Remote Infra-Merah

Skema Pemancar/Transmitter

This is the schematic of the IR Transmitter
Ini adalah skema IR Transmitter

Skema Penerima/Receiver

This is the schematic for the IR Receiver
Ini adalah skema untuk Penerima IR

Bahan-Bahan


Part

Total Qty.

Description

Substitutions
R1122K 1/4W Resistor
R211 Meg 1/4W Resistor
R311K 1/4W Resistor
R4, R52100K 1/4W Resistor
R6150K Pot
C1, C220.01uF 16V Ceramic Disk Capacitor
C31100pF 16V Ceramic Disk Capacitor
C410.047uF 16V Ceramic Disk Capacitor
C510.1uF 16V Ceramic Disk Capacitor
C613.3uF 16V Electrolytic Capacitor
C711.5uF 16V Electrolytic Capacitor
Q112N2222 NPN Silicon Transistor2N3904
Q212N2907 PNP Silicon Transistor
Q31NPN Phototransistor
D111N914 Silicon Diode
IC11LM308 Op Amp IC
IC21LM567 Tone Decoder
LED11Infa-Red LED
RELAY16 Volt Relay
S11SPST Push Button Switch
B113 Volt BatteryTwo 1.5V batteries in series
MISC1Board, Sockets For ICs, Knob For R6, Battery Holder
RELAY16 Volt Relay

Catatan

  1. Untuk menyesuaikan sirkuit, tahan S1 sambil menunjuk LED1 pada penerima. Sesuaikan R6 sampai Anda mendengar klik relay.
  2. Anda dapat meningkatkan jangkauan dengan menggunakan output tinggi LED untuk LED1.
  3. Cahaya terang akan menghentikan penerima dari pemancar menanggapi.
  4. Ada kesalahan dalam skema. Ada shuold menjadi 1 megaohm resistor antara pin 3 dari IC1 dan tanah. Ini menyediakan referensi 0 volt untuk bias IC.

Regulator,Filter dan Rectifier

DEFINISI REGULATOR
Regulator adalah rangkaian regulasi atau pengatur tegangan keluaran dari sebuah catu daya agar efek darinaik atau turunnya tegangan jala-jala tidak mempengaruhi tegangan catu daya sehingga menjadi stabil.
Rangkaian penyearah sudah cukup bagus jika tegangan ripple -nya kecil, tetapi ada masalah stabilitas. Jika tegangan PLN naik/turun, maka tegangan outputnya juga akan naik/turun. Seperti rangkaian penyearah di atas, jika arus semakin besar ternyata tegangan dc keluarannya juga ikut turun. Untuk beberapa aplikasi perubahan tegangan ini cukup mengganggu, sehingga diperlukan komponen aktif yang dapat meregulasi tegangan keluaran ini menjadi stabil.
  • Perlunya Regulator
Ada beberapa alasan yang mungkin diperlukannya sebuah regulator....
  1. Fluktuasi tegangan jala-jala
  2. Perubahan tegangan akibat beban (loading)
  3. Perlu pembatasan arus dan tegangan untuk keperluan tertentu
Ada 4 jenis regulator :
  1. Regulator dengan Zener
  2. Regulator Zener Follower
  3. Regulator dengan op-amp
  4. Regulator dengan IC (Integrated Circuit)
1. Regulator Dengan Zener
 
Rangkaian regulator yang paling sederhana, zener bekerja pada daerah breakdown sehingga menghasilkan tegangan output yang sama dengan tegangan zener atau :
 Vout = Vz
Namun, rangkaian ini hanya bermanfaat jika arus beban tidak lebih dari 50mA. 
2. Regulator Zener Follower
 
Regulator ini pada dasarnya adalah regulator zener yang dikonfigurasikan dengan sebuah transistor NPN untuk menghasilkan arus yang cukup besar. V BE adalah tegangan base-emitor dari transistor Q1 yang besarnya antara 0.2 - 0.7 volt bergantung pada jenis transistor yang digunakan. Dengan mengabaikan arus I B yang mengalir pada base transistor, dapat dihitung besar tahanan R2 yang diperlukan adalah :  
 
