Laman

24 Apr 2017

KOMPONEN SISTEM MIKROPROSESOR

DASAR KOMPONEN MIKROPROSESOR
Alam semesta, semua mahluk baik binatang ataupun tumbuhan dan manusia merupakan ciptaan Tuhan Yang Maha Kuasa, dari sekian banyak ciptaanNYA coba kita simak tubuh manusia. Dalam tubuh manusia terdiri dari berbagai macam organ misal jantung, hati, kepala, kaki, tangan dan organ tubuh lainnya yang kesemuanya membentuk sebuah sistem tubuh, secara kasat mata terlihat bahwa antar organ dalam membentuk sistem tubuh saling tergantung dan saling berhubungan sistem kerjanya. Setiap gerak organ selalu diawali adanya perintah dari otak berupa sinyal listrik yang dikirimkan melalui jalur kendali menuju organ yang diperintahkan untuk melaksanakan gerak, artinya setiap gerak organ melalui sinyal peritah dan gerak organ satu dengan lainnya juga selalu ada sinkronisasi. Sedangkan organ dibentuk dari sel, dan setiap sel pembentuk organ memiliki kesamaan karakteristik dan prinsip kerja. Disisi lain sumber tenaga penggerak yang tersedia dalam tubuh manusia mampu memberikan tenaga selam 24 jam terus menerus. Dari hasil menyimak sedikit tentang tubuh manusia dilihat dari perspektif pembentuk sistem tubuh, maka sudah seharusnya kita bersyukur dan mau mengakui keagunganNYA.
Sistem mikroprosesor dikembangkan manusia juga mengikuti pola tubuh manusia, yaitu sistem dibuat dengan membentuk organ-organ yang sering istilahnya disebut dengan komponen. Setiap komponen pembentuk sistem mikroprosesor dibangun dari rangkaian-rangkaian gerbang digital, antar komponen dihubungkan dengan sistem jalur data (Data BUS), untuk menunjuk komponen digunakan jalur alamat (Address Bus) dan untuk sinkronisasi kerja antar komponen digunakan jalur kontrol (Control Bus). Seperti pada tubuh manusia pada sistem mikroprosesor untuk memanfaatkan atau menggunakan fungsi komponen dilakukan dengan perintah yang dikirim dari pusat pengolah yang disebut Arithmatic Logic Unit (ALU).
Untuk memahami komponen sistem mikroprosesor, berikut dijelaskan rangkaian-rangkaian gerbang digital pembentuk komponen tersebut.

Catu Daya Mikroprosesor
Sebuah mikroprosesor akan dapat bekerja dengan sempurna apabila diberikan tegangan listrik dari catu daya yang stabil pada tegangan kerjanya, oleh karena itu pada bab ini dijelaskan rangkaian dasar catu daya sesuai dengan tegangan yang dibutuhkan sistem mikroprosesor.
Catu daya yang dibutuhkan oleh sistem mikroprosesor umumnya satu sumber dengan tegangan listrik sebesar +5 volt yang diperuntukan khusus memberikan catu pada mikroprosesor, rangkaian digital pendukung berupa tegangan untuk komponen-komponen TTL, dan untuk rangkaian tertentu dengan tegangan +/- 12 volt seperti konversi digital ke analog serta untuk memori (RAM) dinamik dengan tegangan – 5 volt.

Sedangkan untuk kebutuhan tegangan yang diperuntukan rangkaian pemrogram EPROM dibutuhkan tegangan listrik antara 22 volt sampai 26 volt, kebutuhan arus listrik untuk keseluruhan sistem berkisar antara 2 ampere sampai 5 ampere hal ini tergantung dari kompleksitas rangkaian yang dibuat dalam sistem mikroprosesor.

