BAB II DASAR TEORI. infra merah biasa digunakan untuk komunikasi wireless. Dalam sistem

BAB II DASAR TEORI 2.1

Wireless Wireless yaitu koneksi antar suatu perangkat dengan perangkat lainnya

tanpa menggunakan kabel dalam mengirimkan sinyal. Gelombang radio dan sinar infra merah biasa digunakan untuk komunikasi wireless. Dalam sistem komunikasi wireless terdapat perangkat atau bagian umum gelombang yang berperan yang menjadi bagian utuh dari sistem komunikasi ini, yaitu :[1] 1. gelombang elektromagnetik. 2. gelombang mikro. 3. gelombang radio. 4. infra merah. 5. satelit. Komunikasi wireless memiliki beberapa karekteristik, diantaranya adalah : 1. Menggunakan sebuah media antena dalam mengirim dan menerima sinyal elektromagnetik. 2. Rentan intereferensi. 3. Umumnya menggunakan 2 GHz – 40 Ghz. 4. Point to point, point to multi point, access point. 5. Semakin tinggi frekuensi yang digunakan maka semakin besar potensial bandwidth dan rate datanya, namun semakin pendek jaraknya. Ada 3 range frekuensi umum yang dalam tranmisi wireless yaitu :[1] 1. Frekuensi microwave dengan range 2–40 GHz, cocok untuk tranmisi point- to point.

Universitas Sumatera Utara

2. Frekuensi dalam range 30 MHz – 1 GHz, cocok untuk aplikasi omnidirectional. Range ini ditujuan untuk range broadcast radio. 3. Range frekuensi lain yaitu antara 300 – 200000 GHz untuk aplikasi lokal, untuk spectrum infra merah. Infra merah sangat berguna untuk aplikasi point-topoint dan multipoint dalam area terbatas, seperti dalam sebuah sistem komunikasi wireless biasanya terdiri dari perangkat – perangkat seperti berikut, yaitu:[1] a. Data (input) Data dalam komunkasi wireless ini bisa berupa video, audio, dan datadata yang lain. data yang masuk sebagai input analog akan diubah menjadi data digital lalu ditransmisikan dan diterima receiver berikutnya akan diubah dari data digital menjadi data analog. b. Modem Modulasi adalah proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Dengan proses modulasi, suatu informasi (frekuensi rendah) bisa dimasukkan ke dalam suatu gelombang pembawa, biasanya berupa gelombang sinus berfrekuensi tinggi. Terdapat tiga parameter kunci pada suatu gelombang sinusiuodal yaitu: amplitudo, fase dan frekuensi. Ketiga parameter tersebut dapat dimodifikasi sesuai dengan sinyal informasi (frekuensi rendah) untuk membentuk sinyal yang termodulasi. Peralatan untuk melaksanakan proses modulasi disebut modulator,

sedangkan

peralatan

untuk

memperoleh

informasi

informasi awal (kebalikan dari dari proses modulasi) disebut demodulator dan peralatan yang melaksanakan kedua proses tersebut


disebut

modem.

Modem

berasal

dari

singkatan

Modulator

Demodulator. Perangkat keras ini digunakan untuk mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog sehingga data dari komputer bisa dikirimkan melalui saluran telepon atau saluran lainnya. Data dari komputer yang berbentuk sinyal digital diberikan kepada modem untuk diubah menjadi sinyal analog. Sinyal analog tersebut dapat dikirimkan melalui beberapa media telekomunikasi seperti telepon dan radio. Setibanya di modem tujuan, sinyal analog tersebut diubah menjadi sinyal digital kembali dan dikirimkan kepada komputer. Terdapat dua jenis modem secara fisiknya, yaitu modem eksternal dan modem internal. Informasi yang dikirim bisa berupa data analog maupun digital. c. Transmitter Transmitter adalah bagian dari sistem komunikasi wireless yang berfungi untuk mengirimkan data ke tempat lain berupa gelombang radio. Prinsip kerja dari transmitter ini adalah adanya induksi medan magnetik dari sumber potensial yang menyebabkan arus dan menginduksi rangkaian lainnya. d. Receiver Receiver merupakan bagian yang berfungsi untuk menerima sinyal atau data yang dikirimkan oleh transmitter.