Iz adalah arus minimum yang diperlukan oleh dioda zener untuk mencapai tegangan breakdown zener tersebut. Besar arus ini dapat diketahui dari datasheet yang besarnya lebih kurang 20 mA  
Jika diperlukan catu arus yang lebih besar, tentu perhitungan arus base I B pada rangkaian di atas tidak bisa diabaikan lagi. Seperti yang diketahui, besar arus I C akan berbanding lurus terhadap arus I B atau dirumskan dengan :
IC =  ß × IB
Untuk keperluan itu, transistor Q1 yang dipakai bisa diganti dengan tansistor darlington yang biasanya memiliki nilai b yang cukup besar. Dengan transistor darlington , arus base yang kecil bisa menghasilkan arus Ic yang lebih besar

3. Regulator Op-Amp
 
Teknik regulasi yang lebih baik lagi adalah dengan menggunakan Op-Amp untuk men-drive transistor Q. Dioda zener di sini tidak langsung memberi umpan ke transistor Q, tetapi sebagai tegangan referensi bagi Op-Amp IC1. Umpan balik pada pin negatif Op-amp adalah cuplikan dari tegangan keluar regulator, yaitu :
 V in(-) = (R2/(R1+R2)) V out
Jika tegangan keluar V out menaik, tegangan V in(-) juga akan menaik sampai tegangan ini sama dengan  tegangan referensi Vz. Demikian sebaliknya jika tegangan keluar V out menurun, misalnya karena suplai arus ke beban meningkat, Op-amp akan menjaga kestabilan di titik referensi V z dengan memberi arus IB ke transistor Q1 sehingga pada setiap saat Op-amp menjaga kestabilan: 

V in(-) = V z
Dengan mengabaikan tegangan VBE transistor Q1 dan mensubsitusi rumus, diperoleh hubungan matematis :
V out = ( (R1+R2)/R2) V z

Pada rangkaian ini tegangan output dapat diatur dengan mengatur besar R1 dan R2.

4. Regulator IC (Integrated Circuit)
 
Sekarang mestinya tidak perlu susah payah lagi mencari op-amp, transistor dan komponen lainnya untuk merealisasikan rangkaian regulator seperti di atas karena rangkaian semacam ini sudah dikemas menjadi satu IC regulator tegangan tetap. Saat ini sudah banyak dikenal komponen seri 78XX sebagai regulator tegangan tetap positif dan seri 79XX yang merupakan regulator untuk tegangan tetap negatif.
Bahkan komponen ini biasanya sudah dilengkapi dengan pembatas arus ( current limiter ) dan juga pembatas suhu ( thermal shutdown ). Komponen ini hanya tiga pin dan dengan menambah beberapa komponen saja sudah dapat menjadi rangkaian catu daya yang ter-regulasi dengan baik.
Misalnya 7805 adalah regulator untuk mendapat tegangan 5 volt, 7812 regulator tegangan 12 volt dan seterusnya, sedangkan seri 79XX misalnya adalah 7905 dan 7912 yang berturut-turut adalah regulator tegangan negatif 5 dan 12 volt.



           Penyearah dalam sistem, penyediaan sumber daya DC berfungsi sebagai pengubah arah tegangan atau voltase dari AC ke DC .
Catu daya dc adalah sumber bolak-balik AC ( alternating current ) dari pembangkit tenaga listrik yang diubah menjadi searah DC ( direct current) .
Konsep perubahan AC menjadi DC disebut penyearahan ( rectifiering ).
Ada 3 jenis penyearahan :
  1. Penyearah 1/2 gelombang
  2. Penyearah gelombang penuh
  3. Penyearah gelombangpenuh sistem jembatan
1. Penyearah 1/2 Gelombang
Rangkaian Penyearah 1/2 Gelombang
Tegangan masukan (V in ) adalah sebuah tegangan sinussioda .
Asumsikan sebuah perilaku dioda ideal, pada setengah sinyal positif dioda mendapat pemberian bias maju (forward bias) sehingga menyebabkan setengah sinyal positif muncul pada RL atau beban.
Kondisi ini membuat dioda berlaku sebagai penghantar. Pada setengah putaran negatif, dioda mendapat bias mundur (reverse bias), sehingga dioda dalam kondisi tidak menghantar, oleh karena itu rangkaian memotong sinyal setengah negatif.
Tegangan output (V out ) setengah gelombang merupakan sebuah tegangan DC yang bergerak naik sampai maksimum dan menurun sampai nol, dan tetap nol selama sinyal negatif.

