BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1
Tinjauan Mutakhir Terkait dengan prototype alat ini beberapa penelitian telah dilakukan
sebelumnya. Penelitian yang dilakukan penulis dengan judul “Prototype Alat Pengingat Penggantian Oli pada Sepeda Motor Memanfaatkan SMS Berbasis Mikrokontroler ATmega-328” memiliki keterkaitan dengan penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya. Penelitian terdahulu dijadikan referensi yang digunakan untuk menentukan batasan-batasan masalah yang kemudian akan dilakukan pada penelitian ini. Referensi yang digunakan dalam penelitian ini merupakan penelitian serupa. Tinjauan mutakhir yang pertama berjudul Argometer pada Ojek Motor Berbasis Mikrokontroler yang dibuat oleh Amien Santoso (Santoso, 2012). Penelitian ini menghasilkan biaya yang harus dibayarkan penumpang ojek sesuai dengan argometer yang telah tertera pada LCD. Penelitian ini membahas bagaimana cara menghindari kecurangan-kecurangan yang dilakukan tukang ojek untuk menentukan tarif jasanya, jadi penumpang akan mengetahui secara langsung berapa biaya yang perlu dikeluarkan untuk membayar jasa transportasi ini. Penelitian ini menggunakan komponen elektronika rotary encoder sebagai pencatat jarak yang telah ditempuh sepeda motor, dari jarak tersebut maka dapat diperoleh berapa rupiah yang harus dibayarkan setiap kilometer yang telah ditempuh. Hasil akhir dari penelitian ini adalah biaya yang tepat untuk membayar jasa ojek sesuai dengan tarif pada argometernya. Tinjauan mutakhir yang kedua berjudul Sistem Peringatan Dini pada Bencana Banjir Berbasis SMS Gateway di GNU/LINUX Merupakan Alternatif yang Sederhana dan Menarik Dalam Meningkatkan Pelayanan Badan Metorologi dan Geofisika dengan Alokasi Dana yang Rendah dibuat oleh Ema Utami dan Agung Dwi Cahyono (Utami, Cahyono, 2008). Penelitian ini menghasilkan SMS peringatan tentang bahaya banjir sejak dini. Penelitian ini menggunakan handphone Siemens
6
7
M55 sebagai media SMS gateway. Hasil akhir dari penelitian ini adalah berupa SMS peringatan tentang kapan datangnya banjir sejak dini sehingga jatuhnya korban nyawa akibat bencana banjir dapat dihindari. Pada penelitian ini direncanakan membuat prototype alat pengingat penggantian oli memanfaatkan SMS. Penelitian ini menggunakan konsep yang hampir sama dengan penelitian yang dilakukan oleh Amien Santoso serta Ema Utami dan Agung Dwi Cahyono yaitu menghitung jarak tempuh dari putaran roda dengan menambahkan sistem delay timer untuk mendapatkan waktu yang tepat dalam melakukan penggantiaan oli serta menambahkan speed sensor untuk menentukan kecepatan putaran roda. Dan menggunakan media SMS sebagai output dari prototype alat ini. Hasil akhir yang ingin dicapai penulis pada penelitian ini adalah memberi informasi kepada pengendara kendaraan bermotor tentang waktu yang tepat dalam melakukan penggantian oli motor serta peringatan jika pengendara memacu kendaraannya melampaui kecepatan maksimal yang telah ditentukan. 2.2
Tinjauan Pustaka Dalam proses penelitian ini diperlukan teori-teori penunjang yang akan
digunakan sebagai penuntun dalam penyelesaian sistem tersebut. Bagian ini akan menjabarkan beberapa teori yang menunjang proses pengerjaan sebuah prototype alat pengingat penggantian oli pada sepeda motor memanfaatkan SMS berbasis mikrokontroler ATmega-328. 2.2.1
Sensor Kecepatan / Speed Sensor Proses penginderaan sensor kecepatan merupakan proses kebalikan dari suatu
motor, dimana suatu poros/object yang berputar pada suatu generator akan menghasilkan suatu tegangan yang sebanding dengan kecepatan putaran object. Kecepatan putar sering pula diukur dengan menggunakan sensor yang mengindera pulsa magnetis (induksi) yang timbul saat medan magnetis terjadi (Setiawan, 2009). Gambar 2.1 merupakan gambar sensor kecepatan / speed sensor.
8
Gambar 2.1 Sensor Kecepatan / Speed Sensor (Sumber : Buku Garansi dan Servis Transmisi Manual Yamaha Byson, 2012)
2.2.1.1 Jenis-Jenis Cara Pengukuran Kecepatan Secara umum pengukuran kecepatan terbagi dua cara yaitu cara angular dan cara translasi. Yang dimaksud dengan pengukuran angular adalah pengukuran kecepatan rotasi (berputar), sedangkan pengukuran kecepatan translasi adalah kecepatan gerak lurus beraturan dan kecepatan gerak lurus tidak beraturan (Prabawanto, 2014). 2.2.1.2 Karakteristik Sensor Kecepatan Sensor yang sering digunakan untuk sensor kecepatan angular adalah tacho generator. Tacho generator adalah sebuah generator kecil yang membangkitkan tegangan DC ataupun tegangan AC. Dari segi eksitasi tacho generator dapat dibangkitkan dengan eksitasi dari luar atau imbas elektromagnet dari magnet permanen. Tacho generator DC dapat membangkitkan tegangan DC yang langsung dapat menghasilkan informasi kecepatan, sensitivitas tacho generator DC cukup baik terutama pada daerah kecepatan tinggi (Prabawanto, 2014). 1. Tacho Generator DC Tacho generator DC yang bermutu tinggi memiliki kutub-kutub magnet yang banyak sehingga dapat menghasilkan tegangan DC dengan riak gelombang yang berfrekuensi tinggi sehingga mudah diratakan (Prabawanto, 2014). Gambar 2.2 merupakan gambar kontruksi tacho generator DC.
9
Gambar 2.2 Kontruksi Tacho Generator DC (Sumber : elektronika-dasar.web.id, 2012)
Keuntungan utama dari tacho generator ini adalah diperolehnya informasi dari arah putaran. Sedangkan kelemahannya adalah : a) Sikat komutator mudah habis. b) Jika digunakan pada daerah bertemperatur tinggi, maka magnet permanen akan mengalami kelelahan, untuk kasus ini, tacho generator sering dikalibrasi. c) Peka terhadap debu dan korosi. 2. Tacho Generator AC Tacho generator AC adalah berupa generator sinkron, magnet permanen diletakkan dibagian tengah yang berfungsi sebagai rotor. Sedangkan statornya berbentuk kumparan besi lunak. Ketika rotor berputar dihasilkan tegangan induksi di bagian statornya. Tipe lain dari tacho generator AC adalah tipe induksi, rotor dibuat bergerigi, stator berupa gulungan kawat berinti besi. Medan magnet permanent dipasang bersamaan di stator (Prabawanto, 2014). Gambar 2.3 merupakan gambar kontruksi tacho generator AC dengan rotor magnet permanen diputar.