2.2

Radio Frequency (RF) Radio adalah transmisi dan penerimaan sinyal dengan gelombang

elektromagnetik tanpa kabel. Gelombang elektromagnetik merepresentasikan


semua frekuensi. Spektrum Radio Frequency (RF) menempati range 9 KHz- 300 GHz. Sebuah sebuah sinyal radio dikirimkan ke suatu titik lain, sinyal tersebut harus dimodulasi ke dalam suatu frekuensi sinyal pembawa (carrier), yang merupakan frekuensi konstan dan lebih tinggi dari frekuensi sinyal input. Alasan mengapa sinyal tersebut harus dimodulasikan adalah :[2] a) Untuk transmisi yang lebih baik, karena sinyal radio yang kita kirim sebagian besar menggunakanm frekuensi rendah. b) Untuk memungkinkan beberapa sinyal dikirimkan secara bersamaan tanpa saling mengganggu (interference). Modulasi terdiri dari dua jenis yaitu:[4] 1. Modulasi analog Dalam modulasi analog, proses modulasi merupakan respon atas informasi sinyal analog. Teknik umum yang dipakai dalam modulasi analog : a) Modulasi berdasarkan sudut; 1. Modulasi Fase (Phase Modulation - PM) 2. Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation - FM). b) Modulasi Amplitudo (Amplitudo Modulation - AM) 1. Double-sideband modulation with unsuppressed carrier (used on the radio AM band). 2. Double-sideband suppressed-carrier transmission (DSB-SC). 3. Double-sideband reduced carrier transmission (DSB-RC). 4. Single-sideband modulation (SSB, or SSBAM), very similar to singlesideband suppressed carrier modulation (SSB-SC). 5. Vestigial-sideband modulation (VSB, or VSB-AM).


6. Quadrature amplitude modulation (QAM) 2. Modulasi digital Dalam modulasi digital, suatu sinyal analog yang telah di-modulasi berdasarkan aliran data digital. Perubahan sinyal pembawa dipilih dari jumlah terbatas simbol alternatif. Teknik yang umum dipakai adalah : a. Phase Shift Keying (PSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan fase. b. Frequencyi Shift Keying (FSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan frekuensi. c. Amplitudo Shift Keying (ASK), digunakan suatu jumlah terbatas amplitudo.

2.2.1 Modul RF 433 Mhz WLS107B4B Modul RF 433Mhz link kit terdiri dari pemancar (TX) dan penerima (RX), yang secara umum digunakan untuk remote kontrol. Jenis atau model pada gambar 2.1 adalah WLS107B4B, dengan frekuensi sebesar 433Mhz, modulasi ASK, keluaran data penerima tinggi sebesar 1/2Vcc, keluaran data penerima rendah sebesar 0.7V, tegangan masukkan modul transmiteri: 3 - 12V (semakin tegangan masukannya tinggi maka kekuatan transmisi juga lebih baik, tegangan masukkan modul receiver: 3.3V - 6V (semakin tegangan masukannya tinggi maka kekuatan penerimaan juga semakin baik). Modul RF ini digunakan untuk mengirimkan sinyal berupa data melalui udara. Modul RF 433Mhz link kit terdiri dari pemancar (TX) dan penerima (RX) yang dapat dilihat pada gambar 2.1:


Gambar 2.1 Modul RF 433 Mhz WLS107B4B. 2.2.2 Prinsip Kerja Sistem RF dengan mikrokontroler ATMega 328P Berikut adalah prinsip kerja Sistem RF dengan ATMega 328P dan Driver:[3] 1. Prinsip kerja modulasi ASK dan demodulasi ASK RF 433 Mhz. Modulasi adalah proses perubahan suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal yang mampu membawa suatu informasi. Dengan proses modulasi, suatu informasi (biasanya berfrekeunsi rendah) bisa dimasukkan ke dalam suatu gelombang pembawa, biasanya berupa gelombang sinus berfrekuensi tinggi. Terdapat tiga parameter kunci pada suatu gelombang sinus yaitu : amplitudo, fase dan frekuensi. Ketiga parameter tersebut dapat dimodifikasi sesuai dengan sinyal informasi (berfrekuensi rendah) untuk membentuk sinyal yang termodulasi. Peralatan untuk melaksanakan proses modulasi disebut modulator, sedangkan peralatan untuk memperoleh informasi informasi awal (kebalikan dari dari proses modulasi) disebut demodulator dan peralatan yang melaksanakan kedua proses tersebut disebut modem. Modulasi Amplitude Shift Keying (ASK) modulasi

yang

mempresentasikan

data

merupakan suatu bentuk digital

sebagai

suatu

variasi/perubahan dalam amplitudo sebuah sinyal carrier/pembawa. Pada


modulasi ASK, amplitudo sinyal pembawa berubah sesuai dengan informasinya, sedangkan fasa dan frekuensinya tetap. Level amplitudo yang berubah direpresentasikan sebagai logika 0 dan 1. Bentuk sinyal ASK dapat dilihat pada gambar 2.2:

Gambar 2.2 Bentuk sinyal ASK. 2. Prinsip kerja modul pemancar RF 433 Mhz (WLS107B4B) dan penerima 433 Mhz (WLS107B4B) adalah sebagai berikut:[5] a. Modul Pemancar RF 433 Mhz Modul ini menggunakan modulasi ASK (Amplitudor Shift keying), dimana frekuensi kerja dari modul ini adalah 433 MHz. Modul ini berfungsi untuk mengirimkan data secara serial ke modul penerima. Data yang diterima dari mikrokontroler ke modul RF Transmiter berupa sinyal digital kemudian di modulasi sehingga menjadi sinyal sinusoidal dan ditumpangkan pada gelombang radio pembawa data, kemudian

dipancarkan

oleh

antena

dengan

gelombang

elektromagnetik. b. Modul Penerima RF 433 Mhz Modul ini sama halnya dengan modul pemancar yang menggunakan modulasi Amplifier Shift Keying (ASK) dengan frekuensi kerja dari modul ini adalah 433 MHz. Modul ini berfungsi untuk menerima data


yang dikirim secara serial dari modul pemancar. Data yang diterima dari antena berupa adalah gelombang elektromagnetik dengan begitu banyak frekuensi yang diterima. Pada modul receiver, frekuensi yang dipilih hanya lah pada pada frekuensi 433Mhz. Sinyal data yang ditumpangkan pada gelombang radio pembawa data kemudian di demodulasi menjadi sinyal digital dan akan diterjemahkan oleh mikrokontroler berupa data digital. 3. Prinsip kerja antena pada modul RF 433Mhz adalah untuk menerima gelombang elektromagnetik yang ada di udara dan memancarkan gelombang elektromagnetik ke udara. 4. Prinsip kerja pentransferan data mikrokontroler ATMega 328P ke modul RF TX adalah pentransferan data dilakukan secara komunikasi serial yang dimana data ditranafer secara satu persatu menggunakan kode ASCII. Komunikasi

yang

digunakan

adalah

Universal

Asynchronous

Receiver/Transmitter (UART) merupakan protokol bus komunikasi yang dilakukan secara serial. TX, digunakan untuk mengirim data jika alat atau mikrokontroller yang berkomunikasi hanya bertindak sebagai pengirim. Pentransferan data mikrokontroler ATMega 328P ke modul RF TX dapat dilihat pada lembar berikutnya, gambar 2.3:

Mikrokontroler ATMega 328P

Transmiter RF 433 Mhz

Gambar 2.3 Pentransferan data mikrokontroler ATMega 328P ke modul RF TX.


5. Prinsip kerja pemancaran data dari antenna pada sistem pengirim adalah data yang tadinya sudah dimodulasi menjadi sinyal sinusoidal kemudian ditumpangkan pada gelombang radio pembawa data dan kemudian dipancarkan oleh antena berupa gelombang elektromagnetik pada frekuensi 433 Mhz.[6] 6. Prinsip kerja penerimaan data dari Modul RF RX ke mikrokontroler ATMega 328P adalah penerimaan data dilakukan secara komunikasi serial yang dimana data diterima secara satu persatu menggunakan kode ASCII. Komunikasi

yang

digunakan

adalah

Universal

Asynchronous

Receiver/Transmitter (UART) merupakan protokol bus komunikasi yang dilakukan secara serial. RX, digunakan untuk menerima data jika alat atau mikrokontroller yang berkomunikasi hanya bertindak sebagai penerima. Penerimaan data dari modul RF RX ke mikrokontroler ATMega 328P dapat dilihat pada gambar 2.4:

Receiver RF 433 Mhz

Mikrokontroler ATMega 328P

Gambar 2.4 Penerimaan data dari Modul RF RX ke mikrokontroler ATMega 328P. 7. Prinsip kerja penerimaan data dari antena pada sistem penerima adalah pada modul receiver, frekuensi yang dipilih hanya lah pada frekuensi 433Mhz. Sinyal data yang ditumpangkan pada gelombang radio pembawa data kemudian di demodulasi menjadi sinyal digital dan akan diterjemahkan oleh mikrokontroler berupa data digital.


2.3

Komunikasi Serial Komunikasi serial adalah komunikasi data dengan mengirimkan data