  • Nilai Sinyal DC setengah Gelombang
Pada prinsipnya, nilai DC setengah gelombang diperoleh dari :
karena nilai dari = 0,318V, sehingga :
  • Frekuensi Keluaran
Frekuansi keluaran sama dengan frekuensi masukan. Tiap-tiap putaran masukan menghasilkan satu putaran tegangan keluaran. Dengan demikian kita dapat menulis :
2. Penyearah Gelombang Penuh
Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh
Perhatikan grounded center tap pada kumparan sekunder trafo ! Mengapa demikian ?
Rectifier gelombang penuh sama dengan rectifier ½ gelombang sehingga masing-masing rectifier gelombang penuh memiliki tegangan yang sama (equal) dengan setengah tegangan sekunder D1 menghantar ke sinyal setengah positif, dan dioda D2 menghantar ke sinyal setengah negatif. Hasilnya arus beban rectifier mengalir selama setengah sinyal bersama-sama.
Rectifier gelombang penuh berbuat sama dengan dua kali bolak-balik pada rectifier setengah gelombang.

  • Nilai DC atau Nilai Rata-rata
Karena sinyal gelombang penuh mempunyai dua kali sinyal setengah positif, DC atau nilai rata-rata barnilai dua kali nilai dc setengah gelombang.
Pada prinsipnya, nilai dc penyearah gelombang penuh diperoleh dari :
karena nilai dari = 0,636 V, sehingga :

  • Frekuensi Keluaran
Pada sebuah rectifier gelombang penuh, sesuatu tidak biasa terjadi pada frekuensi keluaran. Tegangan saluran AC mempunyai frekuensi 60 Hz. Karena itu, periode masukkannya sama dengan :
 
Karena penyearahan gelombang penuh, periode sinyal gelombang penuh adalah setengah periode masukan :
  sehingga kita dapatkan
Frekuensi sinyal gelombang penuh adalah dua kali frekuensi masukan. Hal ini beralasan karena sebuah keluaran gelombang penuh mempunyai dua kali periode masukan gelombang sinus, hanya saja rectifier gelombang penuh membalikkan masing-masing periode setengah negatif sehingga kita mendapatkan jumlah dua kali periode positif. Akibatnya, adalah penggandaaan frekuensi sehingga :
Gelombang penuh :
3. Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan
Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan
Rectifier jembatan menyerupai rectifier gelombang penuh sebab ia memproduksi tegangan keluaran gelombang penuh. Dioda-dioda D1 dan D2 menghantar di atas setengan periode positif dan D3 dan D4 menghantar di atas setengah periode negatif. Sebagai hasilnya arus beban rectifier mengalir selama diantara setengah periode.

  • Nilai Rata-rata dan frekuensi Keluaran
Karena sebuah penyearah jembatan menghasikan sebuah keluaran gelombang penuh, persamaan untuk nilai rata-rata dengan frekuensi keluaran sama seperti yang diberikan untuk penyearah gelombang penuh :
dan


