OPTOCOUPLER

Optocoupler adalah suatu piranti yang terdiri dari 2 bagian yaitu transmitter dan receiver, yaitu antara bagian cahaya dengan bagian deteksi sumber cahaya terpisah. Biasanya optocoupler digunakan sebagai saklar elektrik, yang bekerja secara otomatis.optocoupler atau optoisolator merupakan komponen penggandeng (coupling) antara rangkaian input dengan rangkaian output yang menggunakan media cahaya (opto) sebagai penghubung. Dengan kata lain, tidak ada bagian yg konduktif antara kedua rangkaian tersebut. Optocoupler sendiri terdiri dari 2 bagian, yaitu transmitter (pengirim) dan receiver (penerima)

1. Transmitter (Pengirim)

Merupakan bagian yg terhubung dengan rangkaian input atau rangkaian kontrol. Pada bagian ini terdapat sebuah LED infra merah (IR LED) yang berfungsi untuk mengirimkan sinyal kepada receiver. Padatransmitter dibangun dari sebuah LED infra merah. Jika dibandingkan dengan menggunakan LED biasa, LED infra merah memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap sinyal tampak. Cahaya yang dipancarkan oleh LED infra merah tidak terlihat oleh mata telanjang.

2. Receiver (Penerima)

Merupakan bagian yg terhubung dengan rangkaian output atau rangkaian beban, dan berisi komponen penerima cahaya yang dipancarkan oleh transmitter. Komponen penerima cahaya ini dapat berupa photodioda atapun phototransistor. Pada bagian receiver dibangun dengan dasar komponen phototransistor. Phototransistor merupakan suatu transistor yang peka terhadap tenaga cahaya. Suatu sumber cahaya menghasilkan energi panas, begitu pula dengan spektrum infra merah. Karena spekrum infra mempunyai efek panas yang lebih besar dari cahaya tampak, maka phototransistor lebih peka untuk menangkap radiasi dari sinar infra merah.

Jika dilihat dari penggunaannya, optocoupler biasa digunakan untuk mengisolasi common rangkaian input dengan common rangkaian output. Sehingga supply tegangan untuk masing2 rangkaian tidak saling terbebani dan juga untuk mencegah kerusakan pada rangkaian kontrol (rangkaian input).Beberapa aplikasi optocoupler yang ada diantaranya adalah : Rangkaian driver motor DC Sebagai driver rangkaian yg dikontrol oleh mikrokontroler Sebagai driver rangkaian yg dikontrol oleh paralel port komputer.
Optocoupler yg biasanya dijumpai di toko-toko elektronik mempunyai seri 4N25,4N33 dan 4N35. Sensor Cahaya (Optocoupler) dan Piringan Sensor

Tujuan utama dari digunakan sensor cahaya dan piringan sensor adalah untuk mendapatkan data kecepatan putaran dari setiap roda. Piringan sensor yang digunakan dibuat dari negatif-film yang dijepit oleh dua buah acrylic transparan agar semakin presisi pembacaan datanya. Sedangkan sensor cahaya yang digunakan adalah optocoupler yang prinsip kerjanya adalah ketika ada benda yang berada di antara celah sensornya, maka cahaya yang dikirimkan tidak bisa diterima oleh bagian penerimanya, sehingga menghasilkan tegangan keluaran yang nilainya mendekati VCC, begitu juga sebaliknya, jika tidak ada benda diantara celah sensornya maka akan menghasilkan tegangan keluaran yang nilainya mendekati 0 Volt.

Optocoupler merupakan gabungan dari LED infra merah dengan fototransistor yang terbungkus menjadi satu chips. Cahaya infra merah termasuk dalam gelombang elektromagnetik yang tidak tampak oleh mata telanjang. Sinar ini tidak tampak oleh mata karena mempunyai panjang gelombang berkas cahaya yang terlalu panjang bagi tanggapan mata manusia. Sinar infra merah mempunyai daerah frekuensi 1 x 1012 Hz sampai dengan 1 x 1014 GHz atau daerah frekuensi dengan panjang gelombang 1µm – 1mm.
LED infra merah ini merupakan komponen elektronika yang memancarkan cahaya infra merah dengan konsumsi daya sangat kecil. Jika diberi prasikap maju, LED infra merah yang terdapat pada optocoupler akan mengeluarkan panjang gelombang sekitar 0,9 mikrometer.

