BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Otak
Otak merupakan alat untuk memproses data tentang lingkungan internal dan eksternal tubuh yang diterima reseptor pada alat indera (seperti mata, telinga, kulit, dan lain-lain). Data tersebut dikirimkan oleh urat saraf yang dikenal dengan system saraf keseluruhan. Sistem saraf ini memungkinkan seluruh urat saraf mengubah rangsangan dalam bentuk implus listrik.
2.2
Gelombang Yang Dihasilkan Otak
Berikut adalah jenis jenis sinyal biolistrik otak berdasarkan frekuensi:
Gambar 2.1 Gelombang Alfa, 8-13 Hz
Gambar 2.2 Gelombang Beta, 14-25 Hz.
Gambar 2.3 Gelombang Teta, 4-7 Hz
Gambar 2.4 Gelombang Delta, < 4 Hz
Sifat gelombang ini sangat tergantung pada besarnya aktivitas di korteks serebri dan gelombang otak jelas mengalami perubahan pada keadaan siaga, tidur dan koma (John G.Webster, 1998).
Universitas Sumatera Utara
2.3
Electroencephalogram (EEG)
Elektroencephalogram adalah suatu alat yang mempelajari gambar dari rekaman aktifitas listrik di otak, termasuk teknik perekaman EEG dan interpretasinya. Neuron-neuron di korteks otak mengeluarkan gelombang-gelombang listrik, yang kemudian dialirkan ke mesin EEG untuk diamplifikasi sehingga terekamlah elektroenchapohologram yang ukurannya cukup untuk dapat ditangkap oleh mata pembaca EEG sebagai gelombang alfa, beta, theta dan gama (Campellone, 2006). EEG bekerja dengan menangkap frekuensi sinyal-sinyal listrik yang dibangkitkan oleh otak akibat adanya aktivitas mental subjek. Dalam analisis untuk tujuan klasifikasi sinyal EEG. Sinyal EEG pada seseorang, umumnya terdiri dari komponen-komponen gelombang yang dibedakan berdasarkan daerah frekuensinya, yaitu gelombang alfa (8 – 13 Hz), amat sering muncul dalam keadaan sadar, mata tertutup dan kondisi rileks; gelombang beta (14 – 25 Hz), amat sering muncul manakala seseorang dalam keadaan berfikir; gelombang teta (4 – 7 Hz), umumnya terjadi pada seseorang yang sedang tidur ringan, mengantuk atau stres emosional; gelombang delta (0.5 – 3 Hz), amat sering hadir pada seseorang yang pada keadaan tidur nyenyak. Oleh karena itu, representasi sinyal EEG ke dalam domain frekuensi banyak dilakukan dalam penelitian yang berhubungan dengan analisis sinyal EEG (Oohashi. T,1991). Untuk merekam sinyal biolistrik otak ini ada 2 metode yang digunakan, yaitu metode bipolar dan unipolar. 1. Metode bipolar adalah metode sadapan sinyal dengan mengambil selisih tegangan antara dua titik pada bagian frontal dan occipital, sehingga selisih potensial dari kedua tempat dapat tercatat. 2. Metode unipolar adalah metode dimana satu titik dijadikan sebagai titik acuan,biasanya pada daun telinga,sedangkan yang lainnya diletakkan pada titik yang akan diperiksa pada sisi kepala yang sama (Andriawan, 2011)
Universitas Sumatera Utara
2.4
Neurosky Mindwave Headset
Neurosky merupakan perusahaan yang berdiri sejak 2004 di Silicon Valley, California, Amerika Serikat. Perusahaan ini berfokus pada tujuan utamanya yaitu memanfatkan teknologi
Brain Computing untuk dipasarkan pada konsumen
secara luas. Neurosky mengadaptasi teknologi EEG dan mengembangkannya untuk dapat digunakan dalam beberapa bidang yang memenuhi permintaan kormersial. Terobosan
terbesar
Neurosky
adalah
ketika
mereka
berhasil