Gambar 2.3 Kontruksi Tacho Generator AC Dengan Rotor Magnet Permanen Diputar (Sumber : elektronika-dasar.web.id, 2012)
10
Ketika rotor berputar, terjadi perubahan medan magnet pada gigi yang kemudian mengimbas ke gulungan stator. Kelebihan utama dari tacho generator AC adalah relatif tahan terhadap korosi dan debu, sedangkan kelemahannya adalah tidak memberikan informasi arah gerak. Gambar 2.4 merupakan kontruksi tacho generator AC dengan rotor bergerigi.
Gambar 2.4 Kontruksi Tacho Generator AC Dengan Rotor Bergerigi (Sumber : elektronika-dasar.web.id, 2012)
2.2.1.3 Cara Kerja Sensor Kecepatan Proses penginderaan sensor kecepatan merupakan proses kebalikan dari suatu motor, dimana suatu poros/object yang berputar pada suatu generator akan menghasilkan suatu tegangan yang sebanding dengan kecepatan putaran object. Kecepatan putar sering pula diukur dengan menggunakan sensor yang mengindera pulsa magnetis (induksi) yang timbul saat medan magnetis terjadi. Lalu tegangan ini dikirim ke outputnya (Setiawan, 2009). 2.2.2
Rotary Encoder Rotary encoder adalah komponen elektromekanik
yang dapat memonitor
gerakan dan posisi. Rotary encoder umumnya menggunakan sensor optik untuk menghasilkan serial pulsa yang dapat diartikan menjadi gerakan, posisi, dan arah. Sehingga posisi sudut suatu poros benda berputar dapat diolah menjadi informasi berupa kode digital oleh rotary encoder untuk diteruskan oleh rangkaian kendali (Santoso, 2012). Gambar 2.5 merupakan gambar rotary encoder.
11
Gambar 2.5 Gambar Rotary Encoder (Sumber : Santoso, 2012)
2.2.3
Counter Counter merupakan rangkaian logika pengurut, counter membutuhkan
karakteristik memori, dan pewaktu memegang peranan yang penting. Counter digital mempunyai karakteristik penting yaitu sebagai berikut (Ibrahim KF, 1996) : 1. Jumlah hitungan maksimum (modulus N-counter) 2. Menghitung ke atas atau ke bawah (up atau down - counter) 3. Operasi asinkron atau sinkron 4. Bergerak bebas atau berhenti sendiri Sebagaimana dengan rangkaian sekuensial yang lain, untuk menyusun counter digunakan flip-flop. Counter dapat digunakan untuk menghitung banyaknya clock-pulsa dalam waktu yang tersedia (pengukuran frekuensi), Counter dapat juga digunakan untuk membagi frekuensi dan menyimpan data. Ada dua macam counter, yaitu Asinkronous Counter dan Sinkronous Counter. Asinkronous Counter disebut juga Ripple Through Counter atau Counter Serial (Serial Counter), karena output masing-masing flip-flop yang digunakan akan berubah kondisi dari “0” ke “1” dan sebaliknya secara berurutan, hal ini disebabkan karena flip-flop yang paling ujung dikendalikan oleh sinyal clock, sedangkan sinyal clock untuk flip-flop lainnya berasal dari masing-masing flip-flop sebelumnya. Sedangkan pada counter sinkron, output flip-flop yang digunakan bergantian secara serempak. Hal ini disebabkan karena masing-masing flip-flop tersebut dikendalikan secara serempak oleh sinyal clock. Oleh karena itu Counter Sinkron dapat pula disebut sebagai Counter paralel (Parallel Counter). Gambar 2.6 menunjukkan rangkaian Counter Asinkron (Serial Counter)
12
dan Gambar 2.7 menunjukkan rangkaian Counter Sinkron (Parallel Counter) (Ibrahim KF, 1996).
Gambar 2.6 Rangkaian counter asinkron (Sumber : Ibrahim KF, 1996)
Gambar 2.7 Rangkaian counter (Sumber : Ibrahim KF, 1996)
2.2.3.1 Counter UP Counter Up adalah serangkaian flif-flop yang dihubungkan secara seri dengan cara output flip-flop yang pertama menjadi input flip-flop berikutnya. Pulsa dari clock menjadi input untuk flip-flop yang pertama dan akan menyebabkan perubahan pada kondisi output untuk saat yang dikehendaki (correct edge). Counter up berfungsi untuk menghitung secara maju. Gambar 2.8 menunjukan rangkaian counter UP dan Tabel 2.1 menunjukan tabel kebenaran counter UP. (Ibrahim KF, 1996).
Gambar 2.8 Rangkaian counter UP (Sumber : Ibrahim KF, 1996)
13
Tabel 2.1 Kebenaran counter Up (Sumber : Ibrahim KF, 1996)
2.2.3.2 Counter Down Counter Down adalah serangkaian flip-flop yang dihubungkan secara seri dengan cara output flip-flop yang pertama menjadi input flip-flop berikutnya. Pulsa dari clock menjadi input untuk flip-flop yang pertama dan akan menyebabkan perubahan pada kondisi output untuk saat yang dikehendaki (correct edge). Counter down berfungsi untuk menghitung secara mundur. Gambar 2.9 menunjukan gambar rangkaian counter down dan Tabel 2.2 merupakan tabel kebenaran counter down. (Ibrahim KF, 1996)
14
Gambar 2.9 Rangkaian counter down (Sumber : Ibrahim KF, 1996) Tabel 2.2 Kebenaran counter down (Sumber : Ibrahim KF, 1996)
2.2.4
Mikrokontroler Mikrokontroler adalah suatu pengendali mikro, sebagai suatu trobosan
mikroprosessor dan mikrokomputer. Sebagai teknologi baru yakni teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun membutuhkan ruang kecil serta dapat diproduksi dalam jumlah yang banyak.
Mikrokontroller
merupakan sebuah sistem komputer yang seluruh atau sebagian besar elemennya dikemas dalam satu chip, sehingga sering disebut single Chip Mikrokomputer. (Ramadhan, 2012)
15
Mikrokontroller merupakan sebuah sistem komputer yang mempunyai satu atau beberapa tugas yang sangat spesifik, berbeda dengan personal komputer yang memiliki beragam fungsi. Perbedaan yang lainnya adalah perbandingan RAM dan ROM yang sangat berbeda antara personal komputer dengan mikrokontroller. Dalam mikrokontroller ROM jauh lebih besar di banding RAM, sedangkan dalam personal komputer RAM jauh lebih besar dibanding ROM. Beberapa fitur yang umumnya ada di dalam mikrokontroller adalah sebagai berikut (Ramadhan, 2012): a) CPU adalah suatu unit pengolah pusat yang terdiri dari 2 bagian yaitu unit pengendal (control unit ) dan unit logika (arithmetic and logic unit). b) Bus alamat berfungsi sebagai sejumlah lintasan saluran pengalamatan antara alamat dengan sebuah komputer. c) Bus data merupakan sejumlah lintasan saluran keluar masuknya data dalam suatu mikrokontroller. d) Bus control atau bus kendali ini berfungsi untuk menyerempakkan operasi mikrokontroller dengan operasi rangkaian luar. e) Didalam sebuah mikrokontroller terdapat suatu memori yang berfungsi untuk menyimpan data atau program. f) RAM adalah memori yang dapat dibaca atau ditulis. Gambar 2.10 merupakan gambar macam-macam mikrokontroler.