a. Catu Daya 5 volt
Catu daya 5 volt dapat dibangun dari rangkaian dasar penyearah 4 dioda yang membentuk model penyearah gelombang penuh, oleh karena dibutuhkan tegangan 5 volt dengan stabilitas tegangan yang tinggi maka dibutuhkan sebuah rangkaian penstabil tegangan.
Pada prinsipnya penstabil tegangan harus diberikan tegangan masukan lebih tinggi dari 5 volt, agar IC penstabil tegangan tidak terlalu panas maka tegangan masukan yang berasal dari sebuah transformator diambil dengan tegangan antara 7,5 volt sampai 9 volt serta kemampuan memberikan arus listrik sebesar 2 ampere.
Gambar 1 menunjukan sebuah rangkaian catu daya 5 volt dengan menggunakan penstabil tegangan 7805, dimana transformator berfungsi sebagai penurun tegangan dari 220 volt (AC) menjadi tegangan 7,5 volt (AC). Melalui 4 buah dioda yang terpasang secara metode jembatan tegangan tersebut disearahkan menjadi arus DC gelombang penuh, dengan memasang sebuah filter berupa kondensator 4700 uF/16 volt maka gelombang penuh tersebut dibuat menjadi arus listrik searah. Selanjutnya tegangan DC yang keluar dari filter (kondensator) dibuat agar stabil selalu mengeluarkan tegangan sebesar 5 volt (konstan), untuk itu dipasang sebuah IC penstabil tegangan dengan tipe 7805. Dengan memasang IC 7805 inilah didapatkan tegangan yang stabil sebesar 5 volt dan dapat menyediakan arus searah sebesar 2 ampere.
Yang perlu diperhatikan dalam rangkaian ini adalah jangan sampai rangkaian diode jembatan terbalik, pemasangan polaritas kondensator filter terbalik hal ini akan menyebabkan kondensator meletus dan jangan sampai memasang IC penstabil tegangan tertukar kaki-kakinya.

Catu Daya +5 volt / 2 ampere dengan penstabil tegangan IC 7805.
Gambar 1. Catu Daya +5 volt / 2 ampere dengan penstabil tegangan IC 7805.

Rangkaian yang ditunjukan pada gambar 1 cukup baik untuk digunakan sebagai pemberi tegangan dan arus listrik pada sistem mikroprosesor, karena berdasarkan hasil pengujian dengan memberikan beban yang bervariasi mulai 0 ampere sampai 2 ampere ternyata tegangan tetap stabil + 5 volt.
Agar kualitas lebih baik lagi maka IC 7805 perlu diberi pendingin dari bahan aluminium, sehingga panas yang tinggi pada IC 7805 tidak terjadi lagi. Oleh karena sistem kerja clock mikroprosesor memiliki frekuensi tinggi maka perlu dipasangkan filter untuk frekuensi tinggi, untuk itu dua kondensator yang masing-masing besarnya 100 nF dipasangkan secara paralel pada kedua kondensator sebelumnya.

b. Catu Daya +/- 12 volt.
Catu daya +/- 12 volt dapat dibangun dari rangkaian dasar penyearah 4 dioda seperti pada catu daya 5 volt, keempat diode membentuk model penyearah gelombang penuh. Penyearah tersebut diumpankan pada kumparan sekunder transformator dengan tegangan bolak-balik 15 volt, oleh karena dibutuhkan  tegangan +/- 12 volt maka diperlukan titik tengah sebagai ground dan untuk menjaga stabilitas tegangan yang tinggi maka dipasangkan dua buah rangkaian penstabil tegangan positip dan penstabil tegangan negatif.

Dengan dipasangnya penstabil tegangan maka diperlukan tegangan masukan lebih tinggi dari 12 volt, untuk menjaga agar IC penstabil tegangan tidak terlalu panas maka tegangan masukan yang berasal dari transformator diambil dengan tegangan sebesar 15 volt untuk keperluan ini dibutuhkan arus listrik sebesar 1 sampai 2 ampere.
Gambar 2 menunjukan sebuah rangkaian catu daya +/- 12 volt dengan menggunakan penstabil tegangan 7812 untuk sumber tegangan positip dan 7912 untuk sumber tegangan negatip, dan transformator berfungsi sebagai penurun tegangan dari 220 volt (AC) menjadi tegangan 15 volt (AC) dengan titik tengah. Melalui 4 buah dioda yang terpasang secara metode jembatan tegangan tersebut disearahkan menjadi arus DC gelombang penuh, dengan memasang sebuah filter berupa kondensator 4700 uF/16 volt maka gelombang penuh tersebut dibuat menjadi arus listrik searah. Selanjutnya tegangan DC yang keluar dari filter (kondensator) dibuat agar stabil selalu mengeluarkan tegangan sebesar +/- 12 volt (konstan), untuk itu dipasang sebuah IC penstabil tegangan dan dengan memasang IC inilah didapatkan tegangan yang stabil sebesar +/- 12 volt dan dapat menyediakan arus searah sebesar 1 sampai 2 ampere. Oleh karena diperlukan tegangan – 5 volt untuk mendukung operasi RAM dinamik maka pada rangkaian catu daya +/- 12 volt ini perlu ditambahkan sumber tegangan – 5 volt.

