Blog Adi Sanjaya Global Techno Solution - AS-GTS : Mengontrol relay dengan tegangan kerja 5 volt dengan computer untuk aktivasi lampu dengan tegangan kerja 220 volt AC

Mengontrol relay dengan tegangan kerja 5 volt dengan computer untuk aktivasi lampu dengan tegangan kerja 220 volt AC

Tulisan ini adalah kelanjutan dari tulisan sebelumnya yang berjudul Kendali nyala led via komunikasi serial dengan Delphi

Hanya saja dalam hal ini dikembangkan lebih kompleks supaya dapat dipergunakan untuk mengontrol peralatan listrik dengan tegangan kerja 220volt AC atau biasa disebut tegangan kerja PLN. bagaimanakah logikanya? Secara sederhana dapat dijelaskan bahwa logika high atau low pada pin mikrokntroller dapat dipergunakan untuk trigger pada rangkaian transistor sebagai saklar, dalam hal ini logika High akan dijadikan bias maju bagi pin basis transistor sehingga transistor dapat aktif ketika kaki colektor dan emitor dibias maju (sebagai catatan transistor yang dipergunakan adalah BC 547 yang merupakan transistor NPN).

Skematik transistor sebagai saklarnya adalah sebagai berikut :

Secara perhitungan mudah,nilai Resistor yang dapat dihubung pada kaki basis transistor supaya dapat menjadi trigger dengan baik adalah sebagai berikut : (referensi http://yosmedia.blogspot.com/2008/06/transistor-sebagai-saklar-switching.html )

Salah satu cara termudah untuk memahami cara kerja transistor adalah dengan menganggapnya sebagai sebuah saklar. Untuk menghasilkan kondisi on/off seperti pada saklar, transistor dioperasikan pada salah satu titik kerjanya, titik saturasi dan cut off. Transistor akan aktif apabila diberikan arus pada basis transistor sebesar :

Saat kondisi saturasi, transistor seperti sebuah saklar yg tertutup (on) sehingga arus dapat mengalir dari kolektor menuju emitor. Sedangkan saat kondisi cutoff, transistor seperti sebuah saklar yg terbuka (off) sehingga tidak ada arus yg mengalir dari kolektor ke emitor.

Agar transistor dapat bekerja sebagai saklar, ada beberapa hal yg harus diperhatikan diantaranya :

1. Menentukan Ic

Ic adalah arus beban yg akan mengalir dari kaki kolektor ke emitor. Besarnya arus beban ini tidak boleh lebih besar dari Ic maksimum yang dpt dilewatkan oleh transistor. Arus beban ini dapat dicari dengan persamaan berikut :

2. Menentukan hfe transistor

Setelah arus beban yg akan dilewatkan pada transistor diketahui maka selanjutnya adalah menentukan transistor yg akan dipakai dgn syarat spt berikut :

3. Menentukan Rb

Setelah transistor yg akan dipakai sebagai saklar telah ditentukan maka selanjutnya adalah menentukan hambatan pada basis (Rb). Besarnya Rb ini dapat dicari dengan persamaan berikut :

Dari data gambar skema rangkaian yang dipergunakan pada rangkaian transistor sebagai saklar yang dihubung ke sistem mikrokontroler

Diketahui :

Vbb = tegangan pin mikrokontroller saat kondisi logika high (nilanya 5 volt)

Dari datasheet Transistor bc 547 diperoleh data hfe dengan nilai mendekati 100 dan Vbe = 0,7 volt

( datasheet terlampir pada folder datasheet)

Dari datasheet SONGLE RELAY diperoleh data bahwa untuk koil relay dengann tegangan kerja 5 volt diperoleh data bahwa arus relay adalah 89.3 miliAmpere

( datasheet terlampir pada folder  datasheet)