Gambar 2.10 Mikrokontroller (Sumber : Susanto, 2012)
16
2.2.4.1 Mikrokontroller ATmega-328 ATmega-328 adalah mikrokontroller keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroller ini memiliki beberapa fitur antara lain (Ramadhan, 2012) : a) 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock. b) 32 x 8-bit register serba guna. c) Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz. d) 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 0,5 KB dari flash memori sebagai bootloader. e) Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanent karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan. f) Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB. g) Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output. h) Master / Slave SPI Serial interface. Gambar 2.11 merupakan gambar konfigurasi pin ATmega-328.
Gambar 2.11 Konfigurasi Pin ATmega-328 (Sumber : Ramadhan, 2012)
17
Tabel 2.3 merupakan tabel konfigurasi Port B pada mikrokontroler ATmega328. Tabel 2.3 Konfigurasi Port B (Sumber : Ramadhan, 2012)
18
Tabel 2.4 merupakan tabel konfigurasi Port C pada mikrokontroler ATmega328 Tabel 2.4 Konfigurasi Port C (Sumber : Ramadhan, 2012)
Tabel 2.5 merupakan tabel konfigurasi Port D pada mikrokontroler ATmega328. Tabel 2.5 Konfigurasi Port D (Sumber : Ramadhan, 2012)
19
2.2.5 Mikrokontroler AVR Arduino Uno Mikrokontroler Arduino adalah sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source. Yang dimaksud platform dari physical computing adalah sebuah sistem atau perangkat fisik yang menggunakan software dan hardware yang sifatnya interaktif yaitu dapat menerima rangsangan dari lingkungan dan merespon balik. Physical computing merupakan sebuah konsep untuk memahami hubungan yang manusiawi antara lingkungan yang sifat alaminya gabungan dari sistem analog dengan dunia digital. Dengan konsep inilah maka sistem dapat diaplikasikan dalam desain – desain alat atau projek-projek yang menggunakan sensor dan mikrokontroler. Dan yang dimaksud dengan sifat arduino yang open source dimana tidak hanya softwarenya saja yang opensource melainkan hardwarenya pun open source adalah diagram rangkaian elektronik arduino yang digratiskan kepada semua orang (Djuandi, 2011). Kita
bisa
bebas
men-download
gambarnya,
membeli
komponen-
komponennya, membuat PCB-nya dan merangkainya sendiri tanpa harus membayar kepada para pembuat Arduino. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi arduino merupakan kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory mikrokontroler (Djuandi, 2011). Gambar 2.12 merupakan gambar board minimum arduino uno.
20
Gambar 2.12 Board Minimum Arduino Uno (Sumber : Susanto, 2012)
Secara umum Arduino terdiri dari dua bagian, yaitu : 1. Hardware ( papan input/output (I/O)) 2. Software ( Software Arduino meliputi IDE untuk menulis program, driver untuk koneksi dengan komputer, contoh program dan library untuk pengembangan program) Hardware pada arduino yang dimaksud berupa seperangkat sistem komponen yang telah terkombinasi dengan mikrokontroler sebagai otak dari sistem dan antarmuka ( interface ) yang akan menghubungkan sistem mikrokontroler dengan sistem computer. Komponen utama di dalam papan Arduino adalah sebuah mikrokontroler 8 bit dengan merk ATmega-328 yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation (Djuandi, 2013). Gambar 2.13 merupakan gambar diagram blok arduino uno.
21
Gambar 2.13 Diagram Blok Arduino Uno (Sumber : Arnawa, 2014)
Penjelasan blok-blok diagram arduino uno (Arnawa, 2014): 1. Serial Communication terdiri dari 2 jenis komunikasi yaitu: I2C (Inter Integrated Circuit Communications, pronounced I squared C)/SPI (or Serial-Peripheral interface) protokol yang dapat menghubungkan mikro untuk mikro lain atau sirkuit terpadu dan USART adalah antarmuka yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-232, RS-422 dan RS-485. 2. Reset merupakan tombol untuk mengulang program dari awal pada mikro jika terjadi error dan power supplay merupakan tegangan kerja dari Arduino Uno. 3. Memory yang terdapat pada arduino uno adalah 368 Byte RAM pada memory kerja bersifat volatile (hilang saat daya dimatikan), digunakan oleh variablevariabel di dalam program. 8 Byte RAM Flash memory bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan program yang dimuat dari komputer. Selain program, Flash memory juga menyimpan bootloader. Bootloader adalah program inisiasi yang ukurannya kecil, dijalankan oleh CPU saat daya dihidupkan. Setelah bootloader selesai dijalankan, berikutnya program di dalam RAM akan dieksekusi. 256 Byte EEPROM bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan data yang tidak boleh hilang saat daya dimatikan. Tidak digunakan pada papan Arduino Uno.
22
4. Central Processing Unit (CPU), bagian dari mikrokontroler untuk menjalankan setiap instruksi dari program. 5. Timer, merupakan control waktu yang digunakan untuk memberikan delay pada mikrokontroler. 6. ADC(Analog to Digital Converter), suatu rangkaian yang mengubah data berupa tegangan analog ke data digital. 7. Oscillator
adalah
suatu
rangkaian
yang
menghasilkan
keluaran
yang
amplitudonya berubah-ubah secara periodik dengan waktu. 8. PWM (Pulse-width modulation), bagian pada mikro untuk mengatur kerja suatu peralatan yang memerlukan arus pull in yang besar dan untuk menghindari disipasi daya yang berlebihan dari peralatan yang akan dikontrol. 9. Port input/output, pin-pin untuk menerima data (input) digital atau analog, dan mengeluarkan data (output) digital atau analog. 2.2.5.1 Bagian – Bagian Board PCB Arduino Uno
Gambar 2.14 Board Arduino Uno (Sumber : Djuandi, 2011)
Board Arduino Uno dapat dilihat pada gambar 2.14 yang mana memiliki spesifikasi sebagai berikut: a) Input/Output Digital (0-13) Berfungsi sebagai input atau output, dapat diatur oleh program. Khusus untuk 6 buah pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11 dapat juga berfungsi sebagai pin analog output dimana tegangan output-nya dapat diatur. Nilai sebuah pin output analog dapat
23
diprogram antara 0 – 255, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5V (Feri Djuandi, 2011). b) USB Fungsi USB antara lain (Djuandi, 2011): 1. Mengupload logika yang sudah dibuat diprogram ke dalam mikrokontroler. 2. Komunikasi serial antara mikrokontroler dan computer. 3. Memberi daya listrik melalui computer ke board Arduino Uno. c) Q1 – Kristal (Quartz Crystal Oscillator) Kristal merupakan komponen yang menghasilkan detak yang dikirim kepada mikrokontroler seperti ibaratnya jantung. Kristal yang digunakan pada arduino uno adalah kristal 16MHz (Djuandi, 2011). d) Tombol Reset 1 Untuk me-reset papan sehingga program akan mulai lagi dari awal. Perhatikan bahwa tombol reset ini bukan untuk menghapus program atau mengosongkan mikrokontroler (Djuandi, 2011). e) In-Circuit Serial Programming (ICSP) Port ICSP memungkinkan pengguna untuk memprogram mikrokontroler secara langsung, tanpa melakukan bootloader terlebih dahulu ke mikrokontroler (Djuandi, 2011). f) IC 1 – Mikrokontroler ATmega-328 Komponen utama dari papan Arduino, di dalamnya terdapat CPU, ROM dan RAM (Djuandi, 2011) g) X1 – Sumber Daya Eksternal Jika hendak disuplai dengan sumber daya eksternal, Board Arduino UNO dapat beroperasi pada sebuah supply external 6 sampai 20 Volt. Jika di supply dengan yang lebih kecil dari 7 Volt, board arduino uno bisa menjadi tidak stabil. Jika menggunakan suplai yang lebih dari besar 12 Volt, voltage regulator bisa kelebihan panas dan membahayakan board arduino uno. Maka range yang direkomendasikan adalah 7 sampai 12 Volt (Djuandi, 2011).
