Water Tank Controller (WTC v.1)

Ock,,,

Untuk proyek selanjutnya ialah pembuatan sistem kendali untuk pengisian tangki air (Water Tank Controller), yg secara mendasar peralatan ini akan mengendalikan hidup/mati (on/off) pompa air yg digunakan untuk mengisi tangki air.

Berikut adalah gambar blok diagram skematik dari peralatan yg akan dibuat

Penjelasan umum dari sistem kerja peralatan akan diuraikan sebagai berikut :

1. Water Tank Sensor akan mendeteksi tingkat (level) air di dalam tangki, dari tingkat kosong dan tingkat terisi penuh. Keadaan tingkat air kemudian akan diinformasikan kepada microcontroller.
2. Led Indicator + Push Button Module merupakan peralatan antarmuka (interfacing device) yg menjadi sarana bagi pengguna untuk pengoperasian peralatan Water Tank Controller.
3. Relay Driver Module akan berfungsi untuk mengatur keadaan on/off dari pompa air yg digunakan untuk mengisi tangki air.
4. Microcontroller akan menjadi pusat pemproses keseluruhan operasional dari peralatan Water Tank Controller.

Berikut gambar diagram skematik rangkaian dari LED Indicator + Push Button Module

berikutnya ialah gambar rangkaian yg telah jadi

dan berikutnya ialah ilustrasi gambar yg memuat keterangan dari fungsi-fungsi tombol yg digunakan dan penjelasan dari masing-masing Led Indicator

Berikut adalah gambar dari peralatan Water Tank Controller (WTC v.1) yg telah selesai dibuat, dipasang (mounting) dan digunakan

LED Lamp (LELA v.1)

Ock,,,

Untuk proyek berikutnya kita akan membuat lampu Light Emitting Diode (LED) yg dapat diatur tingkat kecerahannya.

Berikut adalah gambar blok diagram skematik dari peralatan yg akan kita buat

Penjelasan umum dari sistem kerja peralatan akan diuraikan sebagai berikut :

• Potentiometer akan digunakan sebagai input analog yg kemudian akan dikonversi menjadi digital dengan memanfaatkan fasilitas Analog to Digital Converter (ADC) yg terdapat pada microcontroller.
• Selanjutnya sinyal digital hasil konversi tersebut akan diproses oleh microcontroller untuk kemudian dijadikan acuan pembentukan sinyal Pulse Width Modulation (PWM) oleh microcontroller.
• Sinyal PWM yg telah terbentuk oleh microcontroller tersebut maka akan dikirimkan menuju LED-Fan Driver Module yg dalam proyek ini menggunakan 1 buah Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET).
• LED-Fan Driver Module kemudian dihubungkan dengan rangkaian LED yg selanjutnya akan menggunakan sinyal PWM tersebut untuk mengatur tingkat kecerahan dari lampu LED.

Secara mendasar dengan mengubah-ubah tingkat putaran dari potentiometer maka kita jg mengubah-ubah tingkat kecerahan dari lampu LED tersebut.

Berikut gambar diagram skematik rangkaian dari LED-Fan Driver Module

dan berikutnya ialah gambar rangkaian yg telah jadi

Selanjutnya ialah gambar dari rangkaian LED yg digunakan

Berikut ialah gambar proyek LED Lamp v.1 yg telah jadi

Drill Machine Controller (DMC v.1)

Ock,,,

Berikutnya kita akan membuat mesin kendali bor (Drill Machine Controller), yg secara mendasar mesin ini digunakan untuk membantu kita dalam proses pengeboran PCB dengan menggunakan bor tangan (Hand Drill) yg secara umum biasa dapat kita jumpai dan beli dipasaran. Mesin ini hanya dapat digunakan untuk bor tangan yg menggunakan tegangan DC dan mampu mengendalikan kecepatan serta arah putaran dari bor tangan tersebut.

