BAB II coba

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Programmable Peripheral Interface DB25 (PPI DB25)

2.1.1 Pengertian PPI

PPI ( Programmable Peripheral Interface ) merupakan suatu perangkat

antarmuka ( peripheral interface ) yang dapat diprogram dan berfungsi

sebagai penghubung antara komputer dengan perangkat luar, sehingga

perangkat luar yang terhubung dengan komputer tersebut dapat

berkomunikasi atau dikontrol sesuai dengan kebutuhan melalui komputer.

Melalui rangkaian PPI dengan menggunakan sebuah PC dapat

dilakukan sejumlah pengaturan pekerjaan. Sebab rangkaian PPI dapat

menghasilkan sejumlah perintah atas dasar sejumlah instruksi. Instuktur dapat

dilakukan dari luar komputer atau dari dalam komputer atau juga dari kedua-

duanya (kombinasi perintah). Sehingga dapat dikatakan bahwa rangkaian PPI

sanggup menghasilkan perintah-perintah universal dan dapat langsung diubah

menjadi perintah-perintah konversi.

2.1.2 PARALEL PORT

Komunikasi paralel adalah komunikasi yang mengirimkan data secara

bersamaan. Pada penggunaan komunikasi paralel semua bit dikirim secara

bersamaan pada waktu yang sama. Oleh karena itu pada komunikasi ini kita

membutuhkan banyak kabel. Hal memang sering menjadi kelemahan

komunikasi paralel akibat banyaknya kabel yang dibutuhkan, dan panjang

kabel ini tidak boleh lebih dari 20 m, untuk menjaga keaslian data. Namun

kelebihan komunikasi paralel adalahlebih cepat dan kapasitas yang dibawa

juga banyak serta pemrogramanyang lebih mudah.

Komunikasi paralel yang digunakan adalah komunikasi paralel lewat

kabel data untuk printer (saat mengeluarkan data). Pada keadaan normal

(tidak aktif) tegangan pada pin-pin ini adalah 0 volt, namun bila kita beri

high, maka tegangannya akan berubah menjadi 5 volt. Komunikasi paralel

hanya digunakan untuk mengeluarkan data yang bisa berguna untuk

menyalakan relay, motor stepper, LED dan untuk menjalankan atau

mengontrol hardware.

2.1.3 DB25

DB25 merupakan paralel port yang dapat mengirimkan 8 bit data

sekaligus dalam satu waktu dan memiliki 25 konektor sebagai penghubung.

Pada port paralel terdapat 3 jalur data, yaitu :

• Jalur kontrol : Memiliki arah bidirectional

• Jalur status : Memiliki satu arah, yaitu arah input.

• Jalur data : Memiliki 2 arah. Yang dapat berfungsi sebagai pengirim

Address dan data, dengan kapasitas masing-masing 8 bit, dimana

keduanya melakukan transfer data dengan protokol handshaking serta

diakses dengan register yang berbeda.

Gambar 2.1 Sepasang Kabel DB25

Bila kita menggunakan jalur LPT1 maka alamat yang ditentukan oleh

PC adalah:

Register Kontrol Register Status Register Data Register Address

37A 379 378 37B

Tabel 2.1 Tabel Registrasi

Nomor Pin Nomor Bit Jalur Sinyal

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18-25

1

1

2

3

4

5

6

7

8

7

8

6

5

2

4

3

4

Kontrol

Data

Data

Data

Data

Data

Data

Data

Data

Status

Status

Status

Status

Kontrol

Status

Kontrol

Kontrol

Strobe

Data 1

Data 2

Data 3

Data 4

Data 5

Data 6

Data 7

Data 8

Ack

Busy

P Error

Select

Auto FD

Fault

Init

Select In

Ground

Tabel 2.2 Fungsi pin-pin dari DB25

Port paralel dapat mentrasmisi 8 bit data dalam sekali detak. Tata-

letak dari ke-dua puluh lima pin ( DB25 ) paralel printer port, diperlihatkan

pada Gambar 2.2 dibawah ini :

Gambar 2.2 Tata letak DB25

Untuk kirim data biner 8 bit ke por, dapat diperintah dengan

menggunakan program C. Misalnya, untuk xxxxxxxxxxxxxxxx pertama

datanya adalah 1 hex (biner; 0000001), sedangkan data biner 10000000 (80

hex / 128 dec) digunakan untuk menyalakan LED kedelapan.