Dari data di atas dapat di hitung

Ib = Ic/hfe

Ib = 89,3 miliAmpere / 100

Ib = 0,893 miliAmpere

Rb = ( Vbb – Vbe )/Ib

Rb = (5 volt – 0,7 volt )/ 0,893 miliAmpere

Rb = 4,3 volt / 0,893 miliAmpere

Rb = 4815 ohm

Nilai resistor yang ada dipasaran dan mendekati nilai tersebut adalah 4700 ohm atau 4,7k ohm, jadi diputuskan bahwa nilai resistor basis adalah 4700 ohm atau 4,7k ohm,

Ada baiknya pula kita menambahkan dioda (1N4001) seperti pada gbr rangkaian diatas. Dioda ini berfungsi sebagai proteksi transistor untuk menghubung singkat tegangan induksi yg mgkn terjadi saat peralihan kondisi dari on ke off.

Pada gambar di atas Pin Out1 menuju ke salah satu pin mikrokontroller untuk mendapatkan trigger dari pin mikrokontroller, saat logika high atau bernilai 5 volt maka relay aktif, sedangkan logika low atau bernilai 0 volt maka relay non aktif

Daftar komponen yang di pergunakan dalam satu buah rangkaian transistor sebagai saklar pada driver relay adalah:

1.      Resistor 4,7 ohm

2.      Transistor bc547

3.      Led 5 mm merah

4.      Resistor 1k ohm (untuk dipasang sebagai pembatas arus LED)

5.      Diode 1N4002

6.      Relay 5 volt 5 pin

Sedangkan gambar desain pada pcb nya adalah sebagai berikut , 3 buah led dan 1 buah relay untuk aktivasi peralatan listrik 220 volt:

Dalam hal ini , dipergunakan atmega 16 sebagai chip kontroll nya , serta LCD sebagai penampil perintah yang dikirim computer kepada mikrokontroller (PCB siap dirangkai , terlampir pada paket)

Daftar komponen nya adalah sebagai berikut :

1.      1 buah Terminal blok

2.      2 buah diode 1N4002

3.      2 buah kapasitor electrolit 330uf / 16 volt

4.      2 buah resistor 1k ohm (sebagai pembatas arus LED)

5.      1 buah resistor 10k ohm (sebagai anti bouncing rangkaian reset)

6.      1 buah LED 3mm hijau

7.      1 buah microswitch push on

8.      5 buah kapasitor electrolit 10uf/16 volt (sebagai anti bouncing rangkaian reset)

9.      1 buah regulator 5 volt

10.  Cristal 16 Mhz

11.  Kapasitor keramik 22pf

12.  Variable resistor 2k ohm

13.  Lcd 2x16

14.  IC maxim 232

15.  Soket IC 16 pin

16.  Soket IC 40 pin

17.  Black header 5 pin

18.  Black header 6 pin

19.  Port db 9 female siku

20.  Transistor BC 547

21.  Resistor 4700 ohm

22.  Diode 1N4002 (sebagai anti arus balik)

23.  LED 5 mm

Program antar muka yang pada computer di buat dengan Delphi 7 memanfaatkan komponen tambahan yakni comport,

Selanjutnya berikut ini  adalah tabel yang dibuat untuk merencanakan protocol komunikasi yang dapat di mengerti oleh computer dan mirkokontroler untuk saling bercakap-cakap.

No	Perintah Dari computer (diakhiri enter)	Balasan dari Mikrokontroler	Aksi mikrokontroler saat ada perintah dari computer	Aksi pada computer
1	ON1	ON1-OK	Menyalakan LED di pin C.4	Menampilkan LED1 nyala
2	OFF1	OFF1-OK	Memadamkan LED di pin C.4	Menampilkan LED1 padam
3	ON2	ON2-OK	Menyalakan LED di pin C.5	Menampilkan LED2 nyala
4	OFF2	OFF2-OK	Memadamkan LED di pin C.5	Menampilkan LED2 padam
5	ON3	ON3-OK	Menyalakan LED di pin C.6	Menampilkan LED3 nyala
6	OFF3	OFF3-OK	Memadamkan LED di pin C.6	Menampilkan LED3 padam
7	ON4	ON4-OK	Menyalakan LED di pin C.7	Menampilkan LED4 nyala
8	OFF4	OFF4-OK	Memadamkan LED di pin C.7	Menampilkan LED4 padam
9	ON-ALL	ON-ALL-OK	Menyalakan LED di pin C4-7	Menampilkan SEMUA LED nyala
10	OFFALL	OFF-ALL-OK	Memadamkan LED di pin C4-7	Menampilkan SEMUA LED padam