Catu Daya +/- 12 volt / 2 ampere dengan penstabil tegangan IC 7812 dan 7912
Gambar 2. Catu Daya +/- 12 volt / 2 ampere dengan penstabil tegangan IC 7812 dan 7912.

Seperti pada catu daya 5 volt, perlu diperhatikan dalam rangkaian ini jangan sampai rangkaian diode jembatan terbalik, pemasangan polaritas kondensator filter terbalik hal ini akan menyebabkan kondensator meletus dan jangan sampai memasang IC penstabil tegangan tertukar kaki-kakinya.
Rangkaian yang ditunjukan pada gambar 2 cukup baik untuk digunakan sebagai pemberi tegangan dan arus listrik pada sistem mikroprosesor, karena berdasarkan hasil pengujian dengan memberikan beban yang bervariasi mulai 0 ampere sampai 2 ampere ternyata tegangan tetap stabil +/- 12 volt.
Agar kualitas lebih baik lagi maka IC 7812 dan IC 7912 perlu diberi pendingin dari bahan aluminium, sehingga tidak terjadi lonjakan panas yang tinggi pada IC saat dibebani. Untuk menjaga interferensi frekuensi tinggi maka perlu dipasangkan filter untuk frekuensi tinggi, untuk itu dua kondensator yang masing-masing besarnya 100 nF dipasangkan secara paralel pada kedua kondensator sebelumnya.

c. Catu Daya 25 volt.
Catu daya 25 volt difungsikan sebagai pemberi catu tegangan pada rangkaian pemrogram EPROM (2716, 2732 atau 2764), untuk keperluan tersebut rangkaian dapat dibangun dari rangkaian dasar penyearah 4 dioda seperti pada catu daya 5 volt ataupun catu daya +/- 12 volt. Keempat diode membentuk model penyearah gelombang penuh, penyearah tersebut diumpankan pada kumparan sekunder transformator dengan tegangan bolak-balik 30 volt.
Agar tegangan keluaran catu daya dapat memberikan tegangan dapat diatur antara 20 volt sampai 30 volt DC maka diperlukan rangkaian pengatur, dan untuk menjaga stabilitas tegangan yang tinggi maka dipasangkan sebuah rangkaian pengatur tegangan dan sekaligus sebagai penstabil tegangan.
Pada rangkaian catu daya ini IC dengan tipe 7805 berfungsi sebagai pengatur tegangan dan juga sebagai penstabil tegangan, tegangan masukan sebesar 30 volt untuk dapat mencapai tegangan keluaran yang dapat diatur antara 20 volt sampai 30 volt DC sesuai dengan kebutuhan. Untuk menjaga agar IC penstabil tegangan tidak terlalu panas maka tegangan masukan yang berasal dari transformator diambil dengan tegangan sebesar 30 volt untuk keperluan ini dibutuhkan arus listrik sebesar 1 ampere.

Catu daya yang dapat diatur keluarannaya 20 volt.. 30 volt DC
Gambar 3. Catu daya yang dapat diatur keluarannaya 20 volt.. 30 volt DC

Agar kualitas lebih baik lagi maka IC 7805 perlu diberi pendingin dari bahan aluminium, sehingga tidak terjadi lonjakan panas yang tinggi pada IC saat dibebani. Untuk menjaga interferensi frekuensi tinggi maka perlu dipasangkan filter untuk frekuensi tinggi, untuk itu dua kondensator yang masing-masing besarnya 100 nF dipasangkan secara paralel pada kedua kondensator sebelumnya.

loading...
artikel kejuruan

No comments:

Post a Comment

Search Post