada saluran telepon tersebut. Saat ada panggilan ke pesawat telepon yang dipasang paralel dengan alat ini, alat ini memantau dering telepon, jika sampai deringan ke 8 pesawat belum diangkat, maka alat ini akan mengangkat gagang pesawat. Selanjutnya alat ini akan memantau nada-nada yang dikirim telepon lawan. Sebelum memerintah alat ini untuk menghidup/matikan peralatan listrik yang perlu dikendalikan, pemakai harus mengirimkan kode kunci (pass word) dengan cara menekan tombol-tombol tertentu pada pesawat telepon lawan. Setelah kode kunci diterima dengan benar, selanjutnya alat ini siap menerima perintah-perintah untuk menghidup/matikan peralatan listrik yang dikehendaki. Alat ini dibangun dengan mikrokonrtoler AT89C2051, setelah dipakai untuk keperluan hubungan dengan saluran telepon masih tersedia 8 kaki AT89C2051 yang bisa dipakai untuk mengendalikan peralatan listrik. Peralatan listrik itu dinomori dengan angka ‘1’ sampai ‘8’, tombol ‘#’ dipakai untuk perintah menghidupkan peralatan listrik, sedangkan tombol ‘*’ dipakai untuk mematikan peralatan listrik. Dengan demikian kombinasi tombol ‘1#’ berarti perintah untuk menghidupkan alat listrik nomor 1, kombinasi tombol ‘8*’ berarti perintah untuk mematikan alat listrik nomor 8. Tombol ‘0’ dipakai untuk mematikan semua alat listrik sekali gus, dan tombol ‘9’ dipakai untuk menghidupkan semua alat listrik sekali gus. Rangkaian Kendali Jarak Jauh lewat Telepon Rangkaian ini menggunakan rangkaian baku AT89C2051 yang dilengkapi dengan osilator kristal (kapasitor C1, C3 dan kristal Y1) dan rangkaian reset (kapasitor C5 dan resistor R4), seperti rangkaian-rangkaian dengan AT89C2051 lainnya. Hubungan dengan saluran telepon terdiri dari 3 bagian, sebagai berikut: rangkaian pemantau nada dering, terdiri dari kapasitor C6, bridge diode D3, diode Zener D2, opto isolator ISO2 dan resistor R10. rangkaian pengangkat gagang telepon, terdiri dari resistor R7, transistor Q1, diode D1, relay K1 dan resistor R5 rangkaian pemantau nada DTMF, terdiri dari IC U2, kristal Y2, kapasitor C2 dan C4, resistor R1 dan R3 Untuk mengendalikan peralatan listrik, bisa dipakai berbagai macam rangkaian, yang penting adalah rangkaian-rangkaian tersebut harus bisa mengisolasi tegangan AC 220 Volt PLN (yang dipakai peralatan listrik) dengan bagian lain dari rangkaian alat ini. Jenis pertama rangkaian ini menggunakan relay, terdiri dari resistor R9, transistor Q3, diode D4 dan relay K2. Untuk menghidupkan peralatan listrik dengan rangkaian ini, port pengendali dari AT89C2051 harus =’1’. Rangkaian berikutnya menggunakan opto DIAC ISO1 sebagai komponen isolasi untuk menyalakan TRIAC Q2, resistor R6 berfungsi sebagai pembatas arus ke LED di dalam ISO1 dan resistor R8 sebagai pembatas arus gate Q2. Untuk menghidupkan peralatan listrik dengan rangkaian ini, port pengendali dari AT89C2051 harus =’0’. Dalam kedua contoh rangkaian di atas, LAMPU LP1 dan LP2 mewakili peralatan listrik yang dikendalikan. Dalam pemakaian yang sesungguhnya lampu-lampu ini digantikan dengan peralatan listrik apa saja, asalkan kapasitas relay atau TRIAC disesuaikan dengan kapasitas peralatan yang dikendalikan. Pemantau Nada dering Nada dering dari saluran telepon, merupakan sinyal dengan frekuensi 20 sampai 40 Hertz yang dikirim selama 1 detik kemudian sinyal ini terhenti selama 3 detik. Amplitudo sinyal dering bisa mencapai diatas 90 Volt. Kapasitor C6 dalam rangkaian ini berfungsi untuk menahan tegangan searah yang ada dalam saluran telepon dan hanya meneruskan sinyal dering saja. Mengingat amplitudo dari sinyal dering bisa sampai 90 Volt, maka kapasitor C6 dan C4 (bagian pemantau nada DTMF) setidaknya harus mampu menahan tegangan lebih dari 100 Volt. Untuk membedakan nada dering dengan suara pembicaraan yang ada dalam saluran telepon, pada rangkaian ini dipasang diode Zener D1, dengan demikian hanya tegangan yang amplitudonya lebih dari 12 Volt yang bisa lewat, sehingga suara pembicaraan yang amplitudonya hanya beberapa Volt tidak akan bisa diteruskan ke optoisolator ISO2. Resistor R10 membatasi arus yang mengalir pada diode ISO2. Karena