sistem mikroprosesor

Teknik Output Digital Mikrokontroler

Mikrokontroler seperti Arduino sering perlu disambungkan ke berbagai perangkat digital, untuk itu diperlukan kemampuan output dari mikrokontroler yang perlu disesuaikan dengan sifat perangkat yang dituju. Berikut ini beberapa kemungkinan permasalahan output yang dijumpai:

  • Tegangan kecil, arus kecil (langsung)
  • Tegangan kecil, arus besar (perlu penguat arus BJT/MOSFET)
  • Tegangan besar (perlu pengubah tegangan BJT/MOSFET, Relay)
  • Beban Induktif (kumparan,motor)
  • alvanic Isolation (dengan optocoupler)
  • H-Bridge untuk motor 2 arah
  • Pulse Width Modulation untuk mengatur pemberian energi
  • Serial to Paralel untuk menambah port I/O

Tegangan Kecil Arus Kecil

Tegangan kecil di sini maksudnya adalah tegangan perangkat output sama atau kurang dari tegangan output mikrokontroler.

Arus kecil di sini maksudnya adalah arus yang diperlukan perangkat output sama atau kurang dari kemampuan arus output mikrokontroler.

Pada kasus ini output dari mikrokontroler cocok dari sisi arus maupun tegangan, sehingga output mikrokontroler dapat langsung dihubungkan ke beban / perangkat output.

Misal, output yang diinginkan adalah menyalakan sebuah LED. LED mempunyai tegangan maju sekitar 2 volt, dengan arus 25 mA jika ingin cukup terang. Port pada ATMega328 dapat memberikan arus maksimal 40 mA, dengan tegangan output 5 volt, maka dalam hal ini, LED dapat langsung dihubungkan ke output ATMega328 tanpa perlu penguatan, cukup dengan resistor sebagai pembatas arus.

LED output

LED output

Tegangan Kecil Arus Besar

Tegangan kecil di sini maksudnya adalah tegangan perangkat output sama atau kurang dari tegangan output mikrokontroler.

Arus besar di sini maksudnya adalah arus yang diperlukan perangkat output lebih dari kemampuan arus output mikrokontroler.

Contoh kasus:

  • lampu LED perlu 25 mA, sedangkan output mikrokontroler hanya sanggup 8 mA karena pin output lain juga aktif
  • LED 7 segmen , setiap segmen 25 mA, jadi perlu total 25 mA x 8 = 200 mA untuk arus di pin common anoda/katoda.

Dalam hal ini maka diperlukan penguatan arus, yang antara lain dapat dilakukan dengan komponen berikut:

  • Transistor BJT NPN (misal BC548)
  • Transistor BJT PNP (misal BC557)
  • Transistor MOSFET kanal N (misal IRF520)
  • Transistor MOSFET kanal P
  • Transistor Darlington terintegrasi,  seperti IC ULN2803

Secara teoritis, penguatan ini dapat juga dilakukan menggunakan penguat / amplifier analog ataupun op-amp, namun hal ini tidak praktis karena penguat analog umumnya menggunakan transistor dalam kondisi aktif sehingga penggunaan arus lebih besar. Penguat digital hanya menggunakan 2 keadaan transistor ON dan OFF, sehingga disipasi daya lebih kecil.

Contoh rangkaian penguat arus dengan transistor NPN sebagai berikut:

 

Penguat output digital dengan transistor NPN

Penguat output digital dengan transistor NPN

Contoh rangkaian penguat arus dengan MOSFET sebagai berikut, cara kerjanya dijelaskan di artikel “Output Digital Mikrokontroler Dengan MOSFET“:

Output Digital Mikrokontroler Dengan MOSFET

Output Digital Mikrokontroler Dengan MOSFET

Tegangan Besar

[under construction]

 

Konverter TTL 5 volt ke level CMOS

Konverter TTL 5 volt ke level CMOS

 

 

Penguat arus digital dengan transistor NPN

Penguat arus digital dengan transistor NPN

 

Beban Induktif

[under construction]

Penguat output untuk beban induktif

Penguat output untuk beban induktif

Galvanic Isolation

[under construction]

 

Galvanic isolation

Galvanic isolation

H-Bridge

H-Bridge diperlukan untuk beban yang memerlukan polaritas yang dapat diubah.

Contoh output pengendali motor dengan TB6612FNG:

Motor driver TB6612FNG

Motor driver TB6612FNG

Pulse Width Modulation

[under construction]

Serial to Paralel

[under construction]

Referensi

  • Arduino Basic Connection https://box.glgprograms.it/CorsoArduino2016/didattica/Arduino-BC.pdf

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Powered by: Wordpress