Dari tabel tersebut di atas , pertama kita buat source code bascom yang akan di download kan ke mikrokontroller

Source code nya adalah sebagai berikut :

$regfile = "m16def.dat"

$baud = 9600

$crystal = 16000000

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Porta.4 , Db5 = Porta.5 , Db6 = Porta.6 , Db7 = Porta.7 , E = PortA.2 , Rs = Porta.0

Config Lcd = 16 * 2

cls

Cursor Off

Config Portc.0 = input

Config Portc.1 = input

Config Portc.2 = input

Config Portc.3 = input

Config Portc.4 = output

Config Portc.5 = output

Config Portc.6 = output

Config Portc.7 = output

Portc.0 = 1

Portc.1 = 1

Portc.2 = 1

Portc.3 = 1

Portc.4 = 0

Portc.5 = 0

Portc.6 = 0

Portc.7 = 0

wait 1

cls

locate 1 , 1

lcd "KONTROL 220 volt"

locate 2 , 1

lcd "SERIAL"

  Dim Perintah As String * 6

  Print "Ok!";

  Do

        Input Perintah

      Select Case Perintah

         Case "ON1" : Portc.4 = 1

         print "ON1-OK" ;

         cls

         locate 1 , 1

         lcd perintah

         Case "ON2" : Portc.5 = 1

         cls

         locate 1 , 1

         lcd perintah

         print "ON2-OK" ;

         Case "ON3" : Portc.6 = 1

         cls

         print "ON3-OK" ;

         locate 1 , 1

         lcd perintah

         Case "ON4" : Portc.7 = 1

         cls

         print "ON4-OK";

         locate 1 , 1

         lcd perintah

         Case "ON-ALL" : Portc = &B11111111

         cls

         print "ON-ALL-OK";

         locate 1 , 1

         lcd perintah

         Case "OFF1" : Portc.4 = 0

         cls

         print "OFF1OK" ;

         locate 1 , 1

         lcd perintah

         Case "OFF2" : Portc.5 = 0

         cls

         print "OFF2OK";

         locate 1 , 1

         lcd perintah

         Case "OFF3" : Portc.6 = 0

         cls

         print "OFF3OK";

         locate 1 , 1

         lcd perintah

         Case "OFF4" : Portc.7 = 0

         cls

         print "OFF4-OK";

         locate 1 , 1

         lcd perintah

         Case "OFFALL" : Portc = &B00000000

         cls

         print "OFF-ALL-OK";

         locate 1 , 1

         lcd perintah

      End Select

   Loop

End

Keterangan : source code di atas sama persis dengan source code pada bagian yang berjudul  Kendali nyala led via komunikasi serial dengan Delphi, tapi ada perbedaan pada bagian

locate 1 , 1

lcd "KONTROL 220 volt"

locate 2 , 1

lcd "SERIAL"

kode tersebut di atas hanya dipergunakan untuk mengganti tulisan yang muncul di LCD ketika pertama kali sistem mikrokontroler dinyalakan.

Silakan compile source code di atas, lalu kemudian download ke chip mikrokontroller

Video Pengujian Mengontrol relay dengan tegangan kerja 5 volt dengan computer untuk aktivasi lampu dengan tegangan kerja 220 volt AC

jika mebutuhkan source code  aplikasi lengkap beserta file PCB dapat membeli ebook pada link dibawah ini :

http://www.embeddedsystem.itstoshare.com/2011/11/e-book-tutorial-version-step-by-step.html