24
h) Pin Input Analog (0-5) Pin ini sangat berguna untuk membaca tegangan yang dihasilkan oleh sensor analog. Program dapat membaca nilai sebuah pin input antara 0 – 1023, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5V (Djuandi, 2011). 2.2.5.2 Software Arduino Uno Sehubungan dengan pembahasan untuk saat ini software arduino yang akan digunakan adalah driver dan IDE, walaupun masih ada beberapa software lain yang sangat berguna selama pengembangan arduino. IDE arduino adalah software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan Java IDE arduino terdiri dari (Andi, 2003): 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 mikrokontroler tidak akan bisa memahami bahasa Processing. Yang bisa dipahami oleh mikrokontroler adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini.
3.
Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memory di dalam papan arduino.
2.2.6
Fungsi
Blok
pada
Masing-Masing
Komponen
dalam
System
Mikrokontroller ATmega-328 2.2.6.1 AVR CPU Core Untuk memaksimalkan performansi, AVR menggunakan arsitektur Harvard dengan pemisahan memory dan bus program dan data. Instruksi dalam memory program dieksekusi dengan single level pipelining. Ketika suatu instruksi sedang dieksekusi, instruksi beikutnya diambil dahulu dari memory program. Konsep ini memungkinkan instruksi dieksekusi setiap siklus clock. Memory program adalah InSystem Re-Programmable Flas memory (Djuandi, 2011). Gambar 2.15 merupakan gambar blok diagram arsitektur MCU AVR.
25
Gambar 2.15 Blok Diagram Arsitektur MCU AVR (Sumber : Djuandi, 2011)
Fast-access Register File terdiri dari 32 x 8 bit general purpose working registers dengan waktu akses satu siklus clock memungkinkan operasi Arithmetic Logic Unit (ALU) dilakukan dalam satu siklus clock. Pada operasi ALU, dua operand dikeluarkan dari register File, operasi dieksekusi dan hasilnya disimpan kembali ke dalam register file dalam satu clock. Enam dari 32 register dapat dipergunakan sebagai register penunjuk alamat tidak langsung 16-bit untuk pengalamatan data index yang memungkinkan kalkulasi alamat menjadi efisien. Satu dari penunjuk alamat ini dapat dipergunakan sebagai penunjuk alamat untuk look up tables di dalam memory program Flash. Ketiga register 16-bit tersebut adalah register X, Y dan Z. ALU mendukung operasi aritmetika dan logika antar register atau antar konstanta dan register . Operasi dengan register tunggal juga dapat dilakukan oleh ALU.
26
Setelah operasi aritmetika dilakukan, register status di-update informasinya sesuai dengan hasil operasi. Register status adalah SREG dengan penjelasan setiap bitnya seperti pada Gambar 2.16 (Djuandi, 2011).
Bit 7 - I : Global Interupt Enable Bit 6 - T : Bit Copy Stronge Bit 5 - H : Half Carry Flag Bit 4 - S : Sign Bit, S = N
V
Bit 3 - V : Two's Comlement Overflow Flag Bit 2 - N : Negative Flag Bit 1 - Z : Zero Flag Bit 0 - C : Carry Flag
Gambar 2.16Register Status SREG (Sumber : Djuandi, 2011)
Gambar 2.17 Blok diagram AVR CPU General Purpose Working Register (Sumber : Djuandi, 2011)
Seperti tampak pada Gambar 2.17, setiap register menempati satu alamat pada memory data yang dipetakan langsung ke dalam 32 lokasi memory pertama. Meskipun tidak diimplementasikan langsung sebagai lokasi SRAM, organisasi
27
memory ini menyediakan fleksibilitas yang baik dalam mengakses register misalnya register penunjuk X, Y dan Z dapat di-set sebagai register indek untuk register lain dalam file. Register R26 sampai dengan R31 memiliki fungsi tambahan. Register ini adalah penunjuk alamat 16 bit untuk pengalamatan tidak langsung dari data space. Tiga register pengalamatan tidak langsung X, Y dan Z digambarkan seperti Gambar 2.18 (Djuandi, 2011).
Gambar 2.18 Register pada Memory AVR ATMega 328P (Sumber : Djuandi, 2011)
2.2.6.2 AVR ATmega-328 Memory In-System Reprogrammable Flash Program Memory Mikrokontroler
ATmega-328
memiliki
8
KB
On-chip
In-System
Reprogrammable Flash memory untuk meyimpan program. Karena semua instruksi AVR lebarnya 16 atau 32 bit, maka memory Flash diorganisasi sebagai 4K x 16. Untuk keamanan software, Flash memory space dibagi dalam dua seksi, yaitu : Boot Program section dan Application Program section. Flash memory meiliki ketahanan paling sedikit 10,000 kali siklus write/erase. ATmega-328. Program Counter (PC) lebarnya adalah 12 bit yang dapat memberikan alamat (Susanto, 2012). Gambar 2.19 merupakan gambar peta memori AVR ATmega-328.
28
Gambar 2.19 Peta Memory (Sumber : Susanto, 2012)
2.2.6.3 SRAM Data Memory Register File merupakan lokasi alamat data memory 608 Byte, I/O Memory dan internal data SRAM. 96 Byte lokasi alamat pertama adalah Register File dan I/O Memory. 512 Byte lokasi alamat berikutnya adalah internal
data SRAM.
Pengalamatan langsung dapat mencapai semua space memory data. Pengalamatan tidak langsung dengan mode displacement hanya dapat mencapai 63 lokasi memory dari alamat dasar yang diberikan oleh register Y atau Z. Ketika menggunakan register
mode pengalamatan tidak langsung dengan pre-decrement dan post-
increment aotomatis, isi register X, Y dan Z akan di- decrement atau di-incrment. Dengan mode pengalamatan tersebut dapat mengakses 32 general purpose working register s, 64 I/O Register s dan 512 Byte pada internal data SRAM (Susanto, 2012). Gambar 2.20 merupakan gambar peta memori data AVR ATmega-328.