Berikut adalah gambar blok diagram skematik dari peralatan Drill Machine Controller yg akan dibuat

Penjelasan tambahan dari gambar blok diagram di atas, adalah sebagai berikut :

• H-Bridge Module yg digunakan ialah rangkaian elektronika H-Bridge yg secara umum digunakan untuk mengatur kecepatan putaran motor dan arah dari putaran motor tersebut. Kecepatan putaran motor dapat diatur mulai dari 0% (tidak berputar) hingga 100% (berputar dengan kecepatan penuh). Arah putaran motor dapat diatur secara bolak-balik, yaitu searah jarum jam (Clock-Wise; CW) atau berlawanan arah jarum jam (Counter Clock-Wise; CCW).

Berikut adalah gambar skematik rangkaian dari H-Bridge Module tersebut

berikutnya ialah gambar rangkaian yg telah jadi

Berikut ialah ilustrasi gambar yg memuat keterangan dari fungsi-fungsi tombol yg digunakan

dan berikutnya adalah gambar dari peralatan Drill Machine Controller yg telah selesai dibuat

PCB Etching Machine (PEM v.1)

Ock,,,

Berikutnya kita akan membuat mesin pengaduk PCB (PCB Etching Machine), yg pada dasarnya mesin ini digunakan untuk membantu mengaduk secara otomatis pada saat proses pembuatan rangkaian elektronik di PCB.

Berikut adalah gambar blok diagram skematik dari peralatan PCB Etching Machine yg akan dibuat

Penjelasan tambahan dari gambar blok di atas, adalah sebagai berikut :

• Motor Servo digunakan sebagai penggerak (actuator).

Berikut adalah ilustrasi gambar dari peralatan Motor Servo tersebut

• LCD Display yg digunakan ialah 16x4 Liquid Crystal Display (LCD) Character, yg mampu menampilkan karakter dalam 16 kolom dan 4 baris. Keypad yg digunakan ialah Saklar Tekan (Push Button Switch) yg dirangkai secara matrik 3x3 (3x3 matrix array), sehingga total terdapat 9 tombol yg dapat digunakan.

Berikut adalah gambar skematik rangkaian dari LCD Display dan Keypad tersebut

berikutnya ialah gambar rangkaian yg telah jadi

dan berikutnya ialah ilustrasi gambar yg memuat keterangan dari fungsi-fungsi tombol yg digunakan

Berikut adalah gambar dari peralatan PCB Etching Machine yg telah selesai dibuat

Microcontroller Minimum System AVR ATmega8 (PDIP)

Ock,,,

Yang selanjutnya untuk para Embedded System mania,,,

Berikut adalah gambar skematik rangkaian

dan berikutnya ialah gambar rangkaian yg telah jadi dan siap digunakan

Catatan :

1. Secara umum rangkaian di atas disebut Microcontroller Minimum System ATmega8 (Sistem Minimal Mikrokontroler ATmega8), disebut demikian karena pada rangkaian tersebut terdapat sistem elektronika sederhana yg menggunakan hanya satu mikrokontroler yaitu mikrokontroler ATmega8 yg termasuk kedalam keluarga  mikrokontroler AVR yg diproduksi oleh ATMEL.
2. Pada rangkaian ini telah tersedia proteksi (pengaman/perlindungan) untuk tegangan terbalik dan arus berlebih, dengan memanfaatkan komponen fuse yg akan putus jika terjadi kesalahan, sehingga cukup memberi proteksi bagi komponen mikrokontroler yg digunakan.
3. Rangkaian ini juga menggunakan Crystal (Kristal) sebesar 32.768 kHz, sehingga memungkinkan untuk menggunakan fasilitas Real Time Clock (RTC) yg telah tersedia pada mikrokontroler ATmega8 tersebut. Fasilitas RTC ialah fasilitas yg memanfaatkan fungsi Timer/Counter pada mikrokontroler, sehingga clocking system (sistem pewaktuan) pada mikrokontroler dapat selaras dengan sistem pewaktuan yg sesungguhnya (real time system).
4. Untuk keterangan yg lebih mendetail dan pe-modifikasi-an rangkaian untuk Microcontroller Minimum System ATmega8 dengan model rangkaian2 yg lain, maka wajib untuk membaca Datasheet ATmega8 (dapat dicari pada website ATMEL).

