Antarmuka Sensor (2)
Input Schmitt-Trigger
Dalam melaksanakan eksperimentasi dengan beberapa rangkaian saklar transistor, anda mungkin beropini bahwa proses penyambungan arus (switch-on) berjalan terlalu lambat. Ketika LDR ditutupi dari cahaya, misalnya, LED secara perlahan akan menyala semakin terang. Akan lebih baik kiranya apabila cahaya LED sanggup memancar dengan jelas dalam seketika, sewaktu intensitas cahaya yang tiba jatuh di bawah suatu level tertentu. Input Schmitt-trigger sanggup menghasilkan efek semacam ini.
Terdapat suatu laba lain dalam memakai Schmitt-trigger. Umpamakan bahwa sebuah sistem dirancang untuk menyalakan sebuah lampu pekarangan dikala hari telah senja. Pada waktu ini (senja), intensitas cahaya akan menurun secara perlahan-lahan. Tahapan meredupnya cahaya tidak akan sedemikian teraturnya kerena awan sewaktu-waktu sanggup bergerak menutupi matahari dan, kemudian, menjauhinya kembali. Atau, bayangan daun-daun yang gugur atau terbang tertiup angin sanggup menghalangi cahaya yang menuju LDR. Pada sebuah sistem dengan rangkaian saklar transistor sederhana, hal-hal semacam ini akan menyebabkan lampu pekarangan sewaktu-waktu meredup nyalanya dan kemudian jelas kembali, di senja hari. Hal ini cukup mengganggu. Selain itu, apabila transistor dipakai untuk mensaklarkan sebuah relay, terputus dan tersambungnya kontak-kontak secara terus-menerus akan memperpendek usia relay tersebut.
Kinerja sistem yang diuraikan di atas sanggup diperbaiki dengan memakai input Schmitt-trigger, sebagaimana diperlihatkan di bawah ini:
Tanpa mengupas teorinya secara lebih mendalam, kinerja Schmitt-trigger digambarkan oleh grafik berikut ini.
Ketika input naik dari titik 0V, output yang dihasilkan adalah ‘tinggi’ (sama dengan tegangan catu). Ketika input naik sampai melampaui nilai batas atas, output secara drastic akan jatuh ke titik 0V. Ketika input bergerak turun, output tetap berada pada titik nol sampai input turun melampaui nilai batas bawah. Ketika input telah berada di bawah nilai batas bawah, output tidak akan berubah lagi sampai input naik melampaui nilai batas atas. Grafik berikut ini menggambarkan sebuah Schmitt-trigger yang bekerja dengan sebuah input yang sangat tidak beraturan.
Perubahan-perubahan kecil pada arah pergerakan input tidak akan memperngaruhi pergerakan output. Efek yang dihasilkan oleh Schmitttrigger ialah menghilangkan ketidakteraturan pada gelombang input dan ‘merapikan’ bentuknya. Perhatikan bahwa Schmitt-trigger membalikkan (inverting) gelombang input yang diterimanya.
Output dari trigger sanggup diberikan melalui terminal 𝑉out sebagaimana terlihta pada grafik diatas. Selain itu, juga dimungkinkan untuk mengganti R6 dengan sebuah beban, semisal, lampu, LED atau motor. R2 harus mempunyai tahanan yang lebih tinggi daripada beban. Apabila arus penggagas yang relative besar dibutuhkan, gunakan sebuah BJTdaya untuk Q2. Apabila sesor hanya sanggup memasok arus yang relative kecil ke trigger, Q1 sanggup berupa sebuah FET, dan bukan BJT.
Nilai-nilai persis untuk batas baawah and bataas atas, dan selisin antara keduanya, sanggup diatur dengan mengubah nilai-nilai untuk R2, R5, dan R6.
Komparator
Komparator ialah sebuah rangkaian penguat yang mempunyai dua input. Tegangan output yang dihasilkannya sebanding dengan selisih antara dua tegangan inputnya. Gain komparator kurang lebih ialah sebesar 200.000, sehingga selisih input sebesar hanya 100 𝜇𝐴 pun sudah cukup untuk menurunkan output mendekati 0V atau menaikkannya sampai mencapai tegangan catu.
Komparator dibentuk dalam bentuk rangkaian terpadu (integrated circuit). Pada salah satu tipe komparator, terdapat 23 buah transistor, 2 dioda daan 19 resistor.komponen-komponen ini, beserta seluruh sambungannya, dibentuk diatas sebuah chip silicon yang berukuran sangat kecil. Chip ini ditempatkan di dalam sebuah kemasan 8-pin. Anada tidak perlu mengetahui berapa banyak komponen yang terdapat si dalam kemasan tersebut, atau bagaimana cara kerja komparator. Akan tetapi, anda harus tahu mengenai apa yang dapt dilakukan piranti ini dan bagaimana cara menggunakannya.
Gambar diatas memperlihatkan sebuah IC (intergrated circuit) 8-pin. Pin 1 dapat diindettifikasikan dengan merujuk pada sebuah ‘lingkaran’ kecil di badan IC (lihat juga foto diatas). Pin-pin lainnya diberi nomor sebagaimana diperlihatkan dalam gambar.dua buah input ke rangkaian penguat ialah input non pembalik (+) dan input pembalik (-). Output yang dihasilkan akan berniai aktual apabila input (+) lebih besar dari input (-). Output akan mendekati 0V apabila input (+) lebih kecil dari input (-).
Piranti ini membutuhkan sebuah catu daya mode-ganda (dapat memperlihatkan tegangan aktual dan negative). Pin 1 dihubungkan ke 0V. pin 8 dihubungkan ke jalur aktual catu daya. Pin 4 disambungkan ke jalur negative catu daya. Pasokan tegangan aktual dan tegangan negative, keduanya harus sama besar namun berlawanan polaritasnya.transistor ang terdapat pada terminal output serupa dengan yang ada dalam diagram pertama. Transistor ini tidak mempunyai resistr kolektor. Pada terminal output, kita harus menambahan sebuah resistor yag disambungka ke jalur catu positif.
Contoh sebuah rangkaian komparatod yang telah lengkap diperlihatkan pada diagram di bawah ini :
Ketika anda membaca diagram tersebut , perhatikan posisi-posisi dimana kwat-kawat disambungkan (‘titik tebal”,) dan dimana kawat-kawt tidakdisambungkan (tidak ada ‘titik tebal’). Input pembalik(-) disambungkan ke jaur catu 0V, sehingga tegangan pada input ini ialah 0V. input non-pemalik (+) disambungkan ke sebuah pembagi tegangan yang memakai thermistor. Apabila input yang diberikan oleh bab permbagi tegangan ialah 0V atau kurang, output yang dihasilkan ialah 0V. Apabila input dari begian pembagi tegangan ialah sepersekian milivolt atau mencapai lebih dari 0V, output akan naik dengan sangat cepat sehingga mencapai +6V. output berubah dari 0V ke +6V dikala nilai suhu yangditerima R2 persis sama dengan titik suhu acuan. Pada rangkaian ini, output akan berubah pada titik suhu sekitar 25℃. Alih-alih menyambungkan input (-) ke jalur catu 0V, kita sanggup menyambungkannya ke pembagi tegangan dua-resistor yag akan memperlihatkan nilai tegangan yang berbeda. Output yang dihasilkan, dengan demikian, akan berubah pada titi suhu yang berbeda pula.