Daftar berikut, dapat digunakan sebagai acuan.

DataPort Bit 0 = LED1 = 00000001 bin = 1 hex = 1 dec








2.2 Serial- In Parallel Out shift register ( SIPO )

SIPO merupakan register yang memiliki masukan data secara seri dan

data yang keluar secara paralel. Sistem digital dapat bekerja secara seri

maupun paralel. Hal ini erat hubungannya dengan sistem pengiriman data.

Pada pengiriman data dengan sistem seri memiliki keuntungan bahwa hanya

diperlukan sebuah saluran kawat guna mengirimkan data dan biayanya

relatif murah. Kekurangan yang ada adalah bahwa pengiriman data

memerlukan waktu yang lebih lambat karena tiap-tiap bit data dikirimkan

secara berurutan melalui sebuah saluran data. Salah satu contoh rangkaian

dasar yang dapat berfungsi untuk mengubah data dari bentuk seri menjadi

bentuk paralel adalah shift register (register geser).

Selain sistem pengiriman data serial, perubahan yang dapat dilakukan

oleh register digital adalah SISO ( Serian In Serial Out ), PISO ( Paralel In

Serial Out ) dan PIPO ( Paralel In Paralel Out ) Rangkaian serial-in paralel

out shift register yang ditunjukkan oleh gambar 2.3.

Gambar 2.3 Serial -in shift register

Pada gambar 2.3 ditunjukkan bahwa rangkaian dibangun

menggunakan empat buah JK-FF dimana semua masukan clock

dihubungkan jadi satu sehingga keempat buah FF tersebut akan bekerja

secara sinkron (serentak).Pada masukan J dan K dari FF-FF tersebut selalu

memiliki nilai logika yang berlawanan. Ingat bahwa pada kondisi seperti ini

keluaran Q akan sama dengan masukan J saat terjadi transisi clock (dalam

hal ini clock adalah aktif rendah). Prinsip kerja rangkaian di atas dapat

dijelaskan sebagai berikut : sebagai contoh, maka data yang akan digeserkan

adalah adalah data biner 4-bit 0101(2). Untuk menyimpan susunan data 4-bit

ke dalam register diperlukan pulsa clock sebanyak 4 pulsa. Untuk

mempermudah dalam memahami prinsip kerja rangkaian tersebut,

digambarkan bentuk diagram waktu seperti ditunjukkan oleh gambar 2.4.

Gambar 2.4 Diagram waktu dari rangkaian serial -in shift register

Cara kerja sirkit serial in paralel out shift register dari 4 buah flip-flop

adalah sebagai berikut :

a. Sebelum terdapat clock, semua keluaran Q pada rangkaian adalah

berlogika 0, yaitu dengan cara me-reset rangkaian.

b. Selanjutnya pada saluran masukan data kita berikan logika 0

c. Kita berikan sebuah pulsa clock1 yang akan menggeserkan data pertama

tersebut ke output Q pada FF1.

d. Selanjutnya kita berikan data ke-2 yaitu logika 1 ke saluran data,

kemudian kita berikan pulsa clock2 yang akan menggeserkan data

tersebut ke keluaran Q pada FF1 dan data Qpada FF1 sebelumnya ke

keluaran Q pada FF2.

e. Berikutnya diberikan data logika 0, kemudian pemberian pulsa clock3

yang akan menggeserkan data tersebut ke output Q pada FF1, output Q

pada FF! ke output Q pada FF2 dan output Q pada FF2 ke output Q pada

FF3. f. Yang terakhir adalah memberikan data logika 1, kemudian

pemberian pulsa clock 4. Operasi selanjutnya adalah seperti pada operasi

sebelumnya dimana tiap terjadi transisi clock akan menyebabkan

keluaran Q pada tiap-tiap FF digeserkan ke keluaran Q pada FF

berikutnya. Setelah clock 4 diberikan, maka susunan data keluaran Q

pada rangkaian tersebut menjadi 0101 (2). Sebuah chip IC 74164

merupakan IC serial-in paralel out shift register ( SIPO ) 8-bit.