1A 5V DC Fixed Voltage Regulator

Ock,,,

Bahasan berikutnya ialah rangkaian yg termasuk ke dalam kategori DC Fixed Voltage Regulator.

Berikut adalah gambar skematik rangkaian

dan berikut adalah gambar rangkaian yg telah jadi dan siap digunakan

Catatan :

1. Rangkaian di atas secara umum dinamakan 1A 5V DC Fixed Voltage Regulator, yg berarti rangkaian ini mempunyai kekuatan maksimum penghantaran arus sebesar 1 Ampere dengan keluaran berupa tegangan DC teregulasi sebesar 5 Volt.
2. Rangkaian ini hanya memiliki dua Output yaitu, Output +5V DC (tegangan positif DC 5 Volt) dan Output 0 (Ground).
3. Rangkaian ini menggunakan IC Regulator LM7805 atau AN7805, tetapi dapat juga menggunakan IC Regulator lainnya yg sejenis dengan IC Regulator tersebut.
4. Untuk mendapatkan nilai tegangan DC keluaran yg berbeda, maka rangkaian ini dapat menggunakan IC Regulator tipe lainnya, sebagai contoh menggunakan IC Regulator LM7806 untuk mendapatkan tegangan DC keluaran sebesar 6 Volt DC, atau IC Regulator LM7812 untuk mendapatkan tegangan DC keluaran sebesar 12 Volt DC, dan IC Regulator tipe-tipe lainnya untuk mendapatkan tegangan DC keluaran yg sesuai dengan keinginan kita. Untuk nilai maksimum arus yg mampu dihantarkan oleh masing-masing IC Regulator tersebut, maka wajib untuk membaca Datasheet dari masing-masing IC Regulator yg hendak digunakan.
5. Rangkaian ini telah diperbaiki dengan penambahan berupa perunjang SCR (Silicon Controlled Rectifier) untuk perlindungan sirkuit dari kelebihan tegangan, atau biasa disebut SCR Crowbar Over Voltage Circuit, yang secara garis besar cara kerjanya ialah apabila SCR mendeteksi bahwa tegangan DC keluaran lebih besar dari tegangan DC keluaran yg diinginkan, maka secara otomatis SCR akan memutus Fuse (Sekering), sehingga rangkaian lain yg menggunakan tegangan DC keluaran dari rangkaian pengatur tegangan ini akan aman dan terhindar dari kerusakan akibat kelebihan tegangan, untuk keterangan sistem kerja yg lebih mendetail maka dapat dicari pada mesin pencari yg bernama Mbah GOGOL ;D
6. Secara spesifik, pada rangkaian ini telah dilindungi dari kelebihan tegangan DC keluaran yg lebih besar dari 5 Volt DC dengan memanfaatkan Dioda Zener (Zener Diode) dengan nilai 5.1 Volt. Untuk perlindungan dari kelebihan tegangan DC keluaran lainnya yg menggunakan IC Regulator tipe lain, maka cukup dengan melakukan penggantian Diode Zener yg nilainya menyesuaikan dengan tegangan DC keluaran dari IC Regulator yg digunakan tersebut.
7. Untuk keterangan yg lebih mendetail dan pe-modifikasi-an rangkaian untuk pengaturan tegangan dan arus dengan model rangkaian2 yg lain, maka wajib untuk membaca Datasheet IC Regulator LM7805.
8. Begitu pula, dengan melakukan modifikasi, maka rangkaian DC Fixed Voltage Regulator ini dapat dirubah menjadi DC Adjustable Voltage Regulator, n vice versa of course,,, ;D

Power Supply Unit (PSU) : Linear Power Supply

Ock...