29
Gambar 2.20 Peta Memory Data (Sumber : Susanto, 2012)
2.2.6.4 EEPROM Data Memory ATmega-328 memiliki 512 Byte memory data EEPROM yang tahan paling sedikit 100.000 kali siklus write/erase. Ketika EEPROM sedang dibaca, CPU akan berhenti bekerja selama empat siklus clock sebelum instruksi berikutnya dieksekusi. Dan pada saat EEPROM sedang ditulisi CPU akan berhententi selama dua siklus clock. Untuk menulis EEPROM diperlukan waktu programming selama 8,4 ms Register yang berhubungan dengan EEPROM adalah seperti pada Gambar 2.21. (Susanto, 2012).
30
Gambar 2.21 Register EEPROM (Sumber : Susanto, 2012)
2.2.7
SMS (Short Message Service) Short message service atau yang sering disebut SMS adalah teknologi yang
berkembang sangat pesat dewasa ini dalam bidang telekomunikasi dan informasi. SMS merupakan perkembangan teknologi dengan mengirimkan pesan singkat kepada lawan bicara atau orang yang dituju. 2.2.7.1 Penjelasan SMS Short Message Sevice (SMS) adalah salah satu fasilitas dari teknologi GSM yang memungkinkan mengirim dan menerima pesan – pesan singkat berupa text dengan kapasitas maksimal 160 karakter dari Mobile Station (MS). Kapasitas maksimal ini tergantung dari alphabet yang digunakan, untuk alphabet Latin maksimal 160 karakter, dan untuk non – Latin misalnya alphabet Arab atau China maksimal 70 karakter (Jaya, 2010). SMS muncul pada tahun 1991 di Eropa. SMS dibuat sebagai bagian standar GSM fase 1. Short message pertama kali dikirim dari Personal Computer (PC) ke mobile phone pada jaringan Global System for Mobile Communication (GSM) milik
31
Vodafone Inggris pada bulan Desember 1992. Perkembangannya kemudian merambah ke benua Amerika, dipelopori oleh beberapa operator komunikasi bergerak berbasis digital seperti BellSouth Mobility, PrimeCo, Nextel, dan beberapa operator lain. Teknologi digital yang digunakan bervariasi dari yang berbasis GSM, Time Division Multiple Access (TDMA), hingga Code Division Multiple Access (CDMA). Layanan SMS bisa dikembangkan untuk berbagai keperluan. Hal yang menarik dari layanan SMS ini adalah tawaran tarif yang sangat murah untuk setiap kali pengiriman pesan (Jaya, 2010). SMS merupakan salah satu aplikasi pengiriman pesan yang ditetapkan oleh standart ETSI, pada dokumentasi GSM 03.40 dan GSM 03.38. Short Message Service (SMS) merupakan sebuah layanan yang banyak diaplikasikan pada sistem komunikasi tanpa kabel, memungkinkan dilakukannya pengiriman pesan dalam bentuk alphanumeric antara terminal pelanggan atau antara terminal pelanggan dengan sistem eksternal seperti email, paging, voice mail, dan Iain-lain (Jaya, 2010). Dalam sistem SMS, mekanisme utama yang dilakukan adalah melakukan pengiriman short message dari satu terminal pelanggan ke terminal yang lain. Hal ini dapat dilakukan berkat adanya sebuah entitas dalam sistem SMS yang bernama Short Message Service Centre (SMSC), disebut juga Message Centre (MC) . SMSC merupakan sebuah perangkat yang melakukan tugas store dan forward trafik short message. Di dalamnya termasuk penentuan atau pencarian rute tujuan akhir short message. Dalam interkoneksi dengan entitas dalam jaringan komunikasi wireless seperti Home Location Register (HLR), dan Mobile Switching Centre (MSC), SMSC biasanya selalu menggunakan Signal Transfer Point (STP). SMS memiliki beberapa fungsi yang komplek seperti berikut (Jaya, 2010): 1. Pengiriman short message pada lebih dari satu tujuan dalam satu waktu. 2. Kemampuan untuk menerima berbagai informasi yang berbeda 3. Men-generate email. 4. Pembuatan user group. 5. Integrasi dengan aplikasi lain yang berbasis internet dan data.
32
SMS adalah salah satu layanan selular yang memungkinkan pengiriman pesan berupa alphnumeric antar mobile subscriber dan external system seperti mail, paging dan voice mail system. Karakteristik layanan SMS adalah active mobile handset dapat menerima atau mengirim pesan pendek setiap waktu, independen terhadap status voice atau data call SMS. Jaringan sistem SMS dapat dilihat pada Gambar 2.22. SMS Cellular Network Mobile Device
Mobile Device
SMS Gateway to TCP/IP Cell Tower
Cell Tower
MSC
SMSC
MSC
Gambar 2.22 Jaringan Selular SMS (Sumber : Jaya, 2010)
2.2.7.2 Komponen Utama SMS Ada empat komponen utama yang memungkinkan terjadi pengiriman dan penerimaan SMS, antara lain : a. Stasiun udara (Cell Tower) atau base station merupakan stasiun pemancar selular yang mengontrol seluruh transmisi seluler pada jaringan komunikasi. Cell tower memiliki kemampuan respon untuk memberi inisial atau jawaban yang berupa suara atau lalu lintas data. Semua transmisi dikendalikan oleh cell tower, yang bertindak sebagai agen penerima dan pengirim informasi (Jaya, 2010). b. Mobille Switching Centre (MSC) adalah suatu perangkat yang melakukan fungsi pengendalian dan pengaturan jaringan selular. Secara otomatis, MSC melakukan koordinasi dan mengendalikan setup panggilan dan rute antar telepon selular di suatu area yang telah ditentukan. MSC terhubung ke Base Station melalui jaringan kabel T1 atau jalur microwave. MSC mencatat data pelanggan, status pelanggan terakhir, informasi mengenai routing dan billing dalam dua kategori database, yaitu Home Location Register (HLR) dan Visitor Location Register
33
(VLR). HLR berisi profil pelanggan, sedang VLR menyediakan informasi terkait dengan pelanggan dari area lain (roaming) (Jaya, 2010). c. Sort message service centre (SMSC) dimana pada SMSC terdapat sistem store dan forward dalam pengiriman SMS. SMS tersebut disimpan dalam jaringan sampai handphone siap menerima maka seorang pamakai dapat mengirim atau menerima SMS setiap saat , baik yang dituju sedang aktif atau tidak (Jaya, 2010). d. GSMC merupakan sebuah MSC yang mampu menerima sms dari routing pelanggan dan mengirimkan sms ke MSC atau penginformasi tentang penjelajahan MSC dari handphone yang dituju (Jaya, 2010). 2.2.7.3 Perkembangan Teknologi SMS SMS merupakan sebuah sistem pengiriman data dalam paket dengan bandwidh kecil. Dengan karakteristik ini, pengiriman suatu data yang pendek dapat dilakukan dengan efisensi yang sangat tinggi. Pada awalnya SMS diciptakan untuk menggantikan layanan paging dengan menyediakan layanan serupa yang bersifat twoway messaging ditambah dengan notification service, khususnya untuk voice mail. Pada perkembangan selanjutnya, muncul jenis-jenis layanan lain seperti mail, fax, dan paging integration, interactive banking, information service, dan integrasi dengan aplikasi berbasis internet. Selain itu juga berkembang layanan wireless seperti SIM download for active action, debet dan profile editing, Wireless Point of Sale (POSs), serta layanan aplikasi lapangan seperti remote reasing, remote sensing, dan Location Base Services (LBS). Integrasi dengan aplikai berbasis internet mendorong timbulnya layanan seperti web-based messaging, gaming dan chatting (Jaya, 2010). 2.2.7.4 Karakteristik SMS 1. Prinsip kerja dari SMS adalah bahwa setiap jaringan mempunyai suatu Service Center (SC). Pesan tidak langsung dikirim ke tujuan, melainkan disimpan dahulu di SC (bersifat store and forward). Suatu SC menjadi interface antara PLMN