Radio Control untuk mobil mainan


Bermain mobil-mobilan yang dikendalikan lewat sinyal radio merupakan permainan yang menarik. Mobil mainan yang banyak digemari anak-anak, dengan ditambah rangkaian sederhana ini akan menjadi mobil mainan idaman. Rangkaian ini mengggunakan IC digital keluarga CMOS yang memerlukan arus listrik sangat kecil, sehingga tidak akan membebani kinerja mobil mainan asli.
Dalam sistem ini, sinyal radio tidak terus menerus dipancarkan tapi hanya dibangkitkan saat pengontrol mengirimkan perintah kanan/kiri atau maju/mundur, itupun hanya merupakan frekuensi radio yang terputus-putus, sehingga merupakan pengiriman pulsa-pulsa frekuensi gelombang radio.
Jumlah pulsa yang dikirimkan mewakili perintah yang dikirim, perintah MAJU diwakili dengan 8 pulsa, KIRI diwakili dengan 16 pulsa, KANAN 32 pulsa dan MUNDUR 64 pulsa. Perintah yang dikirimk bisa merupakan gabungan dari 2 perintah sekali gus, yaitu gabungan dari perintah maju/mundur dan kanan/kiri, sebagai contoh bisa dikirimkan perintah maju dan kiri sekali gus, dalam hal ini jumlah pulsa yang dikirim adalah 24, yaitu penjumlahan dari perintah maju sebanyak 8 pulsa dan perintah kiri sebanyak 16 pulsa.
Setelah sebuah perintah dikirim, sistem menghentikan pengiriman perintah dalam jeda waktu tertentu, jeda waktu ini diperlukan akan rangkaian penerima mempunyai waktu yang cukup untuk melaksakan perintah dengan baik. Pulsa-pulsa frekuensi itu terlihat dibagian kanan atas Gambar 1.

Gambar 1
Rangkaian Pemancar Radio Control

Cara kerja Pemancar

Sinyal radio dibangkitkan dengan rangkaian osilator yang dibentuk dengan transistor Q1 9016, frekuensi kerja dari osilator ini ditentukan oleh kristal Y1 yang bernilai 27,145 MHz. Bagian yang sangat kritis dari rangkaian osilator ini adalah T1, L1 dan L2, yang khusus dibahas tersendiri dibagian akhir artikel ini.
Kerja dari osilator ini dikendalikan oleh gerbang NOR U2D 14001, saat output gerbang (kaki nomor 3) ini bernilai ‘1’, osilator akan bekerja dan mengirimkan frekuensi radio 27,145 MHz, dan pada saat output U2D bernilai ‘0’ osilator akan berhenti bekerja.
Gerbang NOR U2D menerima sinyal clock dari gerbang NOR U2B. Gerbang NOR jenis CMOS dengan bantuan resistor R4 dan R5 serta kapasitor C8 membentuk sebuah rangkaian oscilator frekuensi rendah pembentuk clock untuk mengendalikan rangkaian digital yang ada. Kerja dari pembangkit clock ini dikendalikan lewat input kaki 6, rangkaian akan membangkitkan clock kalau input ini berlevel ‘0’.
Gerbang NOR U2A dan U2C membentuk sebuah rangkaian Latch (RS Flip Flop), karena pengaruh resistor R2 dan kapasitor C11 yang diumpankan ke kaki nomor 9 di U2C, pada saat rangkaian mendapat catu daya output U2C pasti menjadi ‘1’ dan output U2A (kaki nomor 3) menjadi ‘0’. Keadaan ini akang mengakibatkan pembangkit clock U2b bekerja membangkitkan clock dan melepas keadaan reset IC pencacah 14024 (U1), sehingga U1 mulai mencacah dan rangkaian osilator 27,145 MHZ mengirimkan pulsa-pulsa frekuensi selama pembangkit clock bekerja.
Pada saat mulai mencacah, semua output IC pencacah 14024 dalam kedaan ‘0’, setelah mencacah 8 pulsa maka output Q4 (kaki nomor 6) akan menjadi ‘1’, setelah mencacah 16 pulsa output Q5 (kaki nomor 5) menjadi ‘1’, setelah mencacah 32 pulsa output Q6 (kaki nomor 4) menjadi ‘1’, setelah mencacah 64 pulsa output Q7 (kaki nomor 3) menjadi ‘1’.
Output-output diatas dipakai untuk mengendalikan tegangan kaki 9 U2C lewat diode D1 dan D2, selama salah satu output itu masih bernilai ‘0’ maka pembangkit clock U2B masih bekerja, hal ini akan berlangsung terus sampai katode D1 dankatode D2 menjadi ‘1’ sehingga kaki 9 U2C menjadi ‘1’ pula. Keadaan ini akan mengakibatkan output kaki 3 U2A menjadi ‘1’, yang menghentikan pembangkit clock U2B dan me-reset pencacah 14024 danberhenti sudah pengiriman pulsa frekuensi 27.145 MHz.
Untuk membangkitkan jeda waktu agar rangkaian penerima mempunyai cukup waktu melaksanakan perintah, dipakai rangkaian Q2 9014, resistor R7 dan kapasitor C10. Besarnya waktu jeda ditentukan oleh besarnya nilai R7 dan C10. Saklar untuk mengirim perintah maju/mundur dan untuk mengirim perintah kiri/kanan merupakan dua saklar yang terpisah. Masing-masing saklar mempunyai 3 posisi, posisi tengah berarti skalar itu tidak mengirim perintah.

