Berikut ini beberapa konverter USB-Serial ‘FTDI’. FTDI tanda kutip karena ada kemungkinan barang-barang ini adalah imitasi (counterfeit).
USB Serial konverter ini diperlukan jika kita menggunakan mikroprosesor/mikrokontroler yang mempunyai port serial dengan output TTL 3,3 volt ataupun 5 volt, dan ingin kita hubungkan ke komputer dengan menggunakan kabel USB.
Cara lain adalah menggunakan konverter TTL 3,3 volt atau 5 volt ke RS232, namun ini hanya cocok untuk sambungan ke komputer desktop yang memiliki port serial RS232. Jika mau ke laptop misalnya, maka perlu konverter lagi dari RS232 ke USB, namun cara ini lebih repot.
Versi berikut ini menurut penjualnya menggunakan FT232BL. Tulisan pada chipnya juga sesuai.
Versi berikut ini menurut penjualnya adalah menggunakan komponen FT232RL, namun jika dilihat di IC nya tidak ada tulisan apapun. Blank saja.
Konverter USB Serial dengan anotasi pin utama
Pin-pin utama (DTR, RX, TX, VCC,CTS, GND) sudah diberi pin yang sudah disolder. Pin-pin lain tersedia lubangnya di PCB modul, dan siap untuk disolder jika perlu.
Berikut ini adalah pengujian, apakah pin TX yang disebutkan benar-benar TX. Percobaannya adalah output TX disambungkan ke LED melalui resistor 1k, kemudian dihubungkan ke GND. Kemudian di PC desktop dikirim data menggunakan software RealTerm. Dari pengujian nampak LED tersebut berkedip sesuai dengan pengiriman data, sehingga dapat disimpulkan pin TX benar-benar berfungsi sebagai TX, bukan RX>
DC volume control : volume dapat dikendalikan menggunakan input tegangan DC ke TDA7053
Few external components : hanya perlu beberapa komponen pasif untuk menjalankan TDA7053 sebagai amplifier
Mute mode : output dapat dibuat ‘mute’/sunyi dengan memberikan tegangan kurang dari 0.4 volt ke pin DC volume control.
Thermal protection : ada pengamanan terhadap panas yang berlebih, jika temperatur TDA7053 terlalu tinggi, maka penguat ini akan dinonaktifkan
Short-circuit proof : pendeteksian arus lebih pada output, jika arus output terlalu besar, maka amplifier dinonaktifkan/
No switch-on and switch-off clicks : ada pengamanan supaya tidak terjadi suara ‘klik’ ketika amplifier dinyalakan maupun dimatikan.
Good overall stability
Low power consumption : disipasi daya kecil
Low HF radiation
ESD protected on all pins : pengamanan terhadap elektrostatis pada setiap pin penguat.
Deskripsi Umum
The TDA7053A (2 x 1 W) dan TDA7053AT (2 x 0.5 W) adalah penguat stereo BTL dengan kendali volume menggunakan tegangan DC. Komponen ini dirancang untuk dipakai di perangkat televisi dan monitor, namun cocok juga untuk perangkat perekam dan radio yang menggunakan batere.
Referensi Singkat TDA7053
Tegangan supply dapat diberikan dari 4.5 volt sampai 18 volt, namun yg umum adalah 6 volt.
Daya output yang dapat diberikan ke speaker adalah masing-masing 1 watt, dengan tegangan supply 6 volt.
Blok Diagram TDA7053
Rangkaian dasar TDA7053
Pada rangkaian dasar TDA7053 nampak bahwa komponen tambahan yang diperlukan sangat sedikit.
Pada bagian input menggunakan resistor 5 kohm dan kapasitor 470 nF.
Power supply menggunakan kapasitor 220 uFdan 100 nF sebagai filter agar tegangan supply ‘bersih’ dari gangguan.
Output menggunakan 2 buah speaker 8 ohm. Daya maksimum setiap speaker adalah 1 watt.
Volume control menggunakan tegangan DC yang diberikan ke pin 2 dan 8, jadi pengaturan volume tidak perlu menggunakan potensiometer di input. Tegangan DC untuk volume ini dapat dibangkitkan dengan potensiometer, ataupun juga dengan menggunakan rangkaian lain, misal menggunakan digital to analog coverter (DAC) dari sebuah mikrokontroler.
