Aplikasi Phototransistor

Aplikasi Phototransistor

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan
2. Alat dan Bahan
3. Dasar Teori
4.Percobaan

Aplikasi Phototransistor

1. Tujuan  [Kembali]

•     Merangkai dan menguji aplikasi output pada Phototransistor

2. Alat dan Bahan  [Kembali]

• Arduino
• LED
• Optocoupler/ Phototransistor

3. Dasar Teori  [Kembali]

A.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 pada prkatikum ini adalah arduino mega yang menggunakan chip AVR ATmega 2560 yang memiliki fasilitas PWM, komunikasi serial, ADC, timer, interupt, SPI dan I2C. Sehingga Arduino bisa digabungkan bersama modul atau alat lain dengan protocol yang berbeda-beda. Bahasa pemograman yang digunakan adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga lebih mudah dalam memprogramnya. Dalam memprogram arduino, kita bisa menggunakan serial komunikasi agar arduino dapat berhubungan dengan komputer ataupun aplikasi lain.

Beberapa fitur dari Arduino Mega 2560 ini adalah :

Microcontroller	ATmega2560
Operating Voltage	5V
Input Voltage (recommended)	7-12V
Input Voltage (limits)	6-20V
Digital I/O Pins	54 (of which 15 provide PWM output)
Analog Input Pins	16
DC Current per I/O Pin	20 mA
DC Current for 3.3V Pin	50 mA
Flash Memory	256 KB of which 8 KB used by bootloader
SRAM	8 KB
EEPROM	4 KB
Clock Speed	16 MHz

BAGIAN-BAGIAN DARI ARDUINO MEGA 2560

• ·         Soket USB

     Soket USB adalah soket untuk kabel USB yang disambungkan ke komputer atau laptop.

Berfungsi untuk mengirimkan program ke Arduino dan juga sebagai port komunikasi serial.

·         Input / Output Digital

     Input/Output Digital atau digital pin adalah pin-pin untuk menghubungkan Arduino dengan

komponen  atau  rangkaian  digital.  Pada  Arduino  Mega  terdapat  53  I/O  Digital  dimana  16

diantaranya dapat dijadikan sebagai output PWM

 

• ·         Input Analog

    Input Analog atau analog pin adalah pin-pin yang berfungsi untuk menerima sinyal dari komponen atau rangkaian analog. Misalnya dari potensiometer, sensor suhu, sensor cahaya, dsb.

Terdapat 16 input analog pada arduino mega 2560.

• ·         Pin POWER

     Pin-pin catu daya adalah pin yang memberikan tegangan untuk komponen atau rangkaian yang dihubungkan dengan Arduino. Pada bagian catu daya ini terdapat juga pin Vin dan Reset.Vin digunakan untuk memberikan tegangan langsung kepada Arduino tanpa melalui tegangan USB atau adaptor.

• ·         Tombol RESET

     Reset adalah pin untuk memberikan sinyal reset melaui tombol atau rangkaian eksternal.

• ·         Jack Baterai/Adaptor

     Soket baterai  atau adaptor digunakan untuk menyuplai Arduino dengan tegangan  dari  baterai/adaptor 9V pada saat Arduino sedang tidak disambungkan ke komputer. Kalau Arduino sedang disambungkan ke komputer melalui USB, Arduino mendapatkan suplai tegangan dari USB, jadi tidak perlu memasang baterai/adaptor saat memprogram Arduino.

B. LED

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.

C.Optocoupler

Optocoupler atau dikenal juga sebagai opto-isolator maupun photocoupler adalah komponen elektronika yang mentransfer sinyal listrik antara dua bagian (bagian sumber dan penerima) melalui cahay. Bagian sumber adalah LED dan penerima bisa berupa Phototransistor.

Bagian sumber dan bagian penerima tidak terhubung secara fisik namun sepenuhnya terpisah. Optocoupler melindungi bagian sinyal kuat untuk memengaruhi sistem di bagian yang menggunakan sinyal rendah. Misalnya jika ingin menyalakan pompa air menggunakan mikrokontroller jika mikrokontroller yang diinginkan tidak terpengaruh oleh beban pompa tersebut maka dapat menerapkan optocoupler.

Salah satu jenis yang umum digunakan adalah seperti gambar berikut

Seperti yang telah diketahui, arus kolektor dapat mengalir menuju emiter hanya jika terdapat arus basi. Cahaya pada LED akan jatuh pada area basis sehinggga arus basis dapat dibangkitkan. Salah satu parameter yang terpenting pada komponen ini adalah CTR ( current Transfer Ratio). CTR ini mirip dengan HFE atau SS pada transistor. Besarnya nilai CTR tergantung dari penguatan transistor , tegangan suplai ke transistor, serta suhu lingkungan.

Ada dua fungsi utama transistor, yaitu sebagai saklar dan sebagai penguat. Saklar identik dengan mode digital sedanga penguat identik dengan mode analog. Konsepnya sederhana, jika ingin transistor sebagai saklar, maka buatlah transistor tersebut pada posisi saturasi atau cutoff secara bergantian. Jika sebagai penguat, buatlah berada dikedua daerah tersebut.

Berikut jika ingin membuat output optocoupler dalam kondisi digital

Berikut jika ingin membuat output optocoupler dalam kondisi analog

4.Rangkaian

Prinsip kerja :

#Dalam software proteus tidak terdapat Phototransistor sehingga digunakan optocoupler

Arduino diprogram untuk memberikan input digital (HIGH /  LOW) kepada optocoupler sebagai sinyal masukan dari PIN DIGITAL 7. Dalam kesempatan ini, output optocoupler diatur sedemikian rupa sehingga memberikan output analog. Output analog ini kemudian yang akan menghidupkan LED.  Ketika arduino memberikan input HIGH, maka LED pada optocoupler akan menyala dan memberikan input kepada Basis transistor optocoupler. Arus dari Kolektor hanya akan mengalir ke Emitor jika terdapat arus di Basis. Arus di Basis ini dipengaruhi oleh LED dari Optocoupler. Kemudian Emitor akan memberikan arus kepada LED sehingga LED akan menyala. Adapun karena output berupa analog maka perhitungannya sebagai berikut

Dengan VCC adalah 12V dan asumsi bahwa arus Emitter adalah sama dengan Arus Kolektor yaitu 4mA(dengan input 10mA dan CTR 40%) maka RL maksimum adalah 2.8K ohm

5.Listing Program

#define opto_pin 7                                      //mendefenisikan pin yang akan dihubungkan ke opto

void setup() {

  // put your setup code here, to run once:

  Serial.begin(9600);                                

  pinMode(opto_pin, OUTPUT);             //mendefinisikan pin yang dihubungkan ke opto sebagai                                                                      ouput dari arduino

}

void loop() {

  // put your main code here, to run repeatedly:

  digitalWrite(opto_pin, HIGH);       //memberi logika HIGH

  delay(500);                                 //delay 0.5 detik

  digitalWrite(opto_pin, LOW);    ///memberi logika LOW

  delay(500);                              //delay 0.5 detik

}

6. Flowchart

7.Link Download

A.Proteus

B.Video

C.Program

8.Referensi tambahan

sumber : 

https://tutorkeren.com/artikel/tutorial-optocoupler-teori-dan-penerapan.htm

https://www.renesas.com/in/en/products/optoelectronics/technology/ctr.html