secara satu per satu pada waktu tertentu, sehingga komunikasi data serial dapat berfungsi dengan hanya menggunakan 2 kabel data untuk pengiriman. 2 kabel data tersebut adalah Transmiter (Tx) sebagai pemancar dan Receiver (Rx) sebagai penerima. Komunikasi serial ini dapat menguntungkan dibandingkan komunikasi parallel, karena dalam komunikasi serial jaraknya antar pengiriman dan penerimaan dapat dilakukan dengan jarak yang cukup jauh dibandingkan komunikasi parallel, namun kecepatan yang didapatkan masih lebih lambat dibandingkan komunikasi parallel. Komunikasi data serial secara sinkron merupakan bentuk komunikasi data serial yang memerlukan sinyal clock untuk sinkronisasi, sinyal clock tersebut akan tersulut pada setiap bit pengiriman bit yang pertama dengan perubahan bit data yang dapat diketahui oleh penerima dengan singkronisasi melalui sinyal clock. Sedang komunikasi asinkron adalah suatu komunikasi data serial yang tidak memerlukan sinyal clock sebagai sinkronisasi. Namun pengiriman data ini harus diawali dengan start bit dan diakhiri dengan stop bit. Sinyal clock merupakan baud rate dari komunikasi data yang dibangkitkan oleh masing-masing baik penerima maupun pengirim data dengan frekwensi yang sama, jika nilai baud rate berbeda maka tidak akan pernah terjadi komunikasi. Prinsipnya yaitu bahwa penerima hanya perlu mendeteksi start bit sebagai awal pengiriman data, selanjutnya komunikasi data terjadi antar dua buah shift register yang ada pada pengirim maupun penerima. Setelah 8 bit data diterima,


penerima akan menunggu adanya stop bit sebagai tanda bahwa 1 byte data telah dikirim dan penerima dapat siap untuk menunggu pengiriman data berikutnya. Pada aplikasi proses komunikasi asinkron ini selalu digunakan untuk mengakses

komponen-komponen

yang

mempunyai

fasilitas

Universal

Asynchonous Receiver/Transmiter (UART) atau port serial mikrokontroler. Mode Asinkron adalah mode komunikasi serial yang tidak menggunakan clock, tetapi memiliki baudrate yang telah disepakati oleh masing-masing sistem yang sedang berkomunikasi. Cara kerja dari komunikasi ini adalah sinyal start akan dikirimkan pada saat sebelum data dikirimkan dan sinyal stop akan dikirimkan pada saat setiap data selesai dikirimkan. Sinyal start akan digunakan untuk mempersiapkan mekanisme penerimaan untuk menerima dan memproses data yang akan dikirimkan dan sinyal stop berguna untuk mempersiapkan mekanisme penerimaan data berikutnya [7]. Protokol pengiriman data secara serial asinkron : 1. Start bit selalu memiliki logic LOW 2. Pengiriman data bit dari 0 sampai 8 3. Parity bit 4. Stop bit selalu berlogic HIGH 5. IDLE jika tidak ada pengiriman data selanjutnya. Protokol UART dapat dilihat pada gambar 2.4:

Gambar 2.5 Protokol UART


2.4

Power Supply Power supply merupakan rangkaian catu daya yang digunakan untuk

menyupplai tegangan pada rangkaian lain yang membutuhkannya dan disesuaikan dengan besar tegangan yang diperlukan. Untuk menyesuaikan dengan besar tegangan yang diperlukan rangkaian regulator tegangan, supaya tegangan yang keluar tetap stabil [8]. Gambar 2.6 menunjukkan rangkaian dasar power supply dengan regulator sebagai penstabil keluaran tegangan.

Gambar 2.6 Rangkaian power supply menggunakan regulator. Power supply diharapkan dapat melakukan fungsi sebagai berikut ini : a. Rectification : konversi input listrik AC menjadi DC. b. Voltage Transformation : memberikan keluaran tegangan / voltage DC yang sesuai dengan yang dibutuhkan. c. Filtering : menghasilkan arus listrik DC yang lebih "bersih", bebas dari ripple ataupun noise listrik yang lain. d. Regulation : mengendalikan tegangan keluaran agar tetap terjaga, tergantung pada tingkatan yang diinginkan, beban daya, dan perubahan kenaikan temperatur kerja juga toleransi perubahan tegangan daya input. e. Protection : mencegah jika terjadi lonjakan tegangan listrik, sehingga tidak terjadi pada output, biasanya dengan tersedianya sekering untuk auto shutdown jika hal terjadi.


Berikut adalah bagian dari power supply : a. Penurun tegangan Komponen utama yang bisa digunakan untuk menurunkan tegangan adalah transformator. Transformator terdiri dari dua buah lilitan yaitu lilitan primer dan lilitan sekunder yang dilitkan pada suatu inti yang saling terisolasi atau terpisah dari antara dengan yang lain. Besar tegangan pada lilitan primer dan lilitan sekunder ditentukan oleh jumlah lilitan yang terdapat pada jumlah liltan primer dan sekundernya. Transformator dapat dilihat pada gambar 2.7:

Gambar 2.7 Transformator. b. Penyearah Penyearah digunakan untuk menyearahkan gelombang bolak balik AC yang berasal dari jarring jala-jala listrik. Pada modul ini digunakan penyearah gelombang penuh yang menggunakan 4 buah dioda. Penyearah gelombang penuh dapat dilihat pada lembar berikutnya, gambar 2.8:

Gambar 2.8.Penyearah gelombang penuh.