mengembangkan perangkat EEG dengan harga yang cukup murah. Perangkat tersebut meliputi : sensor kering yang berfungsi menangkap input sinyak dan gelombang yang dihasilkan oleh otak, perangkat lunak dan perangkat keras bult it yang mampu mengurangi dan memfilter setiap elektrikal noise, serta think Gear Chip yang berfungsi sebagai sirkuit pemrosesan sinyal dan penghasil output. Seluruh perangkat tersebut dapat ditanamkan pada perngkat sederhana serupa headset Neurosky Mindwave Headset adalah sensor pengukur gelombang pikiran buatan perusahaan Neurosky yang menghasilkan pengukuran berupa angka-angka acak yang menyimbolkan frekuensi gelombang otak yang diterima (Karvinan, Tero dan Kimmo Karvinan, 2011)
Gambar 2.5 Neurosky Mindwave Headset
Neurosky Mindwave Headset ini terdiri beberapa bagian penting yang dapat mempengaruhi hasil pembacaan yaitu klip pada telinga (ear clip), sensor yang berada pada ujung lengan ( Sensor arm) dan tiga bagian yang berada di
Universitas Sumatera Utara
ujung (sensor arm), dan lengan sensor. Referensi dan ground elektroda headset berada pada klip telinga (ear clip) dan sensor elektroda yang digunakan untuk membaca gelombang otak berada pada pengait depan (sensor arm) yang bertumpu pada dahi di atas mata.
2.4.1 Modul TGAM Bagian utama dari neurosky mindwave headset ini adalah Modul TGAM. Modul TGAM adalah modul sensor gelombang otak produksi ASIC neurosky yang dirancang untuk aplikasi pasar massal. Modul TGAM berisi TGAT, chip yang berevolusi industri, dengan mattel mindflex yang bernama TIME Magazine. Berikut ini gambar TGAM neurosky sebagai berikut:
Gambar 2.6. Modul TGAM
Berikut ini adalah konfigurasi dari pin modul TGAM Header P1 (Electrode) Pin1: EEG Electrode "EEG" Pin2: EEG Shield Pin3: Ground Electrode Pin4: Reference Shield Pin5: Reference Electrode "REF" Header P4 (Power) Pin1: VCC "+" Pin2: GND "-" Header P3 (UART/Serial) Pin1: GND "-" Pin2: VCC "+"
Universitas Sumatera Utara
Pin3: RXD "R" Pin4: TXD "T” Berikut ini spesifikasi dari modul TGAM Tabel 2.1 Spesifikasi modul TGAM
Sumber Neurosky Inc. 2009
Output dari Modul TGAM ini berupa data serial. Modul ini dapat membedakan sinyal delta, theta, alpha rendah, alpha tinggi, beta rendah, beta tinggi dan gelombang gamma. Selain itu modul ini dapat membedakan eSense meter berupa perhatian (attantion), meditasi (meditation) dan poor signal quality sebagai penanda kualitas data. Poor Signal Quality menjelaskan sinyal kurang baik yang diukur oleh Headset ( ThinkGear) yang berkisar pada nilai 1-200. Pada saat nilai poor signal quality menunjukkan nilai bukan nol menandakan adanya noise yang terdeteksi, semakin tinggi nilai yang di tunjukkan maka semakin besar pula noise. Sementara, nilai 200 memiliki arti khusus, bahwa sensor tidak menyentuh kulit kepala. Nilai poor signal quality dapat digunakan untuk beberapa aplikasi yang sensitif seperti mengedipkan mata. Sinyal yang kurang baik dapat di sebabkan oleh beberapa hal:
Sensor, Ground atau referensi tidak berada di kepala seseorang (misalnya ketika tidak ada yang memakai thinkGear).
Universitas Sumatera Utara
Kontak yang buruk ke sensor atau referensi untuk kulit seseorang (terkena rambut, atau headset yang tidak benar di kepala seseorang, atau headset tidak benar ditempatkan di kepala).
Gerak berlebihan pemakai (yaitu bergerak kepala atau badan berlebihan).