Penguatan TDA7053 terhadap tegangan kendali
Penguatan TDA7053 dikendalikan oleh tegangan pada pin 2 dan 8. Pada tegangan kurang dari 0.4, praktis tidak ada tegangan output sama sekali, jadi masuk ke mode ‘sunyi’ (mute). Penguatan maksimum adalah 40 dB.
BTL adalah singkatan dari Bridge-Tied-Load. Pada konfigurasi BTL, satu sinyal diperkuat 2 kali, satu cabang diperkuat ke arah positif (dengan penguatan positif), satu cabang diperkuat ke arah negatif (dengan penguatan negatif). Kedua sinyal yang berlawanan ini kemudian disambungkan ke sebuah speaker. Dengan cara ini didapatkan ayunan tegangan 2x dibandingkan hanya menggunakan 1 buah amplifier. Cara ini praktis untuk mendapatkan ayunan tegangan tanpa perlu mengganti power supply dengan yang lebih besar.
MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) dapat menggantikan relay pada beberapa kondisi tertentu, namun tidak semua rangkaian relay dapat digantikan dengan MOSFET.
Relay [sumber]Relay pada prinsipnya adalah sakelar yang dikendalikan dengan arus. Transistor MOSFET adalah transistor yang dapat dioperasikan sebagai penguat, dan juga dapat dioperasikan sebagai sakelar.
Berikut ini contoh relay yang dikendalikan melalui sebuah transistor NPN. Terminal OUT dapat berasal dari rangkaian digital seperti mikrokontroler ataupun Arduino. Transistor NPN diperlukan karena arus dari rangkaian digital biasanya tidak cukup kuat untuk dapat langsung menggerakkan relay.
Resistansi ON ada, kurang dari 1 ohm. Misal untuk IRF520, Rds-on adalah 0.27 ohm
Resistansi ketika ON praktis tidak ada (0 ohm)
Ada arus bocor beberapa mikro ampere ketika OFF
Praktis tidak ada arus bocor ketika OFF
Ketika OFF, arus terblokir hanya untuk 1 arah saja, sedangkan jika arus dibalik, maka umumnya dapat lewat.
Ketika OFF, arus terblokir untuk dua arah. Jadi relay dapat dipakai untuk arus bolak-balik
Rangkaian pengendali dan rangkaian yang dikendalikan tidak terisolasi secara galvanis. Dalam contoh rangkaian di atas, rangkaian pengendali dan yang dikendalikan mempunyai ground (GND) yang sama.
Rangkaian pengendali dan rangkaian yang dikendalikan terisolasi secara galvanis.
Tegangan Drain-Source hanya dapat bertahan sampai suatu batas tertentu.
Relatif tahan terhadap lonjakan tegangan (spike)
Ukuran kecil
Ukuran besar
Umur siklus panjang
Umur siklus pendek, endurance 50 juta sampai 100 juta siklus.
Switching time (perubahan ON ke OFF dan sebaliknya) cepat.
Switching time (perubahan ON ke OFF dan sebaliknya) lambat, dalam orde 20 ms
Mikrokontroler seperti Arduino sering perlu disambungkan ke berbagai perangkat digital, untuk itu diperlukan kemampuan output dari mikrokontroler yang perlu disesuaikan dengan sifat perangkat yang dituju. Berikut ini beberapa kemungkinan permasalahan output yang dijumpai:
Tegangan kecil, arus kecil (langsung)
Tegangan kecil, arus besar (perlu penguat arus BJT/MOSFET)
Tegangan besar (perlu pengubah tegangan BJT/MOSFET, Relay)
Beban Induktif (kumparan,motor)
Galvanic Isolation (dengan optocoupler)
H-Bridge untuk motor 2 arah
Pulse Width Modulation untuk mengatur pemberian energi
Serial to Paralel untuk menambah port I/O
Tegangan Kecil Arus Kecil
Tegangan kecil di sini maksudnya adalah tegangan perangkat output sama atau kurang dari tegangan output mikrokontroler.
Arus kecil di sini maksudnya adalah arus yang diperlukan perangkat output sama atau kurang dari kemampuan arus output mikrokontroler.