34
(Public Land Mobile Network) GSM dengan berbagai sistem lainnya seperti electronic mail, faximile atau suatu content provider (Jaya, 2010). 2. Transmisi SMS dapat terjadi meskipun MS sedang melakukan komunikasi dengan MS lain. Hal ini dimungkinkan karena kanal radio untuk transmisi voice telah ditentukan selama durasi pemanggilan sedangkan pesan SMS merambat pada kanal radio dengan memanfaatkan jalur signalling. 3. Pengiriman SMS yang menggunakan signalling memiliki dua tipe : - SMS Point to Point : pengiriman SMS hanya dari satu MS ke MS lain. - SMS Broadcast (Point to Multipoint) : pengiriman SMS ke beberapa SMS sekaligus. Misalnya dari operator ke seluruh pelanggannya. 4. Setiap pesan yang berhasil dikirimkan oleh MS maka SC akan mengirimkan laporan keberhasilan atau kegagalan pada MS tersebut. 5. Jaringan sistem GSM memiliki mekanisme penampungan sementara di Mobile Service Switching Center (MSC), ketika MS berada di luar cakupan area atau gagal menerima karena memori MS telah penuh. MSC akan segera mengirimkan pesan yang ditampung tadi ketika MS telah berada dalam jangkauan atau memori MS ada yang kosong. 2.2.7.5 Elemen Jaringan SMS Layanan SMS dibangun dari berbagai entitas yang saling terkait, yang mempunyai tugas dan fungsi masing-masing. Tidak ada satupun dalam sistem SMS yang dapat bekerja secara parsial. Entitas dalam jaringan SMS ini disebut juga elemen jaringan SMS. Gambar 2.23 merupakan gambar arsitektur SMS.
35
Gambar 2.23 Arsitektur SMS (Sumber : Jaya, 2010)
SMS memiliki elemen-elemen seperti berikut (Jaya, 2010): a. External Short Messaging Entities (ESME) Dapat dikatakan bahwa Short Message Entity (SME) merupakan entitas dalam sistem SMS yang dapat berada pada jaringan, berupa perangkat bergerak, atau merupakan service Centre yang berada di luar jaringan. ESME sendiri, sesuai namanya, merupakan sebuah SME yang berada di luar jaringan SMS. Saat ini sebagian besar ESME berada pada jaringan data seperti jaringan TCP/IP yang di dalamnya termasuk internet. Beberapa macam ESME di antaranya adalah (Jaya, 2010) : 1. Voice Mail System (VMS) VMS merupakan perangkat yang berfungsi untuk menerima, menyimpan, dan menjalankan voice message, ditujukan untuk pelanggan yang sedang sibuk dan sedang tidak dapat dihubungi melalui sambungan voice. 2. Web Web merupakan sebuah layanan yang sangat populer pada jaringan data terutama internet. Pesatnya perkembangan internet dengan jumlah pertumbuhan penggunanya
36
yang juga sangat tinggi, membuat internet sebagai sebuah entitas dalam sistem SMS yang banyak membangkitkan trafik SMS. 3. Email Email merupakan salah satu layanan yang paling banyak digunakan dalam internet. SMS harus dapat mendukung interkoneksi dengan teknologi email. Untuk itu kemudian muncul layanan yang juga cukup banyak digemari, yaitu email-to-sms dan sms-to-mail. b. Short Message Service Centre (SMSC) Terminologi SMSC mengacu pada sesuatu yang berupa hardware dan software. SMSC merupakan sebuah entitas yang bertanggung jawab untuk menyimpan, routing, dan meneruskan short message dari satu titik ke titik lain yang merupakan tujuan, misalnya dari suatu SME ke perangkat telepon bergerak. Sebuah SMSC harus memiliki keandalan yang tinggi, kapasitas yang cukup, dan throughout yang memadai dalam menangani trafik short message. Selain itu, sistem harus bersifat fleksibel dan scalable agar dapat mengakomodasi pertumbuhan permintaan layanan SMS. Faktor lain yang juga harus diperhatikan adalah aplikasi harus dapat dioperasikan dengan mudah, begitu juga pemeliharaannya. Sebagai contoh adalah fleksibilitas untuk aktivasi layanan baru dan upgrade software (Jaya, 2010). c. Elemen Wireless Network Ada beberapa elemen wireless network, yang merupakan elemen jaringan SMS, diantaranya sebagai berikut (Jaya, 2010): 1. Signal transfer point (STP) STP merupakan elemen dalam jaringan yang biasanya digelar dalam intelligent netrwork (IN), digunakan sebagai media interkoneksi berbasis Signaling system 7 (SS7) untuk menghubungkan ke lebih dari satu elemen jaringan lain. 2. Home location register (HLR) HLR merupakan sebuah database yang digunakan sebagai tempat penyimpanan data permanen dan profil pelanggan.
37
3. Visitor location register (VLR) VLR merupakan sebuah database tempat menyimpan informasi sementara berisi data pelanggan HLR yang sedang roaming pada HLR lain. 4. MSC MSC merupakan sebuah sistem yang melakukan fungsi switching dan mengontrol panggilan telepon dalam sebuah jaringan komunikasi bergerak. 5. Air interface Merupakan antarmuka media transmisi yang dalam hal ini berupa ruang udara. Terdapat beberapa teknologi standar sebagai air interface dalam komunikasi bergerak, diantaranya GSM, TDMA, dan CDMA. 6. Base station system Base station system merupakan kesatuan sistem yang bertanggung jawab mengatur transmisi signal elektromagnetik untuk membawa data dari MSC ke perangkat telepon bergerak. Base station system terdiri dari Base Station Controller (BSC), dan Base Transceiver System (BTS) 7. Mobile device Merupakan perangkat yang mempunyai kemampuan mengirimkan dan menerima short message, biasanya berupa telepon seluler dan teknologi digital. d. Elemen Pendukung SMS Elemen arsitektur dan jaringan pendukung SMS seperti terlihat pada Gambar 2.24.
