Palang Pintu Otomatis

Analisa dan Cara Kerja Rangkaian Secara Detail

Untuk mempermudah pemahaman tentang analisa dan cara kerja rangkaian palang pintu otomatis ini, ada baiknya jika melihat terlebih dahulu gambar rangkaian palang pintu satu arah

Pertama-tama dari cara kerja sensor terlebih dahulu. Palang pintu ini terbagi menjadi dua bagian, Palang pintu untuk masuk dan palang pintu untuk keluar. Setiap palang pintu terdapat dua buah sensor, satu sensor untuk membuka palang, dan satu sensor lagi untuk menutup kembali palang tersebut. Cara kerja dari kedua palang tersebut adalah sama sehingga analisa dan cara kerja yang akan dijelaskan hanya salah satu palang saja.

Sensor yang digunakan untuk palang masuk adalah sensor 1 untuk membuka palang dan sensor 2 untuk menutup palang. Sensor menggunakan dua buah komponen, sinar laser sebagai pengirim cahaya dan LDR sebagai penerima. Sinar laser membuhkan tegangan sebesar 4,5-5v tanpa resistor untuk menyala sedangkan LDR membutuhkan tegangan sebesar 5v dengan tambahan resistor sebesar 10 kΩ. Pada rangkaian ini LDR saat terkena cahaya atau dalam kondisi terang maka tegangan yang akan dihubungkan ke komparator menjadi kecil atau mendekati nilai nol karena resistansi pada LDR mengecil sehingga tegangan mengalir dari Vcc menuju Ground, dan sebaliknya saat tidak ada cahaya yang bisa ditangkap oleh LDR atau dalam kondisi gelap, maka tegangan yang akan dihubungkan ke kaki komparator menjadi besar atau mendekati nilai 5v sebab resistansi pada LDR menjadi besar, dan menghambat laju tegangan dari Vcc menuju Ground, yang menjadikan tegangan lebih besar menuju ke komparator.

Dengan menggunakan prinsip kerja LDR diatas, tegangan yang didapat dihubungkan ke dalam komparator. Komparator sendiri juga memiliki cara kerja tersendiri, yaitu dengan mengunakan rumus :

Vout = (Vb - Va) 90% Vcc

Dimana, Vout = tegangan keluaran

Vb = tegangan referensi

Va = tegangan input

Vcc = tegangan utama



Komparator yang digunakan dalam sistem palang pintu otomatis ini adalah IC LM324, yang memiliki 14 pin, dan didalamnya terdapat 4 buah komparator. Kaki LDR tadi dihubungkan ke kaki non-inverting salah satu komparator, dalam hal ini, sebagai sensor 1 yang berfungsi untuk membuka palang masuk maka kaki LDR dihubungkan ke kaki 6 IC.

Tegangan referensi merupakan tegangan yang sudah ditetapkan sebelumnya, didapat dari keluaran trimpot, atau resistor yang dapat diubah-ubah nilai resistansinya, dihubungkan ke kaki inverting sebuah komparator, atau ke kaki 5 dalam hal ini. Sesuai dengan rumus yang ada diatas, maka saat kondisi awal, dimana sinar laser langsung terarah ke pada LDR, sehingga LDR dalam kondisi terang, nilai tegangannya menjadi kecil, lalu tegangan referensi awal sudah diatur agar lebih tinggi dari tegangan LDR yang terkena cahaya, sehingga, hasilnya adalah tegangan yang dikeluarkan oleh komparator pada saat LDR terkena cahaya adalah + 90% Vcc. Nilai Vcc yang dipakai sama dengan nilai tegangan yang digunakan untuk menghidup IC tersebut, yaitu 5v. jadi kondisi awal saat LDR terkena cahaya adalah berlogika “high” atau “1”.

Perubahan tegangan terjadi saat sinar laser yang terpancar ke LDR terhalang, hal ini menyebabkan kondisi LDR menjadi gelap. Sesuai dengan cara kerja LDR diatas, maka tegangan yang masuk menjadi lebih besar, dan kali ini tegangan inputnya lebih tinggi dibandingkan dengan tegangan referensinya, yang menjadikan tegangan keluarannya berkebalikan dengan sebelumnya, yaitu tegangan output yang di dapat berlogika “low” atau “0”. Cara kerja diatas juga sama berkerja di semua blok sensor, baik itu sensor 2 yang nantinya akan berfungsi sebagai penutup kembali palang, maupun di sensor 3 dan 4.

Nilai tegangan yang dihasilkan oleh komparator inilah yang dijadikan input untuk mikrokontroller AT89S51 untuk menjalankan instruksi selanjutnya yang telah terprogram. Tegangan berlogika Low yang dihasilkan oleh sensor 1 dihubungkan ke dalam port 0.0. instruksi dalam mikrokontroller tersebut adalah saat tegangan di port 0.0 menjadi low maka mikrokontroller akan menjalankan suatu instruksi yang isinya adalah membuka dan menutup port keluaran yang menghasilkan tegangan pada port 1 yang secara terhubung langsung ke IC drive penggerak motor, begitu pula saat tegangan berlogika low masuk ke dalam port 0.1 yang terhubung ke sensor 2, instruksi yang dijalankan tentu adalah kebalikan dari instruksi di port 0.0.

Tegangan keluaran dari mikrokontroller merupakan suatu tegangan pemicu yang nantinya akan mengakibatkan bergeraknya motor penggerak palang. Hal ini disebabkan port dari mikrokontroller yang terhubung dengan IC l293D ini ada 2, saat salah satu port mengeluarkan tegangan dan salah satunya tidak maka tegangan dan arus akan mengalir dari sumber tegangan ke ground. Saat motor penggerak sudah berjalan maka, alat itu akan terus berputar, maka dari itu pada mikrokontroller ditambahkan suatu switch atau saklar yang ditempatkan di tempat yang dimana palang itu ingin berhenti, karena saat switch itu aktif maka instuksi yang diberikan adalah menghentikan laju motor penggerak. Cara kerja swich itu adalah saat tidak aktif maka tegangan yang kurang lebih sebesar 5v yang sudah terhubung ke salah satu port mikrokontroller akan masuk, sehingga tegangan di port tersebut berlogika high. Switch tersebut salah satu ujungnya dihubungkan atau dicabangkan diantara tegangan utama dengan mikrokontroller tersebut dan ujung satunya di hubungkan ke ground. Saat switch tersebut aktif, maka tegangan yang mengalir ke mikrokontroller akan tersedot oleh switch menuju ke ground, sehingga tegangan di port mikrokontroller tersebut menjadi terputus atau kosong, atau dengan kata lain tegangannya menjadi berlogika low.