Pada kasus ini output dari mikrokontroler cocok dari sisi arus maupun tegangan, sehingga output mikrokontroler dapat langsung dihubungkan ke beban / perangkat output.
Misal, output yang diinginkan adalah menyalakan sebuah LED. LED mempunyai tegangan maju sekitar 2 volt, dengan arus 25 mA jika ingin cukup terang. Port pada ATMega328 dapat memberikan arus maksimal 40 mA, dengan tegangan output 5 volt, maka dalam hal ini, LED dapat langsung dihubungkan ke output ATMega328 tanpa perlu penguatan, cukup dengan resistor sebagai pembatas arus.
LED output
Tegangan Kecil Arus Besar
Tegangan kecil di sini maksudnya adalah tegangan perangkat output sama atau kurang dari tegangan output mikrokontroler.
Arus besar di sini maksudnya adalah arus yang diperlukan perangkat output lebih dari kemampuan arus output mikrokontroler.
Contoh kasus:
lampu LED perlu 25 mA, sedangkan output mikrokontroler hanya sanggup 8 mA karena pin output lain juga aktif
LED 7 segmen , setiap segmen 25 mA, jadi perlu total 25 mA x 8 = 200 mA untuk arus di pin common anoda/katoda.
Dalam hal ini maka diperlukan penguatan arus, yang antara lain dapat dilakukan dengan komponen berikut:
Transistor BJT NPN (misal BC548)
Transistor BJT PNP (misal BC557)
Transistor MOSFET kanal N (misal IRF520)
Transistor MOSFET kanal P
Transistor Darlington terintegrasi, seperti IC ULN2803
Secara teoritis, penguatan ini dapat juga dilakukan menggunakan penguat / amplifier analog ataupun op-amp, namun hal ini tidak praktis karena penguat analog umumnya menggunakan transistor dalam kondisi aktif sehingga penggunaan arus lebih besar. Penguat digital hanya menggunakan 2 keadaan transistor ON dan OFF, sehingga disipasi daya pada transistor lebih kecil.
Contoh rangkaian penguat arus dengan transistor NPN sebagai berikut:
Tegangan besar di sini maksudnya adalah tegangan yang diinginkan lebih tinggi dari tegangan output mikrokontroler. Misal output mikrokontroler adalah TTL 5 volt, sedangkan output diinginkan level CMOS, misal 9 volt. Maka dapat dipakai rangkaian berikut ini:
Konverter TTL 5 volt ke level CMOS
Pada contoh berikut ini , ada 5 buah LED seri yang ingin dinyalakan. 1 LED memerlukan tegangan 2 volt, sehingga total perlu 10 volt. Untuk itu diperlukan transistor NPN sebagai sakelarnya.
Beban induktif perlu dioda pengaman, karena ketika output dimatikan maka arus pada dioda masih ingin tetap mengalir.
Jika arus apda beban induktif melebihi kemampuan output port mikrokontroler maka arus perlu diperkuat dengan transistor BJT ataupun MOSFET.
Penguat output untuk beban induktif
Jika perlu banyak mengendalikan beban induktif, maka alternatif yang baik adalah IC ULN3803. ULN2803 di dalamnya sudah memiliki penguat arus dengan transistor dan dioda pengaman, sehingga cocok untuk beban induktif. Kemampuan arus setiap kanalnya adalah 500 mA.
ULN2803 diagram
Galvanic Isolation
Pada galvanic isolation, antara mikrokontroler dengan komponen yang dikendalikan tidak terdapat hubungan secara elektrik. Jalur ground dan sinyal betul-betul terpisah. Untuk mencapai galvanic isolation dapat menggunakan kopling magnetik ataupun optocoupler. Untuk aplikasi Arduino yang sederhana, yang praktis adalah menggunakan optocoupler jika dekat, dan menggunakan fiber optik jika jaraknya agak jauh.
Galvanic isolation
H-Bridge
H-Bridge diperlukan untuk beban yang memerlukan polaritas yang dapat diubah.
Penambahan port input output pada Arduino dapat dilakukan dengan menggunakan komponen antar muka serial ke paralel. Komponen yang sering dipakai di antaranya adalah “74HC164 8-Bit Parallel-Out Serial Shift Register” dan “PCF8574 Remote8-Bit I/O Expander for I2C Bus“.