Pada penyearah gelombang penuh, sinyal bolak-balik yang disearahkan adalah setengah periode positif dan setengah periode negatif dari sinyal masukan. Bentuk gelombang penyearah penuh dapat dilihat pada gambar 2.9:

Gambar 2.9 Bentuk gelombang keluaran penyearah gelombang penuh. c. Filter Tegangan Penggunaan komponen kapasitor untuk menyaring/memfilter riak-riak gelombang hasil penyearahan agar didapat gelombang yang halus dan rata. Rangkaian penyearah dengan menggunakan penyaring kapasitor dapat dilihat pada gambar 2.10:

Gambar 2.10 Rangkaian penyearah dengan menggunakan penyaring kapasitor. Dari gambar diatas, saat dioda menghantarkan arus, maka kapasitor akan sesuai terisi dengan bentuk gelombang masukannya. Setelah tegangan mencapai nilai maksimumnya, tegangan akan tetap dipertahankan jika


tidak mendapatkan beban. Dan jika ada beban tegangan pada kapasitor akan menurun sesuai dengan besarnya beban. Kapasitor akan terisi pada periode sinyal berikutnya. Keluaran penyearah gelombang penuh dengan penyaring kapasitor dapat dilihat pada gambar 2.11:

Gambar 2.11 Keluaran penyearah gelombang penuh dengan penyaring kapasitor. d. Regulator adalah penyetabil tegangan yang menjaga tegangan output dari power supply tetap stabil. Jenis regulator sangat beragam, regulator tegangan 78xx dengan tiga terminal, yang dapat menghasilkan berbagai tegangan tetap. Pada pembuatan tugas akhir ini, digunakan regulator LM7805 yang menyediakan tegangan +5volt dan LM7812 sebagai penyedia tegangan +12 volt. LM7805 adalah regulator tegangan DC positif yang hanya memiliki 3 terminal, yaitu tegangan input, ground, tegangan output. Meskipun LM7805 diutamakan dirancang untuk keluaran tegangan tetap (5V), akan tetapi ada kemungkinan jika menggunakan komponen eksternal untuk mendapatkan tegangan output DC: 5V, 6V, 8V, 9V, 10V, 12V, 15V, 18V, 20V , 24V. Fitur Umum: a. Arus output 1A. b. Output Tegangan dari 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, hingga 24V.


c. Melindungi dari suhu yang berlebih d. Melindungi dari short circuit e. Output Transistor melindungi operasi pada daerah yang dilindungi. 7805 regulator berasal dari keluarga 78xx, terdapat rangkaian regulator tegangan linier yang tetap terintegrasi.Keluarga 78xx adalah pilihan yang sangat populer untuk banyak sirkuit elektronik yang membutuhkan catu daya yang diatur, karena relatif mudah penggunaan dan murah. Ketika menentukan individu IC dalam keluarga 78xx ini, xx diganti dengan angka dua digit, yang menunjukkan tegangan output perangkat tertentu dirancang untuk memberikan (misalnya, regulator 7805 menghasilkan tegangan output 5 volt, sedangkan 7812 menghasilkan tegangan output 12 volt). Jenis 78xx adalah regulator tegangan positif, yang berarti bahwa mereka dirancang untuk menghasilkan tegangan yang relatif positif dan jenis 79xx yang melengkapi regulator tegangan negatif. 79xx 78xx dan IC dapat digunakan dalam kombinasi untuk menyediakan pasokan tegangan positif dan negatif dalam sirkuit yang sama, jika perlu. Seri 7805 memiliki beberapa kelebihan dibandingkan regulator tegangan lain: 1. IC seri 7805 tidak memerlukan komponen tambahan untuk menyediakan sumber pengaturan konstan, mudah untuk digunakan, serta ekonomis, dan juga menggunakan sirkuit board yang efisien dan nyata. Sebaliknya, kebanyakan regulator tegangan lain memerlukan beberapa komponen tambahan untuk mengatur level tegangan keluaran dan untuk membantu dalam proses regulasi. Beberapa desain lain (seperti switching power supply) tidak hanya memerlukan sejumlah


komponen besar, tetapi juga teknik keahlian yang besar untuk menerapkannya dengan benar. 2. IC seri 7805 memiliki perlindungan body pada circuit yang memiliki banyak power. IC seri 7805 juga memiliki perlindungan terhadap panas dan sirkuit pendek, membuat IC ini cukup kuat dalam sebagian besar aplikasi. Dalam beberapa kasus, pada pembatas arus fitur dari perangkat 7805 dapat memberikan perlindungan tidak hanya untuk 7805 sendiri, tetapi juga untuk bagian lain dari dalam sirkuit yang digunakan, juga mampu mencegah komponen lain dari kerusakan. Bentuk fisik dan simbol regulator 78xx dapat dilihat pada lembar berikutnya, gambar 2.12:

Gambar 2.12 Bentuk fisik dan simbol regulator 78xx. Pada gambar di atas terdapat tiga terminal masukan yaitu Vin, Vout, dan Ground. Untuk menghasilkan tegangan yang di inginkan, maka tegangan Vin haruslah lebih besar dari tegangan yang diinginkan. Blok diagram power supply dapat dilihat pada gambar 2.13: Tegangan AC 220 V Tegangan

Penurunan Tegangan

Penyearah

Penyaring

Regulasi Tegangan

Tegangan DC Gambar 2.13 Blok diagram power supply.