Susunan pin pada IC 74164 ditunjukkan oleh gambar 4-3.

2.3 Seven Segment

Seven segment display adalah peralatan output yang dapat

menampilkan angka-angka desimal maupun heksadesimal. Seven segment

display biasa tersusun atas 7 bagian yang setiap bagiannya merupakan LED

(Light Emitting Diode) yang dapat menyala. Jika 7 bagian diode ini

dinyalakan dengan aturan yang sedemikian rupa, maka ketujuh bagian

tersebut dapat menampilkan sebuah angka heksadesimal.

Seven-segment display membutuhkan 7 sinyal input untuk

mengendalikan setiap diode di dalamnya. Setiap diode dapat membutuhkan

input HIGH atau LOW untuk mengaktifkannya, tergantung dari jenis seven-

segmen display tersebut. Jika Seven-segment bertipe common-cathode,

maka dibutuhkan sinyal HIGH untuk mengaktifkan setiap diodenya.

Sebaliknya, untuk yang bertipe common-annide, dibutuhkan input LOW

untuk mengaktifkan setiap diodenya.

Salah satu cara untuk menghasilkan sinyal-sinyal pengendali dari

suatu seven segment display yaitu dengan menggunakan sebuah sevent-

segment decoder. Seven-segment decoder membutuhkan 4 input sebagai

angka berbasis heksadesimal yang dinyatakan dalam bahasa mesin (bilangan

berbasis biner) kemudian sinyal-sinyal masukan tersebut akan

“diterjemahkan” decoder ke dalam sinyal-sinyal pengendali seven-segment

display. Sinyal-sinyal pengendali berisi 7 sinyal yang setiap sinyalnya

mengatur aktif-tidaknya setiap LED.

2.4 Bahasa Pemrograman Delphi

Delphi merupakan program aplikasi database berbasis Windows.

Delphi memiliki banyak fasilitas dan bahasa pemrogramnya relatif mudah

dipelajari dan digunakan. Delphi mendukung berbagai fasilitas yang tidak

dimiliki oleh software pemprograman lain, misalnya fasilitas source

completion¸tool database desktop, Microsoft Office Component Connector,

Corba dan masih banyak lagi. Delphi bukan hanya digunakan untuk

perancangan aplikasi ataupun konsol, tetapi juga web development. Oleh

karena fungsinya yang sangat beragam Borland Delphi disebut Rapid

Application Development.

Salah satu fasilitas borland delphi yang paling banyak digunakan dan

paling membantu dalam menuliskan listing program adalah fasilitas source

completion. Source completion adalah fasilitas yang disediakan delphi yang

berguna untuk melengkapi kode yang dituliskan pada kode editor secara

otomatis. Dengan fasilitas ini proses menuliskan listing program akan

menjadi lebih cepat.

Delphi juga memiliki fasilitas hebat berupa interfacing yang dapat

menghubungkan suatu komputer dengan hardware luar. Interfacing

Hardware merupakan suatu cara atau metode yang digunakan untuk

membuat antarmuka antara komputer dengan suatu hardware atau perangkat

elektronika. Di dalam aplikasi delphi juga dapat dibuat suatu tampilan I/O

(Input dan Output) data melalui port paralel.

2.5 Motor Stepper

Motor stepper merupakan piranti elektromekanis yang mengubah

sinyal listrik menjadi gerakan mekanis yang bersifat diskrit. Bagian dalam

dari motor stepper terbagi atas dua bagian yaitu, rotor dan stator. Rotor

merupakan bagian magnet permanent yang terletak di tengah atau inti dari

motor. Sedangkan stator ialah magnet variabel yang berada di sekeliling

rotor dan berfungsi menggerakan magnet permanent sehingga motor dapat

berputar. Keistimewaan motor stepper ialah sudut perputarannya yang dapat

dikendalikan dengan akurat sesuai dengan kebutuhan penggunaannya.