Diagram logika 74HC164 shift register
Prinsip kerja 74HC164 adalah sebagai sebuah shift register 8 bit. Data serial dimasukkan pada pin A dan B. Setiap ada pulsa clock pada pin CLK, maka data 1 bit dimasukkan ke shift register. Data pada shift register ditampilkan pada pin Qa sampai dengan Qh. Jadi setiap 74HC164 dapat menambah 8 port output. Jika diinginkan lebih dari 8 port output, maka 74HC164 berikutnya dapat ditambahkan secara cascade. 74HC164 ini hanya dapat berfungsi sebagai output digital.
Alternatif lainnya adalah menggunakan IC 74HC595. Prinsip kerjanya serupa, namun kelebihan 74HC595 adalah terdapat tambahan register output selain shift register, sehingga perubahan output dapat dilakukan secara serentak. 74HC595 juga memiliki three-state buffer di bagian outputnya sehingga lebih fleksibel.
Blok diagram 74HC595
PCF8574 adalah periferal I2C yang memiliki 8 buah port input output digital. PCF8574 dapat disambungkan dengan protokol I2C ke mikroprosesor. Jika memerlukan lebih dari 8 port digital, maka dapat ditambahkan PCF8574 berikutnya. Setiap PCF8574 mesti memiliki alamat yang berbeda. Alamat dapat diatur dengan pin A0,A1 dan A2, sehingga dari kombinasi 3 pin ini kita dapat menghubungkan 8 buah PCF8574 ke sebuah mikroprosesor, total menjadi 8×8 = 64 port digital sebagai input ataupun output.
Saat ini mikroprosesor sudah tersedia dalam bentuk mikrokontroler seperti ATmega328 yang sudah mengintegrasikan CPU, memori dan periferal input output di dalamnya. Akibatnya untuk membuat suatu sistem mikroprosesor tidak lagi diperlukan banyak komponen pendukung lain. Mikrokontroler ini masih memerlukan kristal, power supply dan beberapa komponen lain.
Selain itu juga banyak yang sudah tersedia dalam bentuk modul, seperti Arduino UNO, Arduino Nano, Blue Pill dan sebagainya. Pada modul seperti ini, kita dapat menjalankan sistem mikroprosesor tersebut cukup hanya dengan menambahkan catu daya USB saja.
Namun demikian, kadang-kadang fasilitas yang disediakan oleh mikrokontroler ataupun modul tersebut masih kurang, sehingga masih diperlukan tambahan komponen pendukung. Berikut ini beberapa komponen pendukung yang sering dipakai.
Mikroprosesor / CPU
Komponen utama suatu sistem mikroprosesor adalah sebuah CPU (Central Processing Unit). CPU ini belum dilengkapi dengan memori, sehingga untuk dapat dijalankan sebagai sistem minimum, CPU ini masih perlu ditambah memori RAM dan EEPROM. Berikut ini keluarga CPU yang (dulu) populer di Indonesia:
Keluarga Z80 buatan Zilog
Keluarga 6800 buatan Motorola
Zilog Z0840004PSC
Pada saat ini penggunaan CPU sudah jarang, biasanya kita menggunakan mikrokontroler yang lebih praktis.
Berikut ini contoh rangkaian mikroprosesor berbasis CPU tipe 6802, dari keluarga 6800 buatan Motorola. (https://www.sbprojects.net/projects/nano6802/index.php)
Sistem minimum 6802
Pada rangkaian tersebut, komponen utamanya adalah sebagai berikut:
6802 sebagai CPU
2732A sebagai EPROM
6821 sebagai antar muka digital
Pada rangkaian tersebut tidak ada SRAM, karena di dalam 6802 sudah ada RAM sebanyak 128 byte.
Sumber Clock
Mikroprosesor yang kita pakai sekarang umumnya termasuk ke dalam sistem digital sinkron sekuensial, sehingga suatu mikroprosesor memerlukan clock. Sumber clock yang umum digunakan adalah osilator internal menggunakan resistor dan kapasitor, serta bisa juga menggunakan kristal. Rangkaian osilator dengan resistor dan kapasitor sangat sederhana, namun kurang teliti. Kristal menghasilkan clock yang lebih teliti. Jika diperlukan ketelitian waktu yang lebih tinggi, dapat dilihat di artikel “Sumber Clock pada Rangkaian Elektronik“
Kristal 12 MHz dan resonator 18.083 MHz
RAM
RAM (Random Access Memori) fungsinya sebagai memori yang dapat dibaca dan ditulis oleh mikroprosesor.