2.5

Mikrokontroler ATMega 328P ATMega328 adalah mikrokontroller keluaran dari atmel yang mempunyai

arsitektur Reduce Instruction Set Computer (RISC) yang dimana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur (Completed Instruction Set Computer CISC)[10]. Mikrokontroller ini memiliki beberapa fitur antara lain:[8] •

130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.

•

32 x 8-bit register serba guna.

•

Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.

•

32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.

•

Memiliki Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanent karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

•

Memiliki Static Random Access Memory (SRAM) sebesar 2KB.

•

Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya (Pulse Width Modulation) PWM output.

•

Master / Slave SPI Serial interface. Mikrokontroller ATMega 328P memiliki arsitektur Harvard, yaitu

memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism. Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program.Konsep inilah


yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock. 32 x 8-bit register serba guna digunakan untuk mendukung operasi pada (Arithmatic Logic unit) ALU yang dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tidak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data. Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X ( gabungan R26 dan R27 ), register Y ( gabungan R28 dan R29 ), dan register Z ( gabungan R30 dan R31 ). Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit.Setiap alamat memori program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit. Selain register serba guna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan teknik memory mapped I/O selebar 64 byte. Beberapa register ini digunakan untuk fungsi khusus antara lain sebagai register control Timer/ Counter, Interupsi, ADC, USART, SPI, EEPROM, dan fungsi I/O lainnya. Register – register ini menempati memori pada alamat 0x20h – 0x5Fh. Architecture dan Konfigurasi Pin ATMega328 dapat dilihat pada lembar berikutnya, gambar 2.14.a dan 2.14.b:

Gambar 2.14.a Arsitektur Mikrokontroler ATMega 328P.


Gambar 2.14.b Konfigurasi Pin ATMega 328P.

2.6

Software IDE 1.0.5 Arduino IDE Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis dengan

menggunakan Java. IDE Arduino terdiri dari [9]: 1. Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa Processing. 2. Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing) menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah mikrokontroller tidak akan bisa memahami bahasa Processing, yang bisa dipahami oleh mikrokontroller adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini. 3. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memory mikrokontroler. Tamplian software IDE 1.0.5 Arduino dapat dilihat pada gambar 2.15:


Gambar 2.15 Tamplian software IDE 1.0.5 Arduino.

2.7

LCD LCD yang digunakan adalah jenis LCD M1632, yang merupakan modul

LCD dengan tampilan 16 x 2 baris dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan

desain

mikrokontroler yang

didesain

khusus

untuk

mengendalikan LCD. Mikrokontroler HD44780 buatan Hitachi yang berfungsi sebagai pengendali LCD memiliki CGROM, CGRAM, dan DDRAM. Berikut bagian-bagian dari LCD M1632 [11].


1. Display data Random Accsee Memory (DDRAM) merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan berada. Contoh untuk karakter ‘L’ atau 4CH yang ditulis pada alamat 00, karakter tersebut akan tampil pada baris pertama dan kolom pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut ditulis pada alamat 40, maka karakter tersebut akan tampil pada baris kedua kolom pertama dari LCD. 2. Character Generator Random Acces Memory (CDRAM) merupakan memori untuk mengga,barkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Namun, memori akan hilang saat power supply tidak aktif sehingga pola karakter akan hilang. 3. Character Generator Read Only Memory (CGROM) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut sudah ditentukan secara permanent dari HD44780 sehingga pengguna tidak dapat mengubahnya lagi. Namun, oleh karena ROM bersifat permanent, pola karakter tersebut tidak akan hilang walaupun power supply tidak aktif.

2.7.1 Konfigurasi Pin LCD Untuk

keperluan

antarmuka

suatu

komponen

elektronik

dengan

mikrokontroler, perlu diketahui fungsi dari setiap kaki pada LCD. LCD karakter 2x16 dapat dilihat pada gambar 2.16:

Gambar 2.16 LCD karakter 2x16.