amplitudo nada dering cukup tinggi, resistor ini nilainya cukup besar, sampai 10 Kilo Ohm. Sinyal dering akan mengakibatnya denyut arus pada LED dalam ISO2 dengan frekuensi 20 sampai 40 Hertz, pada gilirannya akan mengakibatkan opto transistor dalam ISO2 on/off seirama dengan arus yang mengalir pada LED tersebut. Kolektor dari opto isolator di dalam ISO2 dihubungkan ke kaki INT0 (kaki nomor 6 AT89C2051), pada kolektor ini tidak diperlukan lagi resistor yang dihubungkan ke Vcc, mengingat tahanan semacam itu sudah ada di dalam chip AT89C2051. Keadaan On/Off dari opto transistor akan mengakibatkan kaki INT0 menjadi ‘0’/’1’, saat tidak ada nada dering INT0 dalam keadaan ‘1’, dan saat bel berbunyi selama 1 detik kaki INT0 akan berubah ‘0’/’1’ sebanyak 10 sampai 20 kali, tergantung pada frekuensi dana dering yang berkisar antara 20 sampai 40 Hertz. Sinyal pada kaki INT0 ini diterima AT89C2051 sebagai sinyal permintaan layanan interupsi, tapi mengingat satu nada dering bisa terdiri dari 10 sampai 20 pulsa maka hanya perubahan ‘1’ ke ‘0’ yang pertama saja yang boleh dianggap sebagai sinyal interupsi. Dari segi teknik pemrograman, hal ini bisa diselesaikan dengan cara berikut: dalam keadaan menunggu panggilan telepon, sarana interupsi INT0 diaktipkan pada rutin layanan interupsi INT0 (ISR - Interrupt Service Routine) sarana interupsi INT0 di-non-aktipkan, dengan demikian setelah permintaan interupsi dilayani, pulsa-pulsa berikutnya pada dering bersangkutan tidak akan ditanggapi AT89C2051 sebagai permintaan interupsi. pada rutin layanan interupsi INT0 di atas, di-aktip-kan sistem timer dengan periode 2 detik, yakni satu periode waktu dimana dering pertama sudah selesai dan dering kedua belum terjadi. lewat dari waktu 2 detik tersebut, sarana interupsi INT0 diaktipkan kembali, agar AT89C2051 bisa melayani dan menghitung nada dering berikutnya. Selain dari hal tersebut di atas, masih diperlukan lagi sebuah timer yang lain. Timer yang satu ini periodenya sekitar 8 detik, yakni waktu yang diperlukan untuk dua kali dering. Jika dalam periode waktu itu tidak ada nada dering yang diterima lagi, maka alat ini akan menganggap gagang telepon sudah diangkat sehingga tidak perlu memantau lebih lanjut, dan program menunggu panggilan telepon lagi. Pengangkat Gagang Telepon Saluran telepon hanya terdiri dari 2 utas kabel, meskipun demikian pada saluran ini disalurkan suara pembicaraan yang dua arah, nada dering dan juga sumber tegangan searah yang dikirim kantor telepon agar pesawat telepon bisa bekerja. Saat pesawat telepon bekerja, pesawat akan mengambil arus listrik dari saluran telepon setelah gagang telepon diangkat. Impedansi pesawat telepon sebesar lebih kurang 600 Ohm, dengan demikian pengangkatan gagang telepon bisa disimulasikan dengan menghubungkan resistor dengan nilai sekitar 600 Ohm pada saluran telepon. Hal ini dilakukan dengan menghubungkan resistor R5 ke saluran telepon dengan bantuan relay K1. Pada saat kaki P1.5 (kaki 17 pada AT89C2051) dalam keadaan ‘1’, transistor Q1 akan ‘on’, kontak dari relay K1 akan menghubungkan R5 ke ground, sehingga R5 terpasang paralel pada saluran telepon, akibatnya rangkaian di kantor telepon akan ‘merasakan gagang pesawat telepon di angkat’. Pemantau Nada DTMF Untuk memantau nada DTMF, dipakai IC MT8870 yang memang dirancang khusus untuk keperluan tersebut, pembahasan kerja MT8870 secara panjang lebar bisa dilihat pada artikel Dual Tone Multiple Frequency, dan contoh pemakaiannya bisa diikuti lewat artikel Anti Interlokal & Pemantau nada DTMF. Setiap kali MT8870 menerima nada DTMF baru, kaki SID (kaki 15 MT8870) akan menjadi ‘1’, keadaan kaki ini dipantau AT89C2051 lewat kaki P1.4 (kaki 16 AT89C2051). Kode angka DTMF yang diterima MT8870 diterima AT89C2051 lewat kaki P1.0 sampai P1.3 (kaki 12 sampai 15 AT89C2051). Di samping itu, jika dalam waktu 15 detik tidak ada nada DTMF yang diterima, dianggap pemakai alat ini sudah mengakhiri perintah-perintah yang dikirim. Dengan demikian pemantauan nada DTMF bisa dilakukan dengan menunggu P1.4 menjadi ‘1’, jika tidak ada nada DTMF yang diterima, maka