Salah satu jenis static RAM yang populer dipakai adalah tipe 6264. RAM ini berkapasitas 8 kilobyte (8192 byte).
Static Random Access Memori 6264
Mikrokontroler versi terbaru umumnya sudah dilengkapi RAM di dalamnya, sehingga kita tidak perlu menambahkan RAM lagi.
Selain static RAM (SRAM), ada juga dynamic RAM (DRAM). DRAM lebih murah dibandingkan SRAM, namun rangkaiannya lebih kompleks. DRAM populer digunakan pada mikroprosesor yang memerlukan RAM besar.
EPROM atau Erasable Programmable Read Only Memory, adalah memori yang dapat diprogram dengan menggunakan perangkat programmer, dan dapat dihapus dengan menggunakan cahaya ultraviolet.
EPROM yang populer digunakan adalah tipe 27C64. EPROM ini berkapasitas 8 kilobyte (8192 byte)
EPROM 27C64
Input Output Digital Mikroprosesor
Untuk antar muka digital dari bus di dalam sistem mikroprosesor ke luar, diperlukan komponen antar muka digital. Komponen yang populer dipakai adalah IC PPI (Programmable Peripheral Interface) tipe 8255 buatan Intel dan 6821 dari Motorola.
Berikut ini PPI 8255 yang sering dipakai bersama mikroprosesor keluaran Intel, seperti 8088 dan 8086
Intel PPI 8255
Berikut ini IC Peripheral Interface Adapter (PIA) model MC6820 dan MC6821. Keduanya sering dipakai bersama mikroprosesor keluaran Motorola, seperti 6802 dan 6805.
Motorola MC6820 dan MC6821
Fungsi input output digital dari bus mikroprosesor juga dapat dilakukan dengan komponen IC digital berikut ini
Pada mikroprosesor model lama seperti Z80 dan Motorola 6800, masih diperlukan komponen register pada bus mikroprosesor. Pada mikrokontroler model baru seperti ATmega328 dan ESP32, bus mikroprosesor sudah built-in, jadi tidak perlu diutak atik lagi oleh pendesain sistem.
Komponen yang dipakai pada bus antara lain sebagai berikut:
74HC138 Multiplexer, sebagai address decoder
74HC245 buffer 2 arah 8 bit, sebagai input output digital , ataupun bus driver
74HC573 latch 8 bit, sebagai bus multiplexer
Input Digital
Mikrokontroler zaman sekarang sudah memiliki input output digital built-in, sehingga tidak memerlukan tambahan PPI atau PIA. Namun kadang perlu komponen tambahan untuk menambah jumlah port, ataupun untuk konversi tegangan.
Berikut ini beberapa komponen yang umum dipakai pada sistem mikroprosesor untuk menambah kemampuan input digital:
74HC164 serial input parallel output shift register tanpa output latch, dipakai untuk menambah jumlah port output
74HC165 parallel input serial output shift register, dipakai untuk menambah jumlah port input
PCF8574 untuk menambah jumlah port input output , antar muka ke mikrokontroler menggunakan protokol I2C
Level Converter jika tegangan input dari sensor/transduser tidak sama dengan tegangan input mikrokontroler. Detail dibahas di artikel “Teknik Input Digital“. Salah satu cara yang praktis dengan menggunakan bidirectional logic level converter.
Output Digital
Berikut ini beberapa komponen yang umum dipakai pada sistem mikroprosesor untuk menambah output digital:
74HC595 serial input parallel output shift register dengan output latch, dipakai untuk menambah jumlah port output
PCF8574 untuk menambah jumlah port input output , antar muka ke mikrokontroler menggunakan protokol I2C
Output digital dari mikrokontroler juga kadang-kadang perlu diperkuat arusnya, ataupun diubah tegangannya. Berikut ini beberapa komponen yang sering dipakai:
ULN2803 Darlington driver, untuk memperkuat arus dari port mikroprosesor, dapat menangani arus sampai 500 mA
Digital Level Converter jika tegangan output mikrokontroler tidak sama dengan tegangan perangkat yang dikendalikan. Salah satu cara yang praktis dengan menggunakan modul bidirectional logic level converter.