Dari gambar 2.16 dapat dijelasakan fungsi dari setiap kaki pada LCD, sebagai berikut: 1. Kaki 1 (GND) Kaki ini dihubungkan dengan tegangan +5 Volt yang merupakan tegangan untuk sumber daya dari HD44780 (khusus untuk modul M1632 keluaran hitachi, kaki ini adalah VCC) 2. Kaki 2 (VCC) Kaki ini dihubungkan dengan tegangan 0 volt (ground) dan modul LCD (khusus untuk modul M1632 keluaran hitachi, kaki ini adalah GND) 3. Kaki 3 (VEE/VLCD) Tegangan pengatur kontras LCD, kaki ini terhubung pada V5.Kontras mencapai nilai maksimum pada saat kondisi kaki ini pada tegangan 0 volt. 4. Kaki 4 (RS) Register Select, kaki pemilih register yang akan diakses. Untuk akses ke register data, logika dari kaki ini adalah 1 dan untuk akses ke register perintah, logika dari kaki ini adalah 0. 5. Kaki 5 (R/W) Logika 1 pada kaki ini menunjukkan bahwa modul LCD sedang pada mode pembacaan dan logika 0 menunjukkan bahwa modul LCD sedang pada mode penulisan.Untuk aplikasi yang tidak memerlukan pembacaan data pada modul LCD, kaki ini dapat dihubungkan langsung ke ground. 6. Kaki 6 (E) Enable Clock LCD, kaki ini mengaktifkan clock LCD. Logika 1 pada kaki ini diberikan pada saat penulisan atau pembacaan data. 7. Kaki 7-14 (D0-D7)


Data bus, kedelapan kaki modul LCD ini adalah bagian dimana aliran data sebanyak 4 bit atau 8 bit mengalir saat proses penulisan maupun pembacaan data. 8. Kaki 15 (Anoda) Berfungsi untuk tegangan positif dari backlight modul LCD sekitar 4,5 volt (hanya terdapat untuk M1632 yang memiliki backlight). 9. Kaki 16 (Katoda) Tegangan negatif backlight modul LCD sebesar 0 volt (hanya untuk M1632 yang memiliki backlight). Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan R/W, dimana: Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa data sedang dikirimkan. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN dengan logika “1” dan tunggu untuk sejumlah waktu tertentu (sesuai dengan datasheet dari LCD tersebut) dan berikutnya set EN ke logika low “0” lagi. Jalur RS adalah jalur Register Select. Ketika RS berlogika low “0”, data akan dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus (seperti clear screen, posisikursor, dll). Ketika RS berlogika high “1”, data yang dikirim adalah data text yang akan ditampilkan pada display LCD. Sebagai contoh, untuk menampilkan huruf “1” pada layar LCD maka RS harus diset logika high “1”, jalur R/W adalah jalur control Read/Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin R/W selalu diberi


(bergantung pada mode operasi yang dipilih oleh user). Pada kasus bus data 8 bit, jalur diacukan sebagai DB0 s/d DB7.

2.8

Transistor Sebagai Driver Transistor terdiri dari dua junction dengan susunan NPN atau PNP. Urutan

junction ini digunakan sebagai identifikasi tipe, yaitu tipe NPN atau tipe PNP, selain itu P atau N adalah menunjukkan material yang digunakan. Masing-masing junction diberi nama, seperti ditunjukkan pada gambar 2.18:

Gambar 2.17 Junction pada transistor. Transistor merupakan perangkat terkontrol arus, artinya, jika pada terminal B (basis) diberi arus kecil akan merangsang pada kaki emitor-kolektor atau kolektor emitor untuk mengalirkan arus yang lebih besar puluhan sampai ratusan kali lipat. Sekian kali lipat ini berbeda untuk setiap transistor dan dapat dilihat pada datasheet dengan notasi hfe (atau beta). Perhatikan pada gambar , jika Vs diatur sedemikian rupa mengakibatkan arus mengalir menuju B sebesar 1 mA, dan jika hfe(dc) dari transistor sama dengan 100, maka arus yang mengalir menuju kaki C (kolektor) adalah 100 mA, dan yang mengalir melalui kaki E (emitor) adalah 101 mA. Dengan adanya resistor yang dipasang pada kaki kolektor menyebabkan tegangan jatuh padanya


menjadi lebih besar ketika arus yang melaluinya lebih besar. Dengan demikian tegangan pada kolektor-emitor jatuh bahkan bisa mendekati 0,1 volt. Kesimpulannya, transistor tersebut dapat digunakan sebagai saklar. Dalam aplikasi sebenarnya, penggunaan transistor sebagai saklar ini dipekerjakan pada frekuensi ON-OFF yang tinggi, sebagai gambaran bisa sampai di atas 80 kHz yang diterapkan pada rangkaian switching regulator. Tidak semua transistor dapat digunakan untuk saklar berkecepatan tinggi, jadi harus dipilih transisor yang telah dirancang sesuai kegunaannya. Rangkaian pembiasan pada transistor dapat dilihat pada gambar 2.18:

Gambar 2.18 Rangkaian pembiasan pada transistor.