dipantau pula apakah selang waktu 15 detik sudah lewat. Kode kunci yang disebut di bagian atas, merupakan kode 4 angka yang diterima dari MT8870. Kode ini dibandingkan dengan kode yang sudah ditentukan di dalam program, jika ternyata sesuai maka proses berikutnya diteruskan, jika tidak ‘gagang telepon’ diletakkan kembali dan proses selesai. Berikutnya alat ini akan menerima perintah-perintah yang sudah dibahas di atas, perintah-perintah itu diakhir dengan kombinasi tombol ‘##’ atau ‘**’. Setelah menerima kombinasi tombol ini ‘gagang telepon’ diletakkan kembali dan proses selesai. Selamat mencoba, kami harap informasi tentang "Kendali Jarak Jauh lewat Telepon" diatas dapat menambah wawasan kita.
Lampu Disco (Disco Lite)… Lampu Disco (Disco Lite) Menggunakan Mikrokontroler Di bawah kendali AT89C2051, sebanyak 256 lampu ‘menari’ seirama dengan sinyal audio yang diterima alat ini. Dibanding dengan AT89C51 yang punya 40 kaki, kaki IC AT89C2051 berkurang 20 hal ini mengakibatkan AT89C2051 hanya punya 2 buah Port, yakni Port 1 dan Port 3. Di samping itu kapasitas Flash PEROM di dalam AT89C2051 hanya sebesar 2048 byte, setengah kapasitas Flash PEROM AT89C2051. Meskipun demikian, AT89C2051 mempunyai analog comparator yang tidak dimiliki AT89C51. Analog comparator adalah rangkaian elektronik untuk membandingkan dua buah tegangan, dengan adanya fasilitas ini AT89C2051 bisa dipakai memantau tegangan analog (tegangan bukan digital) secara langsung, misalnya dipakai sebagai Analog/Digital Converter sederhana. Rangkaian Lampu Disco (Disco Lite) Menggunakan Mikrokontroler Gambar 1 memperlihatkan rangkaian lengkap Disco Lite, AT89C2051 dilengkapi dengan kapasitor C1, C2 dan kristal 12 MHz Y1 sebagai rangkaian oscilator, kapasitor C3 dan resitor membentuk rangkaian reset. Resitor R17, R16 dan kapasitor C4 serta capasitor C5, C6, diode D1, resistor R36, R37 bersama dengan AT89C2051 membentuk rangkaian Analog/Digital Converter sederhana, dipakai untuk mengukur besarnya sinyal audio yang masuk. Bagian lain dari rangkaian terdiri dari 2 buah 74HC573, 2 buah 74LS164, 32 resistor dan 16 transistor, dan sebuah 16x16 Dot LED Display Panel. Bagian ini merupakan bagian tampilan, dalam Display Panel ukuran sekitar 8 x 8 cm itu terdapat 256 buah LED yang nyala/padamnya disesuaikan dengan irama sinyal audio yang diterima. Sinyal audio yang diterima, di-skala-kan menjadi 10 bagian menurut besar kecilnya sinyal, setiap bagian skala mempunyai pola nyala/pdam lampu yang berlainan, sehingga kuat lemahnya sinyal audio akan membentuk gambar yang acak pada panel tampilan. Gambar 2 menggambarkan rangkaian ekuivalen Analog/Digital Converter, sebelum diukur sinyal audio yang diterima dikondisikan dulu, potensiometer R36 dipakai untuk mengatur besar kecilnya level sinyal audio yang diterima, karena rangkaian Analog/Digital Converter ini hanya menerima tegangan positip maka sinyal audio disearahkan dengan Diode D1, sedangkan resistor R37 dan kapasitor C6 merupakan filter sederhana untuk sedikit meredam sinyal audio agar tidak terlalu fluktuatip. Tegangan dari sinyal audio ini diumpankan ke kaki P1.1 dari AT89C2051 yang berfungsi sebagai input V- (inverting input) dari Analog Comparator. Kaki P1.0 yang berfungsi sebagai input V+ (non inverting input) dihubungkan ke kapasitor C4, kapasitor ini diisi lewat tahanan R17 dan R16 pada saat P3.7 dari AT89C2051 dalam keadaan ‘1’, dan isinya dikosongkan lewat R16 pada saat P3.7 dalam keadaan ‘0’. Bentuk tegangan di kapasitor C4 (terhubung ke P1.0) pada saat pengisian kapasitor dan pengosongan kapasitor terlihat di Gambar 3. Pada saat mulai mengukur tegangan sinyal audio, kapasitor C4 dalam keadaan kosong atau tegangan kapasitor = 0 Volt, tegangan P1.1 lebih positip dibanding P1.0 sehingga output dari Analog Comparator (P3.6) = ‘0’. Setelah itu P3.7 =’1’, tegangan kapasitor C4 mulai naik sesuai dengan grafik Gambar 3, sampai suatu saat tegangan C4 lebih positip dari tegangan sinyal audio dan output Analog Comparator P3.6 berubah dari ‘0’ menjadi ‘1’. Selang waktu saat mulai pengisian kapasitor sampai P3.6 menjadi ‘1’ setara dengan tegangan sinyal audio, makin besar tegangan makin lama P3.6 menjadi ‘1’. Nyala/padam 256 LED diatur dengan cara multiplek, seperti yang dipakai dalam artikel Jam Digital Dengan AT89C2051. Meminjam istilah-istilah yang dipakai di artikel itu, 16x16 Dot LED Display Panel yang dipakai bisa dianggap merupakan penampil dengan 16 ruas sebanyak 16 digit. 