Berlebihan lingkungan elektrostatik (beberapa lingkungan memiliki sinyal listrik yang kuat atau penumpukan listrik statis di orang yang memakai sensor).
Esense merupakan suatu
algoritma yang dikeluarkan
perusahaan NeuroSky
untuk mencirikan keadaan mental seseorang. Untuk menghitung eSense, teknologi dari Neurosky mengolah sinyal gelombang otak dan menghilangkan noise dan gerakan otot. Hal ini dapat menunjukkan seberapa efektif pengguna terlihat dalam keadaan perhatian (mirip dengan konsentrasi) atau meditasi (mirip dengan relaksasi). Namun pada dasarnya, kemampuan manusia untuk fokus dan releksasi berbeda antara satu dengan yang lain. Untuk setiap jenis yang berbeda dari eSense (Attention dan Meditation), nilai meter dilaporkan pada skala eSense relatif 1 sampai 100. Pada skala ini, nilai antara 40 sampai 60 pada saat tertentu dalam waktu dianggap "netral". Nilai 60 sampai 80 dianggap "sedikit lebih tinggi", dan dapat ditafsirkan sebagai tingkat cenderung lebih tinggi dari normal. Nilai 80 hingga 100 dianggap "ditinggikan", yang berarti terindikasi tingkat tinggi dari eSense itu. Demikian pula, di ujung lain dari skala, nilai antara 20 sampai 40 mengindikasikan "mengurangi" tingkat dari eSense, sementara nilai antara 1 sampai 20 menunjukkan "sangat menurunkan" tingkat dari eSense. Nilai meteran eSense 0 adalah nilai khusus yang menunjukkan ThinkGear tidak dapat menghitung tingkat eSense dengan jumlah yang wajar dari kehandalan. Hal ini karena kebisingan yang berlebihan seperti yang dijelaskan di bagian poor signal quality di atas (San Jose.2010).
2.4.2
Esense Attantion (Perhatian)
Esense Perhatian menunjukkan intensitas tingkat mental pengguna "fokus" atau "perhatian", seperti yang terjadi selama konsentrasi dan diarahkan (tapi stabil)
Universitas Sumatera Utara
aktivitas mental. Nilainya berkisar dari 0 sampai 100. Gangguan biasanya terjadi karena kurangnya fokus, atau kecemasan dapat menurunkan nilai pembacaan. Data eSense Attention menyatakan mental states pengguna headset yang berhubungan dengan konsentrasi pikiran. Pada pengujian yang dilakukan sebelumnya sejumlah cara digunakan untuk meningkatkan nilai data ini yaitu dengan memfokuskan pikiran pada suatu hal, fokus pada hal yang disukai, melakukan perhitungan matematis, dan mendengarkan seseorang bicara dengan penuh perhatian (San Jose. 2009). Tingkat konsentrasi pikiran pengguna headset dikatakan mulai meningkat apabila mencapai nilai eSense meter 60 – 80 dari jangkauan nilai pengukuran 0~100 (San Jose, 2010).
2.4.3
Esense Metitation (Meditasi)
Esense Meditasi
menunjukkan tingkat mental "ketenangan" pengguna atau
"relaksasi". Nilainya berkisar dari 0 sampai 100. Perhatikan bahwa meditasi adalah ukuran dari kondisi mental seseorang, bukan tingkat fisik, sehingga saat merilexkan semua otot tubuh mungkin tidak segera menghasilkan tingkat meditasi tinggi. Namun, bagi kebanyakan orang dalam keadaan yang paling normal, santai tubuh sering membantu pikiran untuk bersantai juga. Meditasi berhubungan dengan penurunan aktivitas dengan proses mental yang aktif di otak. Gangguan, mengembara pikiran, kecemasan, agitasi, dan rangsangan sensorik dapat menurunkan hasil dari pembacaan (NeuroSky. Inc, 2009). Data eSense Meditation menyatakan mental states pengguna headset yang berhubungan dengan relaksasi pikiran. Tingkat relaksasi pikiran pengguna headset dapat ditingkatkan melalui beberapa cara, diantaranya adalah mengambil napas dalam-dalam dan perlahan-lahan menghembuskannya, merelakskan semua otot pada tubuh, mengosongkan pikiran, dan menutup mata (San Jose. 2009). Sama halnya dengan eSense Attention, tingkat eSense Meditation pengguna headset dianggap mulai meningkat apabila mencapai nilai eSense meter 60 – 80 dari jangkauan nilai pengukuran 0~100 (San Jose, 2010).