Dengan telah membuat rangkaian Rectifier dan rangkaian DC Adjustable Voltage-Current Regulator, maka kita telah siap untuk membuat suatu alat jadi yg dapat dipergunakan sesuai dengan kebutuhan. Alat jadi yg dimaksud ialah peralatan yg berfungsi untuk mengubahTegangan AC menjadi Tegangan DC, yaitu peralatan yg dinamakan Unit Catu Daya (Power Supply Unit / PSU).

Secara sistem kerja, maka Power Supply Unit (PSU) dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu :

1. Catu Daya Linear (Linear Power Supply)
2. Switch Mode Power Supply (SMPS)

Power Supply Unit yg akan kita buat pada bahasan kali ini akan menggunakan rangkaian Rectifier dan rangkaian DC Adjustable Voltage-Current Regulator yg telah dibuat dan dibahas pada bahasan sebelumnya, dan dengan melakukan perakitan menggunakan kedua rangkaian tersebut maka kita telah membuat Power Supply Unit yg tergolong ke dalam jenis Linear Power Supply.

Sebelum kita merakit suatu peralatan, maka hal pertama yg terlebih dahulu sebaiknya kita lakukan ialah membuat Blok Diagram Skematik (Schematic Diagram Block) dari peralatan tersebut "karena gambar lebih bermakna daripada 1001 kata", sehingga dengan begitu maka menjadi lebih mudah dan akan sangat membantu kita untuk menentukan alur kerja dari suatu sistem peralatan yg akan dibuat.

Berikut adalah blok diagram skematik dari Linear Power Supply yg akan dirakit

Penjelasan dari masing-masing blok, adalah sebagai berikut :

1. 220 V AC Main Source, yg digunakan ialah sumber tegangan utama dalam bentuk tegangan AC dengan nilai tegangan sebesar 220 V AC.
2. Transformator (Transformer/Trafo), yg digunakan ialah Transformator Daya Penurun Tegangan (Step Down Power Transformer) dengan jenis CT (Centre Tapped), yg pada perakitan peralatan ini memiliki kekuatan arus sebesar 1 Ampere.
3. Rectifier (Penyearah), yg digunakan ialah rangkaian Rectifier yg telah kita buat pada bahasan sebelumnya.
4. DC Adjustable Voltage-Current Regulator (Pengatur Tegangan-Arus DC Berubah), yg digunakan ialah rangkaian  DC Adjustable Voltage-Current Regulator yg telah kita buat pada bahasan sebelumnya.
5. dan, pada bagian akhir diilustrasikan bentuk Tegangan DC Keluaran (DC Output Voltage) yg dihasilkan dari peralatan Linear Power Supply yg telah selesai dibuat.

Berikut adalah ilustrasi gambar dari peralatan Linear Power Supply yg telah selesai dibuat

Pada gambar diatas rangkaian Rectifier (Penyearah) dan DC Adjustable Voltage-Current Regulator (Pengatur Tegangan-Arus DC Berubah), telah dibuat dengan menggabungkan kedua rangkaian dalam hanya satu papan rangkaian.

Catatan :

1. Tegangan Masukan (Input Voltage) 220 V AC.
2. Trafo 1 A CT.
3. Rectifier Circuit (Sirkuit Penyearah).
4. Sirkuit Pengatur Tegangan-Arus DC Berubah (DC Adjustable Voltage-Current Regulator Circuit).
5. Tegangan DC Keluaran (DC Output Voltage).

DC Adjustable Voltage-Current Regulator

Ock...

Bahasan berikutnya ialah lanjutan dari rangkaian Penyearah (Rectifier), yaitu rangkaian Pengatur Tegangan DC (Direct Current Voltage Regulator).