16 buah Saklar digit masing-masing dibentuk dengan sebuah resistor dan transistor PNP, karena jumlahnya melebihi kaki AT89C2051 tidak bisa dikendalikan langsung lewat port yang ada, tapi lewat bantuan 2 buah IC 74HC573 (berisikan 8 buah Latch). Data yang disimpan ke dalam dua IC ini diumpan dari P1.2..P1.7 dan P3.2..P2.3, P3.4 dipakai untuk mengatur 74HC573 yang pertama (U2) jika P3.4=’1’ maka data di input IC ini akan direkam dan diteruskan ke outputnya, P3.4 untuk mengatur 74HC573 yang kedua (U4). 16 buah saklar ruas dibentuk dengan 2 buah IC 74LS164 (berisikan 8 bit shift register), resistor yang dipasangkan pada output IC ini dipakai untuk membatasi arus LED. Data ruas sebanyak 16 bit dikirim dari AT89C2051 secara seri, digeser masuk ke shift register 74LS164. Saat data digeser, semua saklar digit dimatikan sehingga proses pergeseran ini tidak nampak ditampilan. Prinsip Kerja Lampu Disco (Disco Lite) Menggunakan Mikrokontroler Diagram alir program Disco Lite terlihat di Gambar 4, setelah alat ini mendapat catu daya langsung program melaksanakan persiapan untuk menata kerja dari alat, hal-hal yang dilakukan antara lain adalah mematikan dulu semua lampu tampilan, mengosongkan kapasitor C4. Bagian Utama dari program ini adalah mengatur tampilan yang dibentuk dari 256 titik LED, data ruas yang akan ditampilkan dikirim ke sistem tampilan lewat 2 buah IC shift register 74LS164, setelah itu skaklar digit yang sesuai dengan data ruas yang baru saja dikirim dinyalakan. Proses ini dilakukan terus menerus selama alat ini bekerja, agar tampilan nampak bagus tidak bergetar begian ini harus dilakukan cukup cepat. Setelah 50 kali putaran proses pengaturan penampilan, proses ini ditinggalkan sebentar untuk mengukur tegangan sinyal audio, atas dasar besar kecilnya tegangan yang terukur dipilih pola nyala/padam lampu yang sudah disiapkan lebih dulu dalam Flas PEROM, dan pola tersebut yang akan ditampilkan. Effek lampu yang terbentuk, bisa dengan mudah dikomposisikan dan diisikan ke dalam Flash PEROM sehingga bisa dibentuk bermacam-macam model penampilan oleh perangkat Lampu Disco (Disco Lite) Menggunakan Mikrokontroler tersebut.
Interface Sistem Digital dan Teknik Interface Sistem Digital dan Sistem Analog Penggunaan komputer saat ini tidak lagi terbatas pada pengolahan dan manipulasi data saja tetapi sudah digunakan untuk mengkontrol berbagai peralatan seperti penghitung pulsa telepon, menyalakan/mematikan lampu secara otomatis, dan lain sebagainya. Dengan penggunaan komputer seperti yang telah disebutkan di atas maka seolah-olah komputer berperan sebagai manusia yang dapat diprogram untuk menjalankan apa yang dikehendaki oleh programmernya. Antara sistem digital (sebagai pengontrol) dan sistem analog (sebagai peralatan yang dikontrol) harus terdapat suatu jembatan yang menghubungkan kedua sistem tersebut. Jembatan ini selanjutnya disebut sistem interface IO. Jadi untuk sistem kontrol secara digital ini selalu terdiri dari 3 bagian yaitu : sistem digital, sistem interface IO dan sistem analog. Sistem digital merupakan sistem yang menjadi otak dari sistem secara keseluruhan. Sistem digital ini membaca kondisi dari sistem analog melalui sistem interface IO dan mengkontrol sistem analog melalui sistem interface IO. Sistem kontrol secara digital ini menggantikan sistem kontrol manual yang menggunakan switch mekanik dan diatur secara manual pula. Selain itu dengan sistem kontrol secara digital ini, kondisi sistem analaog yang dikontrol dapat pula dimonitor keadaannya. Sistem analog merupakan bagian dari peralatan analog yang aktivitasnya dikontrol oleh sistem digitalnya melalui sistem interface IO. Sistem analog dapat berupa lampu bolam 220 volt, motor AC, bahkan sampai ke peralatan industri