Gambar 2.5. Rangkaian dalam motor stepper

Pergerakan motor stepper dipengaruhi oleh urutan sinyal yang

dikirimkan pada motor. Oleh sebab itu, untuk mengendalikan motor stepper

diperlukan driver yang dapat membangkitkan pulsa-pulsa periodik. Motor

stepper memiliki beberapa kelebihan jika dibandingkan motor DC (Dirrect

Current) biasa, antara lain :

Sudut rotasi perputaran motor yang akurasinya sesuai dengan pulsa

masukkan sehinggan lebih mudah dikendalikan.

motor stepper dapat menghasilkan torsi penuh (maksimal) pada saat mulai

bergerak.

Memiliki ketepatan respon yang tinggi saat mulai, berhenti maupun

berbalik arah putar.

Sangat realibel karena tidak adanya sikat yang bersentuhan dengan rotor

seperti motor DC biasa.

Dapat menghasilkan putaran yang sangat lambat sehingga beban dapat

langsung dihubungkan dengan poros motor stepper.

Frekuensi perputaran dapat diatur secara bebas dan mudah pada range

yang luas.

Pada motor stepper, rotor (shaft) berotasi dalam kenaikan langkah

diskrit ketika pulsa pulsa perintah listrik diterapkan ke motor dalam urutan

yang sesuai. Urutan pulsa yang dikirim berhubungan dengan arah putaran

motor. Kecepatan rotasi motor stepper berhubungan dengan frekuensi

masukkan. Motor stepper akan berputar satu step apabila terjadi perubahan

arus pada kumparannya sehingga mengubah pole-pole magnetik di sekitar

pole-pole statornya.

2.5.1. Jenis-jenis motor stepper

Pada dasarnya ada tiga tipe motor stepper berdasarkan magnet yang

digunakan, yaitu :

2.5.1.1. Motor stepper tipe Variable Reluctance (VR)

Motor stepper tipe ini meruapakan jenis motor yang paling mudah

dipahami secara struktural dan telah lama ada. Motor ini terdiri atas sebuah

rotor besi lunak dengan beberapa gerigi dan sebuah lilitan stator. Ketika

lilitan stator diberi tegangan DC, maka kutub-kutubnya menjadi bersifat

magnetik. Perputaran terjadi ketika gerigi motor tertarik oleh kutub-kutub

stator. Berikut ini adalah penampang melintang dari motor stepper tipe

Variable Reluctance (VR) :

Gambar 2.6. Penampang melintang dari motor

stepper tipe Variable Reluctance (VR)

2.5.1.2 Motor stepper tipe Permanent Magnet (PM)

Motor stepper jenis ini memiliki rotor yang berbentuk seperti

silinder yang terdiri atas lapisan magnet permanent yang diselang-seling

dengan kutub yang berlawanan (perhatikan gambar 2.6). Dengan adanya

magnet permanent, maka intensitas fluks magnet dalam motor ini dapat

meningkat dan menghasilkan torsi yang lebih besar. Motor stepper tipe ini

umunya memiliki resolusi langkah yang cukup rendah yaitu 7,50 sampai 150

per langkah sehingga dalam satu kali putaran hanya dapat melakukan 24

hingga 48 langkah. Motor stepper tipe PM memiliki konstruksi yang

sederhana dan biaya yang relatif rendah sehingga diaplikasikan pada

aplikasi non industri. Misalnya untuk menggerakan dan memposisikan roda

gigi penggerak.

Gambar 2.7. ilustrasi sederhana dari motor

stepper tipe Permanent Magnet (PM)

2.5.1.3 Motor stepper tipe Hybrid (HB)

Motor stepper tipe hybrid memilki struktur yang merupakan

kombinasi antara motor stepper tipe VR (Variable Reluctance) dengan

motor stepper tipe PM (Permanent Magnet). Motor stepper tipe hybrid

memiliki gerigi seperti pada motor stepper tipe VR dan memiliki magnet

permanent yang tersusun secara aksial pada batang porosnyaseperti pada

motor tipe RM. Motor stepper tipe ini memiliki kinerja yang lebih baik bila

dibandingkan dua tipe motor stepper lainnya. Motor stepper hybrid

memiliki resolusi perputaran yang tinggi yaitu antara 0,90 sampai 3,60 per

langkah sehingga dapat menghasilkan 100 hingga 400 langkah setiap satu

putarannya. Motor stepper jenis ini menghasilkan torsi stastis dan dinamis

ketika berputar pada kecepatan step yang tinggi sehingga banyak digunakan

pada aplikasi industri.