38
SME
SME
BSC
SC
SMS - GMSC SMS - IWMSC
BSC
MSC BTS
SME
HLR
SME
VLR
Gambar 2.24 Eleman Jaringan Pendukung SMS (Sumber : Jaya, 2010)
Subsistem yang mutlak ada pada layanan SMS adalah: (Artha Jaya, 2010) a. SME (Short Message Entity), merupakan tempat penyimpanan dan pengiriman message yang akan dikirimkan ke MS (Mobile Station) tertentu. b. SC (Service Centre), bertugas untuk menerima message dari SME dan melakukan forwarding ke alamat MS yang dituju. c. SMS-GMSC (Short Message Service – Gateway SMC ), melakukan penerimaan message dari SC dan memeriksa parameter yang ada. Selain itu GMSC juga mencari alamat MS yang dituju dangan bantuan HLR, dan mengirimkannya kembali ke MSC yang dimaksud. d. SMS – IWMSC (Short Message Service – Interworking MSC ), berperan dalam SMS Message Origiating, yaitu menerima pesan dari MSC. 2.2.7.6 Prinsip Kerja SMS Prinsip kerja SMS ini adalah bahwa setiap jaringan mempunyai satu atau lebih Service Centre (SC) yang berfungsi (Jaya, 2010): a. Menyimpan dan meneruskan (store and forward fashion) pesan dari pengirim ke pelanggan tujuan. b. Merupakan Interface antara PLMN (Public Land Mobile Network) GSM dengan berbagai sistem lainnya, seperti elektronic mail, faximile, atau suatu content provider.
39
SC terhubung ke PLMN melalui BSC. Berdasarkan fungsinya dalam pengiriman SMS fungsi MSC dapat dibedakan menjadi dua (Jaya, 2010): a. SMS-GMSC (Gateway MSC for Short Message Service), yaitu fungsi dari MSC yang mampu menerima pesan dari SC, kemudian mencari informasi routing ke HLR selanjutnya mengirimkan ke VMSC dimana pelanggan tersebut berada SC. b. SMS-IWMMSC (Interworking MSC for Short Message Service), yaitu fungsi dari MSC yang mampu mengirim pesan dari PLMN dan meneruskannya ke SC. Saat kita menerima pesan SMS/MMS dari handphone (mobile originated) pesan tersebut tidak langsung dikirimkan ke handphone tujuan (mobile terminated), akan tetapi dikirim terlebih dahulu ke SMS Center (SMSC) yang biasanya berada di kantor operator telepon, baru kemudian pesan tersebut diteruskan ke handphone tujuan. Gambar 2.25 merupakan gambar skema kerja SMS.
Originated
SMS Center
Receiver
Gambar 2.25 Skema Kerja SMS (Sumber : Jaya, 2010)
Dengan adanya SMSC, kita dapat mengetahui status dari pesan SMS yang telah dikirim, apakah telah sampai atau gagal. Apabila handphone tujuan dalam keadaan aktif dan dapat menerima pesan SMS yang dikirim, ia akan mengirimkan kembali pesan konfirmasi ke SMSC yang menyatakan bahwa pesan telah diterima. Kemudian SMSC mengirimkan kembali status tersebut kepada si pengirim. Jika handphone tujuan dalam keadaan mati, pesan yang kita kirimkan akan disimpan pada SMSC sampai period-validity terpenuhi. Period-validity artinya tenggang waktu yang diberikan si pengirim pesan sampai pesan dapat diterima oleh si penerima, hal ini dapat kita atur pada ponsel kita mulai dari 1 jam sampai lebih dari 1 hari.
40
2.2.8
LCD (Liquid Crystal Display) LCD (Liquid Cristal Display) merupakan suatu alat yang dapat menampilkan
karakter ASCI. Tampilan ini bisa berupa campuran huruf dan angka sekaligus. Didalam LCD terdapat sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk mengendalikan tampilan. Karakter yang ditampilkan oleh LCD beraneka ragam tergantung dari jenis LCD tersebut (Andi, 2007), seperti terlihat pada gambar 2.26.
Gambar 2.26 LCD (Liquid Crystal Display) (Sumber : Susanto, 2012)
Penjelasan masing-masing pin (Susanto, 2012) : a) Pin VDD, VSS dan VEE VDD dan VEE merupakan power supply untuk LCD. VDD dihubungkan ke power supply DC +5V dan VEE dihubungkan ke power supply DC 0V (ground). Sedangkan VEE digunakan untuk mengatur kontras LCD. b) Pin RS (Register Select) Pin RS ini berfungsi untuk mengontrol instruksi LCD. Jika pin RS ini dibuat low (0), maka instruksi yang dijalankan adalah special instruksi LCD. Seperti Instruksi untuk On/Off LCD, Instruksi untuk geser kursor dan lain sebagainnya. Jika pin RS ini di buat High (1), maka instruksi yang dijalankan adalah instruksi untuk mengirim informasi / data ke LCD. c) Pin R/W (Read / Write) Pin R/W ini berfungsi untuk membaca infromasi dari LCD atau menulis informasi ke LCD. Jika pin R/W ini dibuat low (0), maka infromasi yang ada pada
41
data bus (D0 - D7 jika mode pemogramannya 8 bit, D4 - D7 jika mode pemogramnya 4 bit) di tulis ke LCD. Jika pin R/W dibuat High (1), maka infromasi pada LCD dibaca oleh program. Informasi yang dibaca hanya satu informasi saja, yaitu membaca Status LCD saja. Status LCD dibaca melalui pin D7. Pin R/W selalu diset low (0), kecuali pada saat membaca status LCD di set High (1). d) Pin D0 - D7 (Bus data) Pin-pin ini merupakan 8 bus data yang berfungsi untuk membaca / mengirim informasi dari dan ke LCD. ketelapan bus data tersebut, bisa di gunakan dalam 2 kondisi, yaitu : 1. Jika mode pemograman yang di gunakan mode 8 bit, maka 8 bus data tersebut di gunakan semuanya. 2. Jika mode pemograman yang digunakan mode 4 bit, maka hanya 4 bus data saja yang digunakan, yaitu D4 - D7, sedangkan D0 - D3 di hubungkan ke ground. e) Pin EN (Enable) Pin ini merupakan sinyal enable untuk proses pengiriman data ke LCD. pada saat pengiriman data ke LCD, Pin ini di set low (0). Untuk lebih detail dari penggunaan dari Pin EN ini bisa anda baca pada penjelasan berikutnya tentang cara membuat rutin program LCD. 2.2.9
Relay Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan
oleh arus listrik. Relay memiliki sebuah kumparan tengah-rendah yang dililitkan pada sebuah inti, terdapat sebuah armatur besi yang akan tertarik menuju inti apabila arus mengalir melewati kumparan. Armatur ini terpasang pada sebuah tuas pegas, ketika armatur tertarik menuju ini, kontak jalur bersama akan merubah posisinya dari kontak normal tertutup ke kontak normal terbuka (Masinambow, 2014). Pada dasarnya, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan
42
menutup. Pada saat arus dihentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan kontak saklar kembali terbuka. Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus/tegangan yang besar (misalnya peralatan listrik 4 ampere AC 220 V) dengan memakai arus/tegangan yang kecil (misalnya 0.1 ampere 12 Volt DC). Relay yang paling sederhana ialah relay elektromekanis yang memberikan pergerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik. Secara sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup (atau membuka) kontak saklar dan sebagai saklar yang digerakkan (secara mekanis) oleh daya/energi listrik (Masinambow, 2014). Dalam pemakaiannya relay yang digerakkan dengan arus DC dilengkapi dengan sebuah dioda yang di-paralel dengan lilitannya dan dipasang terbaik yaitu anoda pada tegangan (-) dan katoda pada tegangan (+). Ini bertujuan untuk mengantisipasi sentakan listrik yang terjadi pada saat relay berganti posisi dari on ke off agar tidak merusak komponen di sekitarnya. Konfigurasi dari kontak-kontak relay ada tiga jenis, yaitu: Normally Open (NO), apabila kontak-kontak tertutup saat relay dicatu. Normally Closed (NC), apabila kontak-kontak terbuka saat relay dicatu dan Change Over (CO), relay mempunyai kontak tengah yang normal tertutup, tetapi ketika relay dicatu kontak tengah tersebut akan membuat hubungan dengan kontakkontak yang lain. Penggunaan relay perlu memperhatikan tegangan pengontrolnya serta kekuatan relay men-switch arus/tegangan. Biasanya ukurannya tertera pada bodi relay. Misalnya relay 12VDC/4 A 220V, artinya tegangan yang diperlukan sebagai pengontrolnya adalah 12Volt DC dan mampu men-switch arus listrik (maksimal) sebesar 4 ampere pada tegangan 220 Volt. Sebaiknya relay difungsikan 80% saja dari kemampuan maksimalnya agar aman, lebih rendah lagi lebih aman. Relay jenis lain ada yang namanya reedswitch atau relay lidi. Relay jenis ini berupa batang kontak terbuat dari besi pada tabung kaca kecil yang dililitin kawat. Pada saat lilitan kawat dialiri arus, kontak besi tersebut akan menjadi magnet dan saling menempel sehingga menjadi saklar yang on. Ketika arus pada lilitan dihentikan medan magnet hilang dan
43
kontak kembali terbuka (off) (Masinambow, 2014). Gambar 2.27 merupakan gambar prinsip kerja relay.