Universitas Sumatera Utara
2.5
Mikrokontroller At-Mega 32A
Dalam membangun suatu sistem elektronik yang berbasis pada pengontrolan dan proses data, diperlukan sebuah IC yang dapat bekerja sebagai otak, dimana pada IC tersebut akan di tanamkan algoritma program, sehingga alat tersebut mampu bekerja sesuai dengan algoritme yang ditanamkan. Konfigurasi PIN pada microocntroller Atmega32 ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
(a)
(b)
Gambar 2.7 (a)Konfigurasi pin ATmega32, (b) Bentuk ATmega32 (ATMEL, 2009)
Sebagai pengontrol dan pengolah data kali ini digunakan microcontroller 8 bit produksi ATMEL jenis ATmega32. IC ini dipilih karena telah memiliki memori yang cukup besar yakni 32 kbyte flash. Sebagai pengontrol dan pengolah data kali ini digunakan microcontroller 8 bit produksi ATMEL jenis ATmega32. IC ini dipilih karena telah memiliki memori yang cukup besar yakni 32 kbyte flash. ATmega32 merupakan microcontroller dengan arsitektur RISC. Memiliki 32 register dengan fungsi umum yang mana setiap regisiter-nya memiliki hubungan secara langsung dengan arithmetic logic unit (ALU), sehingga memperbolehkan 2 register yang independen dapat di akses dalam satu instruksi unggal dalam satu siklus clock. Arsitektur ini memiliki keistimewaan 10 kali lebih cepat dibandingkan microcontroller konvensional berbasis CISC.
Universitas Sumatera Utara
ATmega32 memiliki fitur sebagai berikut, antara lain yakni memiliki 32 Kbytes pada memori In-System Programmable Flash Program
dengan
kemampuan Read-While-Write, 1024 bytes EEPROM, 2 Kbyte SRAM, 32 kanal multi guna I/O, 32 register multi guna. ATMega32 memiliki 8 kanal ADC 10 bit yang memungkinkan untuk mengkonversi sinyal analog menjadi digital yakni sebanyak 8 kanal dengan resolusi lebih tinggi dibandingkan ADC 8 bit. Memiliki 3 mode timer/counter yang fleksibel memungkinkan microcontroller untuk melakukan penghitungan maupun pewaktuan sehingga memungkinkan untuk mengukur frekuensi osilasi suatu sinyal. Serial programmable USART juga dimiliki untuk keperluan komunikasi serial antar peralatan muapun komputer. Masih banyak lagi beberapa kemampuan ATmega32 yang dapat diaplikasikan dengan berbagai keperluan. Atmel AVR ATmega32 telah di dukung oleh bahasa pemrograman dan pengembangan sistem antara lain:
C compilers, macro assemblers, program
debugger/simulators, in-circuit emulators, dan evaluation kits (Isnen.M, 2014). Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT89RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama. Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu ATMega32. Selain mudah didapatkan dan lebih murah, ATMega32 juga memiliki fasilitas yang lengkap. Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu ATTiny, AVR klasik, dan ATMega. Perbedaannya hanya pada fasilitas dan I/O yang tersedia serta fasilitas lain seperti ADC, EEPROM, dan lain sebagainya. Memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz membuat ATMega32 lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS51. Dengan fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan ATMega32 sebagai mikrokontroler yang powerfull. Adapun blok diagramnya teradapat pada Gambar 2.8 (Handinata, 2013).