Secara kerja sistem ada 2 (dua) jenis rangkaian Pengatur Tegangan DC (DC Voltage Regulator), yaitu :

1. Pengatur Tegangan DC Tetap (DC Fixed Voltage Regulator). Umumnya berarti, tinggi rendah Tegangan DC Keluaran (DC Output Voltage) tidak bisa diubah-ubah, karena besar Tegangan DC Keluaran telah ditetapkan (fixed), biasanya tinggi rendah Arus DC Keluaran (DC Output Current) -nya pun sudah ditetapkan.
2. Pengatur Tegangan DC Berubah (DC Adjustable Voltage Regulator). Umumnya berarti, tinggi rendah Tegangan DC Keluaran bisa diubah-ubah, sehingga Tegangan DC Keluaran bisa dirubah-rubah (adjustable) sesuai dengan keinginan pengguna, biasanya begitu juga tinggi rendah Arus DC Keluaran dapat pula dirubah-rubah.

Pada bahasan kali ini, saya akan menunjukkan rangkaian Pengatur Tegangan-Arus DC Berubah (DC Adjustable Voltage-Current Regulator). Berikut adalah gambar skematik rangkaian yg dibuat dalam software EAGLE

dan berikut adalah gambar rangkaian yg telah jadi dan siap digunakan

Catatan :

1. Penggunaan Transistor Daya (Power Transistor) disesuaikan dengan kebutuhan arus yg diinginkan, wajib untuk membaca Lembaran Data Teknis (Datasheet) dari transistor yg akan digunakan.
2. Maximum pengoperasian rangkaian ialah sebesar 3 - 5A, untuk pengoperasian menggunakan arus yg lebih tinggi maka wajib untuk menambah jumlah Power Transistor (dengan cara "piggy backed") dengan menggunakan Heatsink yg lebih baik dan menambah besar jalur PCB untuk aliran Tegangan + (Positive).
3. Keluaran rangkaian ialah hanya 2 (dua) output, yaitu Tegangan + (Positive) dan 0 (Ground), tanpa Tegangan - (Negative).
4. Untuk mendapatkan efisiensi pendinginan, maka rangkaian Power Transistor berikut Resistor Beban (Load Resistor) dapat dipasang secara terpisah dan begitu pula dengan rangkaian Elco Bank.
5. Elco Bank dapat dirubah-rubah sesuai dengan kebutuhan pengguna.
6. Resistor Berubah Nilai (Variable Resistor) yg digunakan untuk mengatur/mengubah-ubah tinggi dan rendah nilai tegangan DC dapat dipasang pada kotak (box) dan terpisah dari rangkaian (mounting), dan dapat pula diganti dengan Potensiometer (Potentiometer) dengan nilai yg sama.
7. Untuk keterangan yg lebih mendetail dan pemodifikasian rangkaian untuk pengaturan tegangan dan arus dengan model rangkaian2 yg lain, maka wajib untuk membaca Datasheet Integrated Circuit (IC) LM723.
8. Dengan melakukan modifikasi, maka rangkaian DC Adjustable Voltage Regulator dapat dirubah menjadi DC Fixed Voltage Regulator, n vice versa of course... :D

Penyearah (Rectifier)

Ock...

Bahasan mengenai elektronika (electronica) pada tulisan2 di blog ini akan banyak merujuk antara lain pada Talking Electronics (TE), web ini adalah salah satu web yg menurut gw terbaik dalam hal mengulas mengenai elektronika dan segala pernak-perniknya, gw highly recommended untuk web tersebut, karna gw jga banyak menggunakannya sebagai acuan dalam pembuatan berbagai rangkaian elektronika. Sebagai catatan, jangan lupa block pop-up window-nya untuk melihat index pada web tersebut dan web tersebut menggunakan bahasa Inggris, jadi mesti pinter2 bahasa Inggris-nya juga dong... hehehe :D

Tulisan kali ini akan mengulas tentang Penyearah (Rectifier). Secara mendasar rangkaian Rectifier ialah rangkaian yg bekerja mengubah Tegangan AC (Alternating Current Voltage) menjadi Tegangan DC (Direct Current Voltage), tetapi Tegangan DC Keluaran (DC Output Voltage) yg dihasilkan belum terlalu sempurna, yaitu masih mengandung riak (ripple), sehingga kita memerlukan tambahan rangkaian berikutnya yaitu dalam hal ini rangkaian Pengatur Tegangan (Voltage Regulator) untuk mendapatkan Tegangan DC Keluaran yg bagus.