Transistor NPN, PNP, MOSFET kanal N, kanal P sebagai penguat arus. Dibahas detail di artikel “Teknik Output Digital“
3.3V 5V Bi Directional Level Converter
Referensi
https://www.ti.com/product/PCF8574
Penguat Output Dengan H-Bridge
H-Bridge adalah rangkaian output khusus untuk menggerakkan motor DC dengan 2 arah. Pada umumnya komponen utamanya adalah 4 buah transistor BJT/MOSFET yang dapat dikonfigurasikan sehingga polaritas output dapat dibalik.
Untuk input analog diperlukan ADC (Analog to Digital Converter). Pada mikrokontroler seperti ATmega328 sudah dilengkapi ADC. Jika ADC ini tidak cukup , atau mikrokontroler tidak ada ADC, maka kita perlu menambah ADC eksternal.
Contoh ADC yang mudah dipakai untuk mikrokontroler:
MCP3008: 8 kanal 10 bit, antar muka SPI
ADS1115: 4 kanal 16 bit, antar muka I2C
HX711: 2 kanal 24 bit, antar muka serial digital. Umumnya dipakai untuk timbangan digital.
Untuk output analog diperlukan DAC (Digital to Analog to Converter). Mikrokontroler seperti ESP32 sudah dilengkapi DAC 8 bit, namun umumnya mikrokontroler tidak dilengkapi DAC.
Komunikasi digital ke periferal sering menggunakan protokol I2C ataupun SPI. Namun jika level tegangan dengan periferal berbeda, maka perlu tambahan komponen bidirectional logic converter.
Mikrokontroler umumnya memiliki port komunikasi serial asinkron dengan level tegangan 3,3 volt ataupun 5 volt, sesuai dengan tegangan kerja mikrokontroler tersebut. Supaya dapat dihubungkan dengan perangkat lain yang menggunakan level tegangan RS232, perlu ada konverter TTL ke RS232, seperti MAX232
Jika komunikasi menggunakan RS-485, maka perlu mengubah level tegangan TTL menjadi RS-485 dengan komponen seperti MAX485.
Jika ingin menghubungkan port komunikasi asinkron dengan port USB di komputer, maka perlu menggunakan modul USB to Serial. Modul USB to serial yang populer adalah yang berbasis chipset FTDI dan chipset CH340
Modul USB to Serial TTL CH340
Regulator DC
Jika tegangan dari power supply/baterai tidak sama dengan tegangan kerja mikrokontroler, maka perlu ditambahkan regulator yang sesuai.
Regulator yang umum dipakai adalah dari tipe linear dan tipe switching.
Contoh regulator linear yang umum:
LM7805
LM317
Regulator LM7805
Contol regulator step down DC to DC converter adalah LM2596. IC ini sudah tersedia dalam bentuk modul, sehingga tidak perlu dirakit lagi dari komponen diskrit.
DC to DC Converter step down LM2596
Jika diinginkan konversi energi yang lebih efisien, lebih baik menggunakan DC to DC converter. Saat ini sudah banyak dijual berbagai macam modul DC to DC converter.
Power supply / adaptor diperlukan untuk mengubah tegangan jala-jala listrik 220 volt menjadi tegangan rendah yang dapat dipakai untuk mikroprosesor. Umumnya mikroproser memerlukan tegangan 5 volt DC, namun kadang ada juga perangkat seperti motor DC yang memerlukan tegangan 12 volt DC.
Jika memerlukan beberapa tegangan, dapat dipakai beberapa power supply, atau 1 power supply ditambah dengan regulator untuk mengubah tegangan output ke tegangan lain yang diinginkan. Misal jika diperlukan tegangan 12 volt dan 5 volt, bisa saja dipakai 1 power supply dengan output 12 volt DC dan ditambah regulator DC to DC converter step down 12 volt ke 5 volt DC.
Power Supply 12 volt 5 ampere
Power supply yang hemat energi adalah dari tipe switching power supply, misal power supply 12 volt berikut ini.