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.8 Blok Diagram ATMega32
Mikrokontroler ATMega32 mempunyai jumlah pin sebanyak 40 buah, dimana 32 pin digunakan untuk keperluan I/O yang dapat menjadi I/O sesuai konfigurasi. Pada 32 pin tersebut terbago atas 4 bagian (Port), yang masing-masing terdiri dari 8 pin. Pin-pin yang lainnya digunakan untuk keperluan rangkaian osilator, suplay, reset serta tegangan frekuensi untuk ADC. Berikut deskripsi Pin pada Atmega32. VCC
: berfungsi sebagai suplay digital 5 volt
GND
: berfungsi sebagai ground
Port A (PA7..PA0)
: Port A berfungsi sebagai masukan analog yang dapat
Universitas Sumatera Utara
dikonversi ke digital. Port A juga berfungsi sebagai kanal input/output dengan resistor pull-up internal, jika analog ke digital konverter tidak di gunakan (dengan mengatur fuse bit_nya). Port B (PB7..PB0)
: Port B adalah kanal input/output sebanyak 8 bit dengan resistor pull-up internal. Selain itu Port B memiliki fungsi khusus seperti di tuliskan pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2. Fungsi-fungsi yang dimiliki PORT B, Atmega32
Sumber: ATMEL, 2009
Port C (PC7..PC0)
: Port C juga merupakan kanal 8 bit input/output dengan resistor pull-up internal. Port C memiliki fungsi khusus seperti di tunjukkan pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3. Fungsi-fungsi yang dimiliki PORT C, Atmega32
Sumber: ATMEL, 2009
Universitas Sumatera Utara
Port D (PD7..PD0)
: Port D adalah kanal input/output sebanyak 8 bit dengan resistor pull-up internal. Selain itu Port D memiliki fungsi khusus seperti di tuliskan pada Tabel 2.4.
Tabel 2.4. Fungsi-fungsi yang dimiliki PORT D, Atmega32
Sumber: ATMEL, 2009
RESET
: merupakan masukan pulsa untuk me-reset program yang sedang berjalan.
XTAL1
: jalur masukan ke osilasi penguat inverting dan merupakan masukan ke clock internal.
XTAL2
: jalur keluaran dari osilasi penguat inverting.
AVCC
: AVCC adalah tegangan suplay untuk port A maupun ADC. Apabila ADC tidak di gunakan, pin ini harus terhubung secara eksternal ke VCC. Jika ADC digunakan, maka pin ini sebaiknya terhubung ke VCC melalui low pass filter.
AREF
: AREF adalah tegangan referensi analog untuk ADC. (ATMEL, 2009)
2.6
Arduino
Arduino adalah platform pembuatan prototipe elektronik yang bersifat opensource hardware yang berdasarkan pada perangkat keras dan perangkat lunak yang fleksibel dan mudah digunakan. Arduino ditujukan bagi para seniman,
Universitas Sumatera Utara
desainer, dan siapapun yang tertarik dalam menciptakan objek atau lingkungan yang interaktif. Arduino pada awalnya dikembangkan di Ivrea, Italia. Nama Arduino adalah sebuah nama maskulin yang berarti teman yang kuat. Platform arduino terdiri dari arduino board, shield, bahasa pemrograman arduino, dan arduino development environment. Arduino board biasanya memiliki sebuah chip dasar mikrokontroler Atmel AVR ATmega8 berikut turunannya. Shield adalah sebuah papan yang dapat dipasang diatas arduino board untuk menambah kemampuan dari arduino board. Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman yang umum digunakan untuk membuat perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board. Bahasa pemrograman arduino mirip dengan bahasa pemrograman C++
2.6.1
Arduino Uno
Arduino Uno adalah arduino board yang menggunakan mikrokontroler ATmega328. Arduino Uno memiliki 14 pin digital (6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah 16 MHz osilator kristal, sebuah koneksi USB, sebuah konektor sumber tegangan, sebuah header ICSP, dan sebuah tombol reset. Arduino Uno memuat segala hal yang dibutuhkan untuk mendukung sebuah mikrokontroler. Hanya dengan menhubungkannya ke sebuah komputer melalui USB atau memberikan tegangan DC dari baterai atau adaptor AC ke DC sudah dapat membuanya bekerja. Arduino Uno menggunakan ATmega16U2 yang diprogram sebagai USB-to-serial converter untuk komunikasi serial ke computer melalui port USB. Adapun data teknis board Arduino UNO R3 adalah sebagai berikut:
Mikrokontroler : ATmega328
Tegangan Operasi : 5V
Tegangan Input (recommended) : 7 - 12 V
Tegangan Input (limit) : 6-20 V
Pin digital I/O : 14 (6 diantaranya pin PWM)
Pin Analog input : 6
Universitas Sumatera Utara
Arus DC per pin I/O : 40 mA
Arus DC untuk pin 3.3 V : 150 mA
Flash Memory : 32 KB dengan 0.5 KB digunakan untuk bootloader
SRAM : 2 KB
EEPROM : 1 KB
Kecepatan Pewaktuan : 16 Mh
2.6.1.1 Pin Masukan dan Keluaran Arduino Uno Masing-masing dari 14 pin digital arduino uno dapat digunakan sebagai masukan atau keluaran menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite() dan digitalRead(). Setiap pin beroperasi pada tegangan 5 volt. Setiap pin mampu menerima atau menghasilkan arus maksimum sebasar 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal (diputus secara default) sebesar 20-30 KOhm. Sebagai tambahan, beberapa pin masukan digital memiliki kegunaan khusus yaitu :
Komunikasi serial: pin 0 (RX) dan pin 1 (TX), digunakan untuk menerima(RX) dan mengirim(TX) data secara serial.
External Interrupt: pin 2 dan pin 3, pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interrupt pada nilai rendah, sisi naik atau turun, atau pada saat terjadi perubahan nilai.
Pulse-width modulation (PWM): pin 3,5,6,9,10 dan 11, menyediakan keluaran PWM 8-bit dangan menggunakan fungsi analogWrite().
Serial Peripheral Interface (SPI): pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO) dan 13 (SCK), pin ini mendukung komunikasi SPI dengan menggunakan SPI library.
LED: pin 13, terdapat built-in LED yang terhubung ke pin digital 13. Ketika pin bernilai HIGH maka LED menyala, sebaliknya ketika pin bernilai LOW maka LED akan padam.
Arduino Uno memiliki 6 masukan analog yang diberi label A0 sampai A5, setiap pin menyediakan resolusi sebanyak 10 bit (1024 nilai yang berbeda). Secara default pin mengukur nilai tegangan dari ground (0V) hingga 5V, walaupun begitu dimungkinkan untuk mengganti nilai batas atas dengan menggunakan pin
Universitas Sumatera Utara
AREF dan fungsi analog Reference(). Sebagai tambahan beberapa pin masukan analog memiliki fungsi khusus yaitu pin A4 (SDA) dan pin A5 (SCL) yang digunakan untuk komunikasi TWI atau I2C dengan menggunakan Wire library
2.6.1.2 Sumber Daya dan Pin Tegangan Arduino Uno Arduino uno dapat diberi daya melalui koneksi USB atau melalui power supply eksternal. Jika arduino uno dihubungkan ke kedua sumber daya tersebut secara bersamaan maka arduino uno akan memilih salah satu sumber daya secara otomatis untuk digunakan. Power supplay external (yang bukan melalui USB) dapat berasal dari adaptor AC ke DC atau baterai. Adaptor dapat dihubungkan ke soket power pada arduino uno. Jika menggunakan baterai, ujung kabel yang dibubungkan ke baterai dimasukkan kedalam pin GND dan Vin yang berada pada konektor POWER. Arduino uno dapat beroperasi pada tegangan 6 sampai 20 volt. Jika arduino uno diberi tegangan di bawah 7 volt, maka pin 5V akan menyediakan tegangan di bawah 5 volt dan arduino uno munkin bekerja tidak stabil. Jika diberikan tegangan melebihi 12 volt, penstabil tegangan kemungkinan akan menjadi terlalu panas dan merusak arduino uno. Tegangan rekomendasi yang diberikan ke arduino uno berkisar antara 7 sampai 12 volt. Pin-pin tegangan pada arduino uno adalah sebagai berikut :
Vin adalah pin untuk mengalirkan sumber tegangan ke arduino uno ketika menggunakan sumber daya eksternal (selain dari koneksi USB atau sumber daya yang teregulasi lainnya). Sumber tegangan juga dapat disediakan melalui pin ini jika sumber daya yang digunakan untuk arduino uno dialirkan melalui soket power.