yang menggunakan arus besar. Disini terlihat bahwa sistem interface IO sangat penting peranannya yaitu untuk menginterfacekan sistem digital yang hanya mengenal kondisi ‘H’, yang ekuivalen dengan tegangan 4.5 volt sampai 5 volt dan kondisi ‘L’ yang setara dengan tegangan dibawah 1.2 volt dengan sistem analog dengan tegangan 220 VAC dengan konsumsi arus yang paling tidak 1A ke atas. Dari kondisi seperti di atas maka perlulah bagian digital dan bagian analog ini dilewatkan sistem interface yang secara elektronik terisolasi antar bagiannya. Teknik interface IO disini ada beberapa teknik dan tiap teknik tersebut mempunyai keistimewaan pada aplikasi tertentu. Contoh Aplikasi Dengan menggunakan sebuah PC diharapkan dapat mengkontrol 10 buah titik lampu yang menyala/mati pada jam-jam tertentu. Melalui sebuah PPI card (dengan menggunakan chip PPI 8255) dapat dikontrol 24 buah beban. Output PPI adalah TTL level sedangkan untuk lampu yang digunakan adalah lampu TL biasa. Untuk menginterfacekan antara PPI (sistem digital) dengan lampu (sistem analog) digunakan relay 5volt. Contoh aplikasi ini adalah salah satu contoh penggunaan relay sebagai interafce antara sistem digital dan sistem analog. Sistem Interface I/O Sistem interface I/O yang paling baik adalah sistem interface dimana sistem digital dan sistem analognya terisolasi, terpisah. Biasanya digunakan relay atau optocoupler. Penggunaan relay lebih mudah namun lebih sering menimbulkan masalah karena relay dapat menghasilkan noise pada sistem digital pada saat relay berubahan keadaan. Selain itu penggunaan relay membutuhkan daya yang lebih besar jika dibandingkan dengan penggunaan optoisolator. Sistem interface yang baik pada umumnya menggunakan optoisolator atau yang lebih dikenal dengan optocoupler sepert 4N31 atau 4N35. Dengan menggunakan optocoupler arus yang digunakan lebih sedikit paling tidak 10 mA -15 mA. Penggunaan optocoupler seperti 4N35 lebih disukai daripada penggunaan relay secara langsung. Optoisolator Optoisolator merupakan komponen yang digunakan sebagai komponen kontrol I/O untuk peralatan yang beroperasi dengan tegangan DC atau AC. Sebuah optocoupler terdiri dari GaAs LED dan phottransistor NPN yang terbuat dari silicon. Untuk rangkaian penggunaan optoisolator dapat dilihat pada gambar 3a dan 3b. Pada gambar 3a. optoisolator mendapat input TTL berbentuk sinyal kotak sehingga outputnya juga berupa sinyal kotak namun level tegangan berubah menjadi 0-+24 volt. Pada gambar 3b optoisolator digunakan pada input yang termodulasi dengan tegangan Vin terisolasi dengan Vout modulasi yang tegangan puncaknya +12V. Faktor yang paling penting pada interface I/O terutama untuk beban yang menggunakan tegangan AC maka isolasi merupakan hal yang paing penting dan harus diperhatikan dalam disain. Sistem digital menggunakan level tegangan +5volt sedangkan beban menggunakan tegangan 220VAC. Perbedaan tegangan ini sudah cukup untuk menyebabkan sistem kontrol digital, PC misalnya, untuk rusak jika port pada komputer ini menerima tegangan imbas dari beban 220VAC. Dengan skematik pada gambar 4, optoisolator mendapatkan tegangan 115VAC namun arusnya dilewat hanya 8mA dan arus sebesar ini sudah cukup untuk membuat phototransistor aktif dan logika yang diterima inverter menjadi ‘low’. Dengan rangkaian ini kita mendapatkan pulsa periodik dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi tegangan PLN 50/60Hz tetapi berbentuk pulsa kotak. Dengan adanya pulsa pada Pulse Out maka dapat dipastikan bahwa masih ada tegangan pada jaringan PLN sedangkan jika sudah tidak terdapat pulsa lagi maka dapat dipastikan tegangan jaringan PLN adalah 0 VAC. Kerugian atau keburukan dari optocoupler adalah pada kecepatan switchingnya. Hal ini disebabkan karena efek dari area yang sensistif terhadap cahaya dan timbulnya efek kapasitansi pada ‘junction’-nya. Jika diperlukan kecepatan switching yang cukup tinggi maka optoisolator harus dikonfigurasikan sehingga yang digunakan adalah sebagai photodiode-nya seperti tampak pada gambar 5. Cara lain untuk melakukan isolasi antara rangkaian tegangan tinggi