Beberapa macam power supply 12 volt
Baterai
Jika perangkat dirancang untuk mobile atau tidak ada akses ke jala-jala listrik, maka perlu sumber daya internal berupa baterai. Alternatif lain menggunakan sel surya plus baterai.
Baterai 18650 4200 mWh
Tegangan baterai jarang yang sesuai dengan tegangan kerja mikroprosesor. Tegangan baterai juga berubah (menurun) tergantung kapasitas baterai yang terpakai. Untuk menjaga tegangan supply yang konstan, biasanya output dari baterai ini perlu disambungkan ke regulator atau DC to DC converter.
Komponen lain yang diperlukan namun belum dibahas di artikel ini:
LED (Light Emitting Diode) untuk display dan indikator
Berikut ini perangkat software defined radio RTL-SDR-V3.
Salah satu fungsinya adalah untuk membuat penerima ADSB.
RTL-SDR V3 menurut situs RTL-SDR.com
RTL SDR V3 yang dibongkar sendiri
RTL SDR V3 dan casing
Salah satu komponen utama RTL-SDR V3 adalah chip tuner R820T2. Di sebelahnya ada kristal 28.8 MHz jenis TCXO (Temperature Compensated Crystal Oscillator).
Berikut ini rotary encoder yang sudah dibuka casingnya
Berikut ini detail close up rangkaian dalam dari rotary encoder.
Nampak ada komponen aktif berupa regulator LM7805 dan 2 buah transistor serta dioda. Isi dalamnya mirip dengan yang dibongkar di artikel https://wemakethings.net/2014/05/26/rotary-encoder-teardown/, namun tidak sama persis.
Berikut ini rangkaian versi lain dari https://wemakethings.net/2014/05/26/rotary-encoder-teardown/:
rotary encoder
Berikut ini keterangan menurut situs Aliexpress (https://www.aliexpress.com/item/lpd3806-600bm-g5-24c-AB-Two-Phase-5-24V-600-Pulses-Incremental-Optical-Rotary-Encoder/32857035640.html):
AB Two Phase 5-24V 600 Pulses Incremental Optical Rotary Encoder
Uses:
For measuring the rotational speed of the object, angle, acceleration, and length measurements.
Scope of use:
Suitable for intelligent control of various displacement measurement, automatic fixed-length leather automatic guillotine machine, steel fixed length cutting controller, civil measured height human scale, college game with robots.
Feature:
AB two-phase incremental optical rotary encoder 600 pulses, NPN open collector output . (We also have 360 pulses and 600 pulses in stock, including NPN open collector output and voltage output two kinds of output. If you need please leave message for which one, or we will send by default 600 pulses and NPN open collector output ).
Standard with 1.5 m cable
Performance: 400 pulses / rev.
Operating voltage: DC5-24V
Maximum mechanical speed: 5000 rev / min
The electrical response frequency: 20K / sec
Integrated speed: 2000 rev / min
Size: Encoder body size: φ38mm; shaft φ6 × 13mm; axis platform: High 5mm, φ20mm; fixing holes for: M3 screws
Three mounting holes on the circle 30, and the other three mounting holes on the 28 circle ; side qualify.
Output:
AB rectangular two-phase quadrature pulse output circuit output NPN open collector output type, this output type can and with internal pull-up resistor connected directly to the microcontroller or PLC, such as 51 single or Mitsubishi PLC (PLC’s input to switch connected to 0V should work), Note: If the encoder is not connected to the device can not be directly oscilloscope oscilloscope (open collector output when there is no pull-up resistor, there is no voltage output) to oscilloscope please plus two pull-up resistor AB two-phaseoutput;
Berikut ini foto-foto prototipe kit untuk percobaan pengendalian posisi/kecepatan motor dengan menggunakan kendali digital berbasis sistem mikroprosesor.
Komponen utama adalah sebagai berikut
Motor DC 12 volt tipe 775
Poros utama 8 mm
Pillow bearing 8mm
Rotary Encoder 400 pulse , poros 6 mm
Dua buah Pelat Aluminium 5mm sebagai momen inersia
closed loop timing belt dengan panjang 160 mm
Pulley GT2 dengan poros 8 mm (untuk dipasang di poros utama)
Pulley GT2 dengan poros 6 mm (untuk rotary encoder)
Kit Kendali Motor Digital dalam keadaan terbuka
Penutup diperlukan agar melindungi kit praktikum dan memudahkan penyimpanan.