5V adalah pin yang menyediakan tegangan teregulasi sebesar 5 volt berasal dari regulator tegangan pada arduino uno.
3V3 adalah pin yang meyediakan tegangan teregulasi sebesar 3,3 volt berasal dari regulator tegangan pada arduino uno.
GND adalah pin ground.
Universitas Sumatera Utara
2.6.1.3 Peta Memori Arduino Uno Arduino Uno adalah arduino board yang menggunakan mikrokontroler ATmega328. Maka peta memori arduino uno sama dengan peta memori pada mikrokontroler ATmega328.
2.6.1.4 Memori Program ATMega328 memiliki 32K byte On-chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Memori flash dibagi kedalam dua bagian, yaitu bagian program bootloader dan aplikasi seperti terlihat pada Gambar 2.10. Bootloader adalah program kecil yang bekerja pada saat sistem dimulai yang dapat memasukkan seluruh program aplikasi ke dalam memori prosesor.
Gambar 2.9 Peta Memori Program ATMega 328
2.6.1.5 Memori Data Memori data ATMega328 terbagi menjadi 4 bagian, yaitu 32 lokasi untuk register umum, 64 lokasi untuk register I/O, 160 lokasi untuk register I/O tambahan dan sisanya 2048 lokasi untuk data SRAM internal. Register umum menempati alamat data terbawah, yaitu 0x0000 sampai 0x001F. Register I/O menempati 64 alamat berikutnya mulai dari 0x0020 hingga 0x005F. Register I/O tambahan menempati 60 alamat berikutnya mulai dari 0x0060 hingga 0x00FF. Sisa alamat berikutnya
Universitas Sumatera Utara
mulai dari 0x0100 hingga 0x08FF digunakan untuk SRAM internal. Peta memori data dari ATMega 328 dapat dilihat pada Gambar 2.11.
Gambar 2.10 Peta Memori Data ATMega 328
2.6.1.6 Memori Data EEPROM Arduino uno terdiri dari 1 Kbyte memori data EEPROM. Pada memori EEPROM, data dapat ditulis/dibaca kembali dan ketika catu daya dimatikan, data terakhir yang ditulis pada memori EEPROM masih tersimpan pada memori ini, atau dengan kata lain memori EEPROM bersifat nonvolatile. Alamat EEPROM dimulai dari 0x000 hingga 0x3FF ( Jefry,Yutanto.2016).
2.7
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 :
Universitas Sumatera Utara
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. Adapun kelebihan wireless: 1. Mobility, sistem wireless LAN bisa menyediakan user dengan informasi access yang real-time, dimana saja dalam suatu organisasi. Mobilitas semacam ini sangat mendukung produktivitas dan peningkatan kualitas pelayanan apabila dibandingkan dengan jaringan kabel. 2. Installation speed and simplicity, instalasi sistem wireless LAN bisa cepat dan sangat mudah dan bisa mengeliminasi kebutuhan penarikan kabel yang memalui atap atau pun tembok. 3. Installation flexibility, teknologi wireless memungkinkan suatu jaringan untuk bisa mencapai tempat-tempat yang tidak dapat dicapai dengan jaringan kabel. 4. Reduced cost-of-owner ship, meskipun investasi awal yang dibutuhkan oleh wireless LAN untuk membeli perangkat hardware bisa lebih tinggi dari pada biaya yang dibutuhkan oleh perangkat wire LAN hardware, namun bila di perhitungkan secara keseluruhan, instalasi dan life-cycle cost-nya, maka secara signifikan lebih murah. Dan bila digunakan dalam lingkungan kerja yang dinamis yang sangat membutuhkan seringnya pergerakan dan perubahan yang sering maka keuntungan jangka panjanganya pada suatu wireless LAN akan jauh kebih besar bila dibandingkan dengan wired LAN.