Secara mendasar terdapat 2 (dua) jenis rangkaian Rectifier, yaitu :

1. Penyerah Setengah Gelombang (Half-Wave Rectifier)
2. Penyerah Gelombang Penuh (Full-Wave Rectifier)

Rangkaian Rectifier yg akan gw ulas ialah rangkaian penyearah sederhana dengan hanya menggunakan Diode Bridge, Elco (Electrolytic Condensor) dan Capacitor. Untuk lebih memahami mengenai rangkaian ini, maka diwajibkan untuk membaca :

• Ulasan mengenai Diode
• Tambahan ulasan mengenai Diode
• Ulasan menarik mengenai Power Supply (Catu Daya), terdiri dari dua halaman web
• Dasar-dasar Elektronika Chapter 1 Basic Electronics-1A
• Berbagai simbol komponen elektronika Circuit Symbols

Yupppsss... bahan bacaannya cukup dech buat satu tahun penuh... hahaha :D

Berikut adalah gambar rangkaian schematic yg dibuat dalam software EAGLE (Easyly Applicable Graphical Layout Editor)

dan berikut adalah gambar rangkaian yg telah jadi dan siap digunakan

Catatan :

1. Maximum pengoperasian rangkaian ialah dengan arus sebesar 3 - 5A, untuk penggunaan arus diatas itu maka dianjurkan untuk memasang Dioda Bridge dengan menggunakan Pendingin (Heatsink) dan merubah besar jalur PCB (Printed Circuit Board) untuk aliran Tegangan + (Positive).
2. Keluaran rangkaian ialah hanya 2 (dua) output, yaitu Tegangan + (Positive) dan 0 (Ground), tanpa Tegangan - (Negative).
3. Capacitor berguna sebagai Tapis Frekuensi Tinggi (High-Frequency Filter).
4. Elco berfungsi sebagai Tapis Frekuensi Rendah (Low-Frequency Filter).
5. Jumlah dan besaran nilai pada Kumpulan Elco (Elco Bank), dapat dirubah-rubah sesuai dengan kebutuhan pengguna.
6. Besaran nilai Dioda Bridge juga disesuaikan dengan penggunaan arus yg diinginkan.

Opening

Ock...

Katanya sih...

"jika mendengar, anda pasti lupa..."

"jika melihat, anda pun pasti lupa..."

"tapi, jika menulis, maka selamanya anda pasti tidak akan lupa..."

Yupsss... betul sekali, tentu saja dengan menulis maka selamanya kita tidak akan lupa, bila kita lupa, maka cukup dengan membuka dan membaca serta mencerna sedikit hasil tulisan kita tersebut, kita akan mampu mengingatnya kembali... tetapi... tentu saja dengan syarat, hasil tulisan kita tersebut belum dikiloin ke tukang loak oleh mama kita or belum diblockir oleh mbah GOGOL karena menyalahi persyaratan 'n ketentuan yang berlaku dipasaran...hehehe :D

Yahhh... gw cuma berharap sedikit tulisan gw cukup memberi manfaat buat semuanya. Kalo ada kesalahan penulisan apapun itu, maka sebelumnya gw minta maaf. Gw berharap di BELVA ini kita akan sersan (serius tapi santai), jadi gak ada yg perlu keluar otot leher, banting2 lappy or sejenisnya... hehehe :D

Pada intinya di BELVA ini akan mengulas secara mendalam mengenai "Elektronika Arus Lemah", tetapi gw jga selalu membuka kemungkinan untuk melebarkan sayap menuju divisi2 lain yg belum terjamah (hadehhh bahasanya... :D). Jadi gak usah pance lagi, just let's get started...