dengan rangkaian tegangan rendah adalah menggunakan relay. Kelemahan dari relay adalah harga sebuah relay dengan kapasitas arus yang besar cukup mahal, ukuran dimensi relay besar sehingga PCB yang digunakan semakin besar pula, menimbulkan sinyal noise, dan responnya lambat. Sedangkan dengan menggunakan optocoupler, ukurannya kecil sehingga ukuran PCBnya menjadi lebih kecil dan pada akhirnya perlatan tersebut menjadi kecil pula, kecepatan responnya lebih cepat. Penggunaan Solid State Relay (SSR) Pada pembahasan di atas, relay tetap dapat digunakan namun untuk saat ini lebih disukai penggunaan solid state relay karena ada dua pertimbangan yaitu efek noise yang ditimbulkan tidak terlalu besar dan harga solid state relay relatif lebih murah dari pada sebuah relay dengan kualitas yang sama. Ada satu faktor lagi yang perlu diperhatikan untuk mengendalikan beban yang menggunakan tegangan AC. Yaitu pada masalah waktu aktivasinya. Karena tegangan untuk AC selalu berubah-ubah maka aktivasi pada solid state relay harus dilakukan pada saat tegangan AC pada saat mendekati nol volt. Tujuannya adalah untuk memperpanjang umur solid state itu sendiri karena jika aktivasi SSR ini pada saat tegangan AC nya berada pada tegangan 220VAC misalnya, maka akan timbul ‘surge current’ yang dapat menimbulkan arus yang sangat besar dan pada akhirnya menyebabkan solid state relay tersebut rusak. Untuk mengatasi hal tersebut di atas maka untuk penggunaaan solid state relay harus pula diserta dengan rangkaian zero crossing detector. Rangkaian zero crossing detector ini akan mendeteksi kapan tegangan VAC ini pada nilai nol volt. Dengan adanya pemberitahuan keadaan ini maka kapan aktivasi solid state relay dapat ditentukan dan solid state relay dapat bekerja dengan baik. Pada gambar 7 merupakan rangkaian zero crossing detector yang menggunakan sistem yang terisolasi dengan menggunakan transformer step down. Teknik ini paling aman digunakan namun biaya pembuatannya relatif lebih mahal karena masih menggunakan transformer. Dengan adanya rangkaian sistem interface antara tegangan tinggi dan tegangan rendah maka diharapkan tidak terjadi rusaknya port mikrokontroller atau PC karena mendapat imbas tegangan tinggi dari aplikasi seperti motor AC. Semoga informasi tentang "Interface Sistem Digital dan Sistem Analog" diatas mudah dipahami.
Tester Muatan Akumulator 12V Tester muatan akumulator ini dapat digunakan untuk semua jenis akumulator 12 volt. Tujuan pembuatan alat tester muatan akumulator ini untuk mengetahui kondisi kualitas penyimpanan energi akumulator. Umur dari setiap akumulator yang telah dipakai tidaklah sama. Hal ini biasanya disebabkan, paling utama, adalah faktor perawatan dari akumulator itu sendiri. Akumulator mampu menyimpan energi selama kandungan asam sulfat sebagai elektrolitnya tidak habis dan sel-sel di dalamnya tidak rusak. Selama akumulator dipakai, larutan di dalamnya akan habis karena berubah menjadi uap air. Berkurangnya larutan di dalam setiap sel ini merupakan faktor utama kerusakan baterai. Tegangan akumulator yang baik adalah tidak kurang dari 12.8V dalam keadaan tanpa beban. Dalam kondisi 100%, akumulator akan memiliki resistansi dalam yang sangat kecil sehingga bila diberi beban akan menghasilkan tegagan drop yang kecil pula. Tetapi sebaliknya jika energi yang disimpan akumulator habis maka akumulator tersebut akan mempunyai resistansi internal yang semakin tinggi sehingga pembebanan pada akumulator tersebut akan menyebabkan tegangan drop semakin tinggi. Gejala yang paling mudah diamati dari penurunan energi akumulator adalah jika diberi beban lampu maka nyala lampunya lama-kelamaan akan semakin redup dan bahkan mungkin sampai tidak menyala sama sekali. Dengan kondisi semacam ini maka ada dua kemungkinan : larutan asam sulfat di dalamnya habis atau sel-sel akumulator sebagian sudah rusak. Kondisi seperti ini sudah menyebabkan umur baterai berkurang dan kemampuan penyimpanan energinya pun berkurang cukup besar. Peralatan yang biasanya digunakan untuk memeriksa kondisi akumulator adalah hidrometer. Hidrometer merupakan alat yang