Cara kerja Penerima

Gambar 2 merupakan gambar rangkaian penerima yang dipasangkan dimobil-mobilan, berfungsi menerima sinyal dari pemancar untuk mengendalikan motor mobil-mobilan , agar mobil-mobilan bisa bergerak maju/mundur dan kiri/kanan. Transistor Q1 dengan bantuan resistor; kapasitor dan T1 membentuk sebagai rangkaian penerima sinyal radio 27,145 MHz. T1 dalam rangkaian ini persis sama dengan T1 yang dipakai di rangkaian Pemancar, cara pembuatannya dibahas dibawah.
Transistor Q2 berikut perlangkapannya membentuk rangkaian untuk merubah pulsa-pulsa frekuensi radio yang diterima dari pemancar menjadi pulsa-pulsa kotak yang bisa diterima sebagai sinyal digital oleh IC CMOS. Sinyal digital tadi akan diterima sebagai clock yang akan dicacah oleh IC pencacah 14024 (U2). Output 14024 akan sesuai dengan jumlah pulsa yang dikirim pemancar, perintah maju dan kiri (yang dipakai sebagai contoh dalam pembahasan bagian pemancar) merupakan pulsa sejumlah 24, hasil pencacahan pulsa ini mengakibatkan output 14024 menjadi Q4=’1’, Q5=’1’, Q6=’0’ dan Q7=’0’.
Sinyal digital yang diterima selain dipakai sebagai clock pencacah U2 IC 14024 yang dibicarakan di atas, dipakai pula untuk menggerakan 3 buah rangkaian penunda waktu untuk membangkitkan pulsa-pulsa yang berfungsi mengatur kerja rangkaian.
Pulsa pengatur pertama akan muncul setelah kiriman pulsa frekuensi terhenti karena jeda waktu antara pengiriman kode, pulsa ini berfungsi untuk merekam hasil cacahan 14024 ke U3 14042 (D Flip Flop), sehingga kondisi akhir 14024 tetap dipertahankan untuk mengendalikan motor. Setelah hasil 14042 direkam ke 14024, pencacah 14042 direset oleh pulsa kedua, agar setelah lewat jeda waktu pencacah 14042 bisa mencacah mulai dari 0 kembali.
Rangkaian yang dibentuk dengan transistor Q3, Q4, Q7, Q8, Q9 dan Q10 dinamakan sebagai rangkaian H Bridge, rangkaian ini sangat handal untuk menggerakan motor DC. Dengan rangkaian ini motor DC bisa diputar ke-kanan, ke-kiri atau berhenti gerak. Syarat utama pemakaian rangkaian ini adalah tegangan basis Q7 dan tegangan basis Q10 harus berlawanan, misalnya basis Q7=’1’ dan basis Q10=’0’ motor berputar ke kiri, basis Q7=’0’ dan basis Q10=’1’ motor akan berputar ke kanan, basis Q7=’0’ dan basis Q10=’0’ motor berhenti gerak, tapi tidak boleh terjadi basis Q7=’1’ dan basis Q10=’1’.
Demikian pula Q5, Q6, Q11, Q12, Q13 dan Q14 membentuk sebuah H Bridge. H Bridge bagian kiri pada Gambar 2 dipakai untuk mengendalikan motor yang mengatur gerak mobil-mobilan kekiri/kanan, sedangkan H Bridge bagian kanan dipakai untuk mengendalikan motor yang mengatur gerak maju/mundur mobil-mobilan.
Hubungan antara outpur pencacah 14042 dan input D Flip Flop 14024 sudah disusun sedemikian rupa sehingga sinyal yang diumpankan ke masing-masing H Bridge tidak mungkin semuanya ‘1’ secara bersamaan.

Gambar 2
Rangkaian Penerima Radio Control