Gambar 2.8. Penampang melintang dari motor stepper tipe hybrid

Secara umum ketiga tipe motor stepper di atas dapat dibedakan

dengan cara memutar rotor atau poros dengan jari tanpa dihubungkan

dengan power supply. Pada motor stepper yang bertipe magnet permanent,

ketika poros diputar dengan tangan akan terasa lebih tersendat karena

adanya gaya yang ditimbulkan oleh magnet permanent. Sedangkan pada

motor stepper dengan tipe variable reluctance jika poros rotor diputar

dengan jari maka akan putarannya terasa lebih halus karena sisa

reluktansinya cukup kecil.

2.5.2. Motor Stepper berdasarkan lilitan

Sedangkan jenis-jenis motor stepper berdasarkan lilitannya terbagi

atas dua jenis yaitu Unipolar Motor Stepper dan Bipolar Motor Stepper.

2.5.2.1 Unipolar Motor Stepper

Motor stepper dengan tipe unipolar merupakan motor stepper yang

mempunyai dua lilitan. Masing-masing lilitan di tengah-tengahnya

diberikan sebuah tap seperti pada gambar. Motor ini mempunyai langkah

tiap 300 dan mempunyai dua lilitan yang didistribusikan bersebarangan 1800

di antara kutub dan stator.

Pada bagian rotor menggunakan magnet permanent berbentuk silinder

dengan enam kutub, yaitu tiga kutub selatan dan tiga kutub utara. Ketelitian

magnet permanent di rotor dapat mencapai 1,80 untuk tiap langkah.

Gambar 2.5. Motor stepper tipe Unipolar

2.5.2.2. Bipolar Motor Stepper

Motor stepper bipolar mempunyai konstruksi hampir sama dengan

motor stepper unipolar, tetapi pada motor stepper bipolar tidak memiliki tap

pada lilitannya. Penggunaan motor stepper tipe bipolar membutuhkan

rangkaian yang sedikit lebih rumit untuk mengatur agar motor dapat

bergerak dalam dua arah. Umumnya untuk menggerakkan motor stepper

jenis ini dibutuhkan sebuah driver motor yang sering dikenal sebagai H

bridge. Driver ini akan mengontrol tisp lilitan secara independen termasuk

polaritasnya untuk tiap lilitan.

Gambar 2.6. Motor stepper tipe Bipolar

2.5.3. Metode Pengendalian Motor Stepper

Ada dua cara untuk mengendalikan putaran motor stepper yaitu

metode Full Step satu fase, Full Step dua fase dan metode Half Step.

Metode full step satu fase merupakan metode untuk menggerakan motor

stepper dengan mengaktifkan satu koil pada motor stepper dalam satu

waktu. Sedangkan metode pengendalian motor stepper full step dua fase

menggunakan dua kumparan dalam satu waktu. Kemudian untuk metode

pengendalan half step adalah penggabungan antara metode full step satu

fase dengan full step dua fase.

Step Kumparan

4

Kumparan

3

Kumparan

2

Kumparan

1

Keterangan

a.1 ON off off off

a.2 off ON off off

a.3 off off ON off

a.4 off off off ON

2.3 Tabel Pengendalian Motor Stepper Full Step Satu Fase.

Step Kumparan

4

Kumparan

3

Kumparan

2

Kumparan

1

Keterangan

b.1 ON ON off off

b.2 off ON ON off

b.3 off ON ON off

b.4 off off ON ON

2.4 Tabel Pengendalian Motor Stepper Full Step Dua Fase.

2.2. Tabel Pengendalian Motor Stepper Half Step.

Ste

p

Kumparan

4

Kumparan

3

Kumparan

2

Kumparan

1

Keterangan

a.1 ON off off off

b.1 ON ON off off

a.2 Off ON off off

b.2 Off ON ON off

a.3 Off off ON off

b.3 Off off ON ON

a.4 Off off off ON

b.4 ON off off ON

2.4. Driver Motor Stepper IC ULN 2803

Documents

BAB II coba