digunakan untuk menentukan berat jenis dari suatu larutan. Jika larutan tersebut mempunyai berat jenis tinggi maka pelampung didalam hidrometer akan naik semakin tinggi jika dibandingkan dengan larutan dengan berat jenis yang lebih rendah. Pada akumulator yang baru diisi maka kandungan asam sulfatnya masih cukup pekat sehingga mempunyai berat jenis yang tinggi tetapi ketika akumulato sudah digunakan maka sebagian dari asam sulfat tersebut berubah menjadi uap air, sebagian hilang dan sebagian lagi kembali bercampur dengan sisa asam sulfat sehingga kandungan asam sulfat pada larutan tersebut semakin rendah. Kandungan asam sulfat yang semakin rendah menurunkan kemampuan akumulator untuk menyimpan energi listrik. Hidrometer cukup layak dipakai namun tidak bisa dipakai untuk akumulator dengan tipe sealed lead acid baterry, dimana tidak diperlukan penambahan larutan tetapi tetap membutuhkan pengisian muatan kembali. Sistem Kerja Tester Muatan Akumulator 12V Alat ini cukup sederhana, mudah dibuat, mudah pembacaannya dan tidak membutuhkan biaya yang cukup besar. Hanya terdiri dari sebuah IC komparator, LED dan beberapa buah resistor. LED digunakan sebagai indikator kondisi muatan akumulator. LED yang digunakan adalah LED hijau, kuning, jingga, dan merah. Grafik Muatan Akumulator dengan Tegangan Terminal Jika akumulator yang dicek dalam kondisi baik maka semua LED akan menyala. LED tersebut di atas menyimbolkan kondisi ‘sangat baik’, ‘baik’,’cukup baik’, dan ‘buruk’. Bahkan jika semua LED tidak menyala maka kondis seperti ini dapat diartikan bahwa akumulator tersebut sudah kehilangan seluruh energi yang disimpannya atau bahkan ada kemungkina rusak. LED hijau akan terus menyala sampai tegangan akumulator yang dicek jatuh dibawah tegangan 12,6V; 12,3V untuk LED kuning; 12,0V untuk LED jingga, dan 9,8V untuk LED merah. Hubugan antara muatan dan tegangan dapat dilihat pada gambar 1. Walaupun tegangan akumulator di bawah 11.8V pada grafik dinyatak bahwa muatan akumulator adalah ‘0%’ akumulator masih dapat memberikan ehergi listrik tetapi energi listrik yang diberikan ini dapat menimbulkan reaksi balik di dalam akumulator sendiri yang dapat menyebabkan kerusakan sel. Jadi jika tegangan akumulator sudah di bawah 11.8 volt maka sebaiknya tidak diteruskan penggunaanya dan sebaiknya diisi ulang muatannya. Rangkaian Tester Muatan Akumulator 12V Rangkaian tester ini pada dasarnya bekerja dengan komparator. Dalam hal ini digunakan LM324 yang di dalam setiap kemasannya terdiri dari 4 buah komparator. Selain itu komparator ini cukup disuplai dengan single supply 12V. Komparator ini dikerjakan dalam mode non-inverting komparator sehingga pin inverting-nya harus dihubungkan dengan tegangan referensi yang dibentuk dari rangkaian R2 dan dioda zener REF50Z. Dioda zener REF50z ini akan memaksa tegangan di pin inverting akan selalu pada tegangan 5 volt selaman tegangan suplai jatuh di bawah tegangan 5 volt. Rangkaian Tester Akumulator 12V Kombinasi resistor R3 sampai R7 telah dipilih sedemikian rupa sehingga dapat mewakili tegangan tertentu. Perhitungannya cukup sederhana, pembagian tegangan pada tegangan drop yang telah ditentukan. Sebagai contoh, pada tegangan akumulator normal, 12.8V maka tegangan di pin 12 LM324 akan bernilai 5.1 volt. Dan jika kasusnya dibalik, yaitu dimana LED hijau tidak menyala, yaitu pada tegangan sedikit dibawah 5 volt maka terjadi pada tegangan 12.6 volt. Resistor yang dipasang seri dengan LED akan membatasi arus yang mengalir lewat LED sebesar 15mA. Dalam kondisi normal dimana tegangan akumulator 12.8V maka semua LED akan menyala dan LED hijau akan mati jika tegangan akumulator sudah turun sampai 12.6volt. Demikian pula dengan LED berwarna kuning, led ini akan mati jika tegangan akumulator sudah turun sapai 12.4volt. Pada tegangan 12.0volt untuk LED jingga dan tegangan 9.8volt untuk LED merah. Pada sistem tester ini disertakan sebuah fuse yang berfungsi membatasi arus yang masuk ke dalam rangkaian dan menjaga polaritas tegangan akumulator yang sedang dites. Jika polaritas akumulator terbalik maka menyebabkan arus yang cukup