Proses terjadinya pancaran cahaya pada LED infra merah dalam optocoupler adalah sebagai berikut. Saat dioda menghantarkan arus, elektron lepas dari ikatannya karena memerlukan tenaga dari catu daya listrik. Setelah elektron lepas, banyak elektron yang bergabung dengan lubang yang ada di sekitarnya (memasuki lubang lain yang kosong). Pada saat masuk lubang yang lain, elektron melepaskan tenaga yang akan diradiasikan dalam bentuk cahaya, sehingga dioda akan menyala atau memancarkan cahaya pada saat dilewati arus. Cahaya infra merah yang terdapat pada optocoupler tidak perlu lensa untuk memfokuskan cahaya karena dalam satu chip mempunyai jarak yang dekat dengan penerimanya. Pada optocoupler yang bertugas sebagai penerima cahaya infra merah adalah fototransistor. Fototransistor merupakan komponen elektronika yang berfungsi sebagai detektor cahaya infra merah. Detektor cahaya ini mengubah efek cahaya menjadi sinyal listrik, oleh sebab itu fototransistor termasuk dalam golongan detektor optik.

Fototransistor memiliki sambungan kolektor–basis yang besar dengan cahaya infra merah, karena cahaya ini dapat membangkitkan pasangan lubang elektron. Dengan diberi prasikap maju, cahaya yang masuk akan menimbulkan arus pada kolektor. Fototransistor memiliki bahan utama yaitu germanium atau silikon yang sama dengan bahan pembuat transistor. Tipe fototransistor juga sama dengan transistor pada umumnya yaitu PNP dan NPN. Perbedaan transistor dengan fototransistor hanya terletak pada rumahnya yang memungkinkan cahaya infra merah mengaktifkan daerah basis, sedangkan transistor biasa ditempatkan pada rumah logam yang tertutup. Simbol optocoupler seperti terlihat pada gambar.

Gambar rangkaian optocoupler

Prinsip kerja dari rangkaian optocoupler adalah :
-Jika S1 terbuka maka LED akan mati, sehingga phototransistor tidak akan bekerja.
-Jika S1 tertutup maka LED akan memancarkan cahaya,sehingga phototransistor akan
-Jika antara phototransistor dan LED terhalang maka phototransistor tersebut akan off sehingga output dari kolektor akan berlogika high. Sebaliknya jika antara phototransistor dan LED tidak terhalang maka phototransistor dan LED tidak terhalang maka phototransistor tersebut akan on sehingga output-nya akan berlogika low.

Ditinjau dari penggunaanya, fisik optocoupler dapat berbentuk bermacam-macam. Bila hanya digunakan untuk mengisolasi level tegangan atau data pada sisi transmitter dan sisi receiver, maka optocoupler ini biasanya dibuat dalam bentuk solid (tidak ada ruang antara LED dan phototransistor). Sehingga sinyal listrik yang ada pada input dan otput akan terisolasi. Dengan kata lain optocoupler ini digunakan sebagai optoisolator jenis IC.
Kerugian atau keburukan dari optocoupler adalah pada kecepatan switchingnya. Hal ini disebabkan karena efek dari area yang sensistif terhadap cahaya dan timbulnya efek kapasitansi pada ‘junction’-nya. Jika diperlukan kecepatan switching yang cukup tinggi maka optoisolator harus dikonfigurasikan sehingga yang digunakan adalah sebagai photodiode-nya.

TIPE KANAL HSDPA

Arsitektur HSDPA

HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) memperkenalkan semua efisiensi sistem dengan meminimalkan pengubahan yang telah ada pada arsitektur jaringan UMTS. Dalam radio interface protokol UMTS, 2 layer protokol yang sangat penting yang diimplementasikan pada Node B adalah MAC (Medium Access Control) dan physical layer. Dengan memperkenalkan HSDPA, dilakukan penambahan MAC sub-layer pada Node-B yang dikenal dengan MAC-hs (Medium Access Control – high speed).