Pada gambar 2.19, transistor digunakan sebagai driver. Fungsi transistor ini adalah untuk menguatkan arus dari perangkat kontrol yang terlalu lemah jika digunakan secara langsung untuk mengaktifkan sebuah relay. Transistor sebagai driver dapat dilihat pada gambar 2.19 [12]:

Gambar 2.19 Transistor sebagai driver.


2.9

Relay Relay adalah suatu peralatan elektronik yang berfungsi untuk memutuskan

atau untuk menghubungkan suatu rangkaian elektronik yang satu dengan rangkaian elektronik yang lainnya. Pada dasarnya relay adalah saklar elektro magnetic yang akan bekerja apabila arus mengalir melalui kumparan, inti besi akan menjadi magnet dan akan menarik kontak-kontak relay. Kontak-kontak dapat di tarik apabila garis magnet dapat mengalahkan gaya pegas yang melawannya. Besarnya gaya magnet yang di tetapkan oleh medan yang ada pada celah udara pada jangkar dan inti magnet, dan banyaknya lilitan kumparan, kuat arus yang mengalir atau yang disebut dengan imperal lilitan dan pelawan magnet yang berada pada sirkuit pemagnetan. Untuk memperkuat medan magnet di bentuk suatu sirkuit. Kontak-kontak atau kutub kutub dari relay umumnya memiliki tiga dasar pemakaian yaitu [13]: 1. Bila kumparan di aliri arus listrik maka kontaknya akan menutup dan disebut sebagai kontak Normally Open (NO). 2. Bila kumparan dialiri listrik maka kontaknya akan membuka dan disebut sebagai Normally Close (NC) 3. Tukar sambung (Change Over / NO), relay jenis ini mempunya kontak tengah yang normalnya tertutup tetapi melepaskan diri dari posisi dan membuat kontak dengan yang lain bila relay di aliri listik. Relay dapat dilihat pada gambar 2.20:

Gambar 2.20 Relay.


Sifat-sifat relay [13]: 1. Impedensi kumparan, biasanya ditentukan oleh tebal kawat yang di gunakan serta banyaknya lilitan. 2. Kuat arus yang di gunakan untuk menggerakkan relay, biasanya arus ini di berikan oleh pabrik. Relay dengan perlawanan kecil memerlukan arus besar, sedangkan relay dengan perlawanan besar memerlukan arus yang kecil. 3. Tegangan yang di perlukan untuk menggerakkan relay. 4. Daya yang diperlukan untuk mengoperasikan relay besarnya sama dengan nilai tegangan di kalikan arus. 5. Banyaknya kontak-kontak jangkar dapat membuka dan menutup lebih dari satu kontak sekaligus, tergantung dari pada kontak dan jenis ralaynya. Jarak antara kontak-kontak menentukan besarnya tegangan maksimum yang di izinkan antara kontak tersebut.

2.10 Push Button Switch Sakelar tombol tekan adalah suatu jenis peralatan kontrol yang digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan rangkaian listrik. Saklar tombol tekan dioperasikan secara manual dengan cara menekan tombolnya. Menurut kedudukan kontak-kontaknya tombol tekan dapat dibagi menjadi dua yaitu: Normally Open (NO) dan Normally Close (NC). Kontak NO kedudukan kontaknya dalam keadaan terbuka sebelum tombol dioperasikan/ditekan. Apabila kontak NO tersebut dioperasikan/ditekan maka kedudukan kontaknya akan berubah menjadi NC (tertutup), begitu juga sebaliknya untuk kontak NC dan ketika tombol dilepas maka kedudukan kontaknya akan kembali ke posisi semula.


Ada dua macam versi yang berbeda dari sakelar tombol.Yang pertama yaitu sakelar tombol yang tidak mengunci dan sakelar tombol yang mengunci. Penggunaan atau pengoprasian sakelar tombol tidak mengunci adalah, apabila tombol tersebut ditekan maka ia akan kemabali keposisisemula. Artinya dalam posisi normal sakelar tersebut NO bila ditekan menjadi NC dan bila tidak ditekan menjadi NO lagi. Berbeda dengan sakelar tombol mengunci yang apabila tombol tersebut telah ditekan maka akan selalu mengontak dan belum akan lepas apabila sakelar OFFnya belum ditekan, artinya, dalam keadaan normal NO ditekan menjadi NC dan dilepas akan tetap NC (mengunci) [14]. Push button switch dapat dilihat pada gambar 2.21:

Gambar 2.21 Push button switch.


BAB II DASAR TEORI. infra merah biasa digunakan untuk komunikasi wireless. Dalam sistem

Recommend Documents