besar melalui rangkaian dan dapat merusak LM324. Dengan adanya fuse tersebut (nilainya dapat diperkecil sampai 100mA) ketika polaritas akumulator yang di tes terbalik hanya mengakibatkan fuse rusak dan tidak menyebabkan kerusakan di bagian lain. Cara Pemakaian Tester Muatan Akumulator 12V Di dalam sistem ini seharusnya tidak perlu lagi dilakukan pengaturan apapun kecuali pengecekan tegangan operasi pada setiap LED, yaitu pada 12.6V, 12.4V, 12.0V, dan 9.8V. Pengecekan tegangan operasi ini sebaiknya menggunakan multimeter digital yang teliti. Pastikan bahwa polaritas akumulator yang dicek sudah benar agar sekering yang dipasang tidak putus. Pemberian fuse dengan kemapuan lebih dari 500mA tidak diperkenankan karena arus lebih dari 500mA sudah dapat menyebabkan LM324 rusak. Pengetesan akumulator dengan menggunakan tester ini cukup mudah namun ada beberapa hal yang harus diperhatikan : Perhatikan polaritas akumulator yang dites. Pastikan polaritas in tidak terbalik. Tidak diperkenankan untuk melakukan tes pada saat akumulator di-charge. Dalam kondisi seperti ini tegangan akumulator akan sama dengan tegangan akumulator sehingga menghasilkan pembacaan yang salah. Lakukan tes pada akumulator setelah dibiarkan selama kurang lebih satu jam karena tegangan akumulator akan turun perlahan-lahan mencapai tegangan stabilnya. Pada saat tes dilakukan akumulator tidak boleh dalam kondisi terbeban karena pada saat pembebanan akan menyebabkan tegangan akumulator drop dan menghasilkan pembacaan yang salah. Kondisi yang disebutkan di atas tidaklah mutlak demikian karena untuk melihat tegangan drop sesaat akumulator di bebani akumulator harus dibebani dengan beban yang seharusnya dipakai. Tes semacam ini tidak diperkenankan terlalu lama karena dapat menguras habis seluruh energi yang disimpan oleh akumulator tersebut sehingga kalau akumulator yang dites adalah akumulator pada mobil, maka mbil tersebut tidak akan dapat di-starter sampai akumulatornya diisi ulang. Pada tes dengan menggunakan beban pada akumulator tes dilakukan setelah akumulator dibebani selama dan diistirahatkan (masing-masing proses kira-kira 15 menit). Hal ini dimaksudkan untuk memberikan waktu pada akumulator kembali ke tegangan yang seharusnya. Dan tes selanjtunya dapat diteruskan sampai LED jingga mati. Ukurlah interval waktu antara setiap perubahan LED tetapi jangan diteruskan sampai LED merah tidak menyala. Kondisi ini sudah cukup untuk membuat akumulator diisi ulang. Akumulator yang masih baik, interval waktu yang dihasilkan harus cukup lama (tergantung beban yang dipasangkan dan kapasitas akumulator) dan masing-masing intervalnya hampir sama. Apabila intervalnya semakin cepat menandakan bahwa akumulator tersebut sudah waktunya untuk diisi ulang atau bahkan jika perlu diganti dengan yang baru. Jika digunakan akumulator 12V dengan kapasitas 7Ah dengan beban 500mA maka seharusnya setelah 14 jam LED yang menyala hanya LED merah saja. Kondisi di atas diasumsikan bahwa akumulator tersebut sebelum dilakukan tes telah diisi penuh. Dengan kata lain jika sebelum waktu yang seharusnya LED merah sudah tidak menyala lagi maka akumulator tersebut sudah waktunya untuk diganti. Namun tidaklah selalu demikian, cobalah untuk menambah larutan di dalamnya dengan larutan asam sulfat lagi, perhatikan batas pengisiannya tidak boleh melebihi batas pengisiannya. Lakukan pengisian energi kembali (charge) dan kemudian lakukan tes ulang. Jika ternyata masih gagal pada saat di test menggunakan rangkaian tester muatan akumulator 12 volt maka akumulator tersebut sudah layak untuk diganti.

"Referensi Belajar Elektronika Online"

Detektor Taraf Kebisingan Suara

Detektor Taraf Kebisingan Suara

Diagram Blog Detektor Taraf Kebisingan Suara

Indikator Taraf Kebisingan Suara Dengan IC LM3915

Sensor Taraf Kebisingan Suara Dengan Mic Condenser

Bagian Penguat Sinyal

Rangkaian Pendeteksi Intensitas/Level Suara

Gambar Rangkaian Detektor Taraf Kebisingan Suara

You may also like, related Detektor Taraf Kebisingan Suara

Advertisement

Artikel Elektronika

Advertisement

Query Elektronika

Advertisement