Struktur Kanal Pisik HSDPA

Berikut ini merupakan penambahan tiga kanal baru pada sistem HSDPA :

a. High Speed downlink Shared Channel (HS-DSCH)

b. High Speed Shared Control Channel (HS-SCCH)

c. High speed Dedicated Physical Control Channel (HS-DPCCH)

Gambar 2..2 kanal HSDPA

HS-DSCH merupakan kanal transport yang mirip dengan DSCH pada UMTS (rel.99). HS-DSCH merupakan transport channel arah downlink pada HSDPA yang dapat digunakan untuk mengirim paket data oleh beberapa user dalam satu cell. ). HS-PDSCH mengadopsi adaptive modulation QPSK (quadrature phase shift keying) atau algoritma fase modulasi yang sudah ada, dan 16 QAM (quadrative amplitude modulation), yakni empat amplitude empat fase yang memungkinkan penggunaan data rate tinggi di bawah kondisi jaringan radio yang bermacam-macam.

HS-DSCH merupakan transport channel arah downlink pada HSDPA yang dapat digunakan untuk mengirim paket data oleh beberapa user dalam satu cell. HS-DSCH memiliki Spreading Factor (SF) tetap sebesar 16, berbeda dengan DSCH pada WCDMA yang memiliki SF variable antara 4 hingga 256. Transmission Time Interval (TTI) pada HS-DSCH sebesar 2 ms adalah lebih pendek jika dibandingkan dengan TTI sebesar 10, 20, 40, atau 80 ms yang digunakan pada channel-channel sejenis sebelumnya. HS-DSCH dapat dipetakan ke satu atau beberapa HS-PDSCH (High Speed Physical Downlink Shared Channel). Oleh karena itu HSDPA dapat melakukan multicode operation menggunakan hingga 15 channelization codes berdasarkan kategori UE (User Equipment). Satu TTI pada HS-PDSCH terdiri atas tiga time slot seperti tampak pada gambar di bawah ini.

HS-SCCH merupakan kanal laju data yang tetap yang digunakan untuk signaling pada arah downlink antara Node B dan UE sebelum memulai penjadwalan TTI. Kanal ini memberitahu UE bila ada data pada HS-DSCH yang dialamatkan ke UE tertentu, dan memberikan UE perubahan parameter dengan cepat yang diperlukan untuk penerimaan HS-DSCH.

HS-SCCH merupakan downlink physical channel dengan SF tetap sebesar 128 yang membawa informasi kunci yang diperlukan untuk HS-PDSCH. Satu TTI pada HS-SCCH terdiri atas tiga time slot. Informasi yang kritis terhadap waktu (time critical) diletakkan pada slot pertama HS-SCCH, seperti channelization codes set (7 bit) dan skema modulasi (1 bit). Dua slot selanjutnya mengandung informasi non-time critical seperti Cyclic Redundancy Check (16 bit), transport block size (6 bit), redundancy and constellation version (3 bit), informasi HARQ, dan new data indicator (1 bit).

HS-DPCCH merupakan kanal pada arah uplink dengan bandwidth yang rendah yang digunakan untuk membawa informasi signaling ACK/NACK. Kanal ini akan memberitahukan apakah hubungan transmisi pada arah downlink telah sukses didokodekan dan CQI (Channel Quality Indicator) yang digunakan telah sesuai dengan link adaptation.

Selain berasosiasi dengan HS-SCCH, HS-DSCH juga berasosiasi dengan satu dedicated uplink physical control channel pada arah uplink, yakni HS-DPCCH. SF pada HS-DPCCH adalah tetap sebesar 256. HS-DPCCH membawa informasi control yang diperlukan dalam pengiriman paket data, seperti ARQ acknowledgement (ACK/NACK) serta CQI (Channel Quality Indicator). Nilai bit pada slot HS-DPCCH digunakan untuk memilih skema modulasi dan koding untuk pengiriman selanjutnya, dari QPSK dengan turbo code R=1/4 hingga 16-QAM dengan turbo code R=3/4. Termasuk memilih untuk tidak melakukan pengiriman jika kondisi kanal buruk .