Kit Kendali Motor Digital dalam keadaan tertutup
Berikut ini komponen utama yaitu motor 12 volt tipe “775”, atau lengkapnya GRS-775-PH-3865DF-12,0VDC GT2017 C.
Motor tipe 775
Sebagai momen inersia menggunakan 2 buah pelat aluminium dengan tebal 5mm dengan diameter 12 cm.
Tepat di balik pelat aluminium dipasang sebuah pillow bearing sebagai dudukan poros.
Poros dan pillow bearing
Rotary encoder 400 pulsa sebagai sensor posisi dan kecepatan motor. Outputnya berupa sinyal digital yang dibaca oleh sistem mikroprosesor
Poros utama dihubungkan ke rotary encoder dengan closed loop timing belt dengan panjang 160 mm. Terdapat pulley di masing-masing poros.
Timing belt dan pulley
Motor dihubungkan ke poros utama dengan flexible coupling. Nampak juga dudukan poros menggunakan pillow bearing.
Flexible Coupling
Output dari sistem mikroprosesor (Arduino, ARM dan sebagainya) tidak cukup kuat untuk menggerakkan motor. Untuk itu perlu diperkuat dulu dengan motor driver.
Contoh pertama adalah motor driver yang populer: L298N yang menggunakan komponen aktif dengan teknolgi BJT (Bipolar Junction Transistor).
Motor driver L298N
Motor driver L298N
20 unit Motor Driver L298N
Sebagai alternatif motor driver adalah IC TB6612FNG yang menggunakan teknologi MOSFET
Pada Arduino Nano dan Arduino UNO terdapat pin dengan nama ‘5V’. Menurut nama pin tersebut, seharusnya pin tersebut bertegangan 5 volt, namun ternyata tidak selalu demikian.
Berikut ini beberapa board Arduino yang akan diukur tegangan pin ‘5V’-nya.
Arduino UNO Original
Arduino Nano Clone (KW) specimen 2
Arduino Nano Clone (KW) specimen 1
Board Arduino Nano Clone mirip, namun nampak ada perbedaan kecil pada kedua board tersebut.
Berikut ini hasil pengukuran pin ‘5V’ pada 2 buah board Arduino Nano Clone (KW), dan 1 buah board Arduino UNO (ORI). Sumber tegangan menggunakan 2 macam, yaitu pertama melalui kabel USB, dan kedua melalui pin VIN pada board Arduino.
Board
Output 5V dengan Power dari USB (Desktop PC)
Output 5V dengan Power VIN dari adaptor 7,5 volt
Arduino Nano KW specimen 1
3.37 volt
4.97 volt
Arduino Nano KW specimen 2
4.6 volt
4.92 volt
Arduino UNO ORI
4.89 volt
4.98 volt
Kesimpulan
Tegangan supply dari USB menghasilkan tegangan pada pin ‘5V’ yang bervariasi
Tegangan supply dari pin VIN menghasilkan tegangan ‘5V’ yang lebih konsisten mendekati 5 volt.
Arduino UNO ORI memberikan hasil tegangan ‘5V’ lebih bagus untuk power dengan USB.
Dalam beberapa rangkaian elektronika diperlukan tegangan referensi yang presisi, misalkan untuk ADC (analog to digital converter) ataupun untuk DAC (digital to analog converter). Untuk itu diperlukan tegangan referensi yang tegangannya tepat sesuai yang diinginkan, dan relatif stabil terhadap perubahan catu daya maupun temperatur.
Regulator seperti LM7805 dan LM78L05 kurang cocok karena regulator ini dirancang untuk memberikan arus besar, bukan untuk memberikan tegangan yang tepat.
Berikut ini komponen tegangan referensi yang tersedia di pasaran Indonesia:
Surge Protector TP-Link TL-ANT24SP untuk antenna 50 ohm
Surge Protector TP-Link TL-ANT24SP
Surge protector ini digunakan untuk menghilangkan imbas petir pada kabel 50 ohm. Saat ini kompon ini saya pakai untuk melindungi perangkat penerima ADS-B dari sambaran petir tak langsung.