. Gambar 2.27 Prinsip Kerja Relay (Sumber : Masinambow, 2014)
2.2.10 Modem Wavecom Modem GSM Wavecom berfungsi sebagai bagian pengirim data. Modem GSM digunakan, karena dapat diakses menggunakan komunikasi data serial dengan baudrate yang dapat disesuaikan mulai dari 9600 sampai dengan 115200. Selain itu, modem GSM ini menggunakan catu daya DC 12 V dan tidak memerlukan tombol ON untuk mengaktifkannya, sehingga sangat cocok untuk digunakan pada sistem yang berjalan secara terus menerus. Gambar 2.28 di bawah ini adalah gambar dari modem GSM wavecom (Kristiyanto, 2008).
Gambar 2.28 Modem Wavecom (Sumber : Kristiyanto, 2008 )
Spesifikasi modem GSM Wavecom adalah (Kristiyanto, 2008): 1. Dual Band GSM/GPRS 900/1800 MHz. 2. GSM/GPRS Data, SMS, Voice dan Fax. 3. Open AT : menanamkan program langsung pada modem. 4. Keluaran daya maksimum: 2W untuk GSM 900 / 1W untuk GSM 1800.
44
5. Masukan tegangan : 5,5 volt s/d 32 volt. 6. Antarmuka SIMCard 3 volt. 7. Dimensi : 73mm x 54,5mm x 25,5 mm. 8. Bobot : 80g. 9. Suhu operasi : -25°C s/d 70°C. GSM Modem ini, menggunakan ATCommand standar, sebagai protokolnya. Yaitu Standar ETSI GSM 07.07. 2.2.11 Kelistrikan Sepeda Motor Sepeda motor pasti dilengkapi dengan beberapa rangkaian sistem kelistrikan. Sumber kelistrikan utama kendaraan ini sering menggunakan baterai (aki), namun ada juga yang menggunakan flywheel magnet (altenator) sebagai penghasil pembangkit listrik arus bolak balik atau AC (alternating current). Bagian bagian yang termasuk sistem kelistrikan pada sepeda motor antara lain (Pedoman Akademik UPI, 2008) : 1. Sistem starter. 2. Sistem pengapian (ignition system). 3. Sistem pengisian (charging system). 4. Sistem penerangan (lighting system) seperti lampu kepala / depan (head light), lampu belakang (tail light), lampu rem (break light), lampu sain / tanda belok (turn signals light), klakson (horn) dan lampu-lampu instrument / indikator lainnya. Gambar 2.29, Gambar 2.30, Gambar 2.31 dan Gambar 2.32 merupakan gambar sistem kelistrikan sepeda motor.
45
Gambar 2.29 Sistem starter (Sumber : Wahyudi, 2013)
Gambar 2.30 Sistem pengapian (ignition system) (Sumber : Wahyudi, 2013)
46
Gambar 2.31 Sistem pengisian (charging system) (Sumber : Nugraha, 2005)
Gambar 2.32 Sistem penerangan (lighting system) (Sumber : Nugraha, 2005)
47
2.2.12 Keliling Lingkaran Putaran Roda Untuk menghitung keliling lingkaran menggunakan rumus (2.1). Keliling lingkaran = π . d
(2.1)
Dengan : π : 3,14 atau 22/7 d : diameter lingkaran Untuk menghitung jarak tempuh putaran sebuah lingkaran ataupun banyak putaran untuk menempuh jarak yang ditentukan menggunakan rumus (2.2, 2.3, 2.4). Jarak = Keliling Lingkaran x Banyak Putaran
(2.2)
Banyak putaran = Jarak : Keliling Lingkaran
(2.3)
Keliling Lingkaran = Jarak : Banyak Putaran
(2.4)
2.2.13 Buku Panduan Ganti Oli dan Servis Berkala Yamaha Byson Buku panduan ini digunakan sebagai acuan dalam menentukan waktu yang tepat dalam penggantian oli serta panduan oli standar yang digunakan. Gambar 2.33, Gambar 2.34 dan Gambar 2.35 adalah gambar buku panduan ganti oli dan servis berkala Yamaha byson serta gambar panduan jarak tempuh untuk memperoleh waktu yang tepat dalam melakukan penggantian oli serta Tabel 2.6 adalah tabel penggantian oli berdasarkan jarak tempuh dan Tabel 2.7 adalah tabel penggantian oli berdasarkan waktu maksimal.
Gambar 2.33 Buku Panduan Ganti Oli dan Servis Berkala Yamaha Byson
48
Gambar 2.34 Buku Panduan Oli Standar Yamaha Byson
Gambar 2.35 Buku Panduan Jarak yang Tepat dalam Melakukan Penggantian Oli Tabel 2.6 Tabel Penggantian Oli Berdasarkan Jarak Tempuh (Sumber : Buku Garansi dan Servis Transmisi Manual Yamaha Byson, 2012)
Penggantian Oli
Jarak Tempuh (Km)
1
Pada Km 12.800 – 13.000
2
Pada Km 15.800 – 16.000
3
Pada Km 18.800 – 19.000
4
Pada Km 21.800 – 22.000
5
Pada Km 24.800 – 25.000
6
Pada Km 27.800 – 28.000
7
Pada Km 30.800 – 31.000
8
Pada Km 33.800 – 34.000
49
Tabel 2.7 Tabel Penggantian Oli Berdasarkan Waktu Maksimal (Sumber : Buku Garansi dan Servis Transmisi Manual Yamaha Byson, 2012)
Penggantian Oli
Waktu Penggantian Oli
1
1 Bulan dari Tanggal Pembelian
2
4 Bulan dari Tanggal Pembelian
3
7 Bulan dari Tanggal Pembelian
4
10 Bulan dari Tanggal Pembelian