Universitas Sumatera Utara
5. Scalability, sistem wireless LAN bisa dikonfigurasi dalam berbagai macam topologi untuk memenuhi kebutuhan pangguna yang beragam, konfigurasi dapat dengan mudah diubah mulai dari jaringan peer-to-peer yang sesuai untuk jumlah pengguna yang kecil sampai ke full infrastructure network yang mampu melayani ribuan user dan memungkinkan roaming dalam area yang luas (Fitri. Annisa, 2015).
2.8
Transmisi Sinyal Radio
Transmisi data adalah proses yang terjadi antara transmitter dan receiver melalui suatu media transmisi yang diklasifikasikan menjadi dua bagian yaitu guided media dan unguided media. Apabila guided media mengacu pada media transmisi fisik berupa kabel sedangkan unguided media mengacu pada transmisi nirkabel. Tujuan dari sebuah sistem komunikasi data adalah pertukaran data secara elektronik antara dua belah pihak. Radio merupakan transmisi wireless, yang menangkap sinyal melalui gelombang
elektromagnetik
(electromagnetic
waves).
Gelombang
elektromagnetik hadir pada semua tingkatan frekuensi. Subset kecil dari tingkatan frekuensi yang umum adalah spektrum Radio Frequency (RF) dengan range 9 KHz
sampai
300
GHz.
Seorang
ilmuwan
Jerman,
Heinrich
Hertz,
mendemonstrasikan energi elektrikal (tahun 1887) yang dapat ditransmisikan melalui ruang gelombang elektromagnetik. Menyusul kemudian, seorang ilmuwan italia, Guglielmo Marconi, terinspirasikan temuan Hertz, dan lahirlah radio pertama melalui kreasinya.Radio mentransmisi dan menerima sinyal melalui area luas dalam bentuk gelombang elektromagnetik, pada tingkat frekuensi tertentu yang berbeda dengan gelombang elektromagnetis lainnya, seperti spektrum inframerah dan sinar rontgen (x-rays). Jaringan wireless menggunakan gelombang radio (Radio Frequency/RF) untuk melakukan komunikasi data antara transmitter dan receiver. Komunikasi data merupakan proses pentransmisian data secara elektronik melalui media berupa kabel maupun tanpa kabel (nirkabel) (Sibuea, Amin Odos.2014).
Universitas Sumatera Utara
Sistem komunikasi wireless dengan frekuensi radio terdiri dari perangkat perangkat yang diantaranya adalah : a.
Data (Input) Yang termasuk data pada komunkasi wireless ini bisa berupa video, audio.
b. Modem (modulator dan demodulator) Modulasi adalah .proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Dengan proses modulasi, suatu informasi (biasanya berfrekuensi 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 (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 (Bery. Erik, 2016). Berikut beberapa tujuan dari Modulasi: 1. Transmisi menjadi efisien atau memudahkan pemancaran. 2. Menekan derau atau interferensi. 3. Untuk memudahkan pengaturan alokasi frekuensi radio. 4. Untuk multiplexing: proses penggabungan beberapa sinyal informasi untuk disalurkan secara bersama-sama melalui satu kanal transmisi. c.
Transmitter Transmitter merupakan interface yang memodulasi bit stream digital ke dalam bentuk gelombang elektromagnetik yang tepat serta mampu mempropogasikan
gelombang
tersebut
melalui
saluran
komunikasi.
Transmitter adalah bagian dari sistem komunikasi wireless yang berfungi untuk mengirimkan data ke tempat lain berupa gelombang radio. d.
Receiver Receiver berperan untuk menerima data atau sinyal yang dikirimkan oleh transmitter (pemancar).
Universitas Sumatera Utara
2.9
RF 433 MHz
RF 433 Mhz (modul frekuensi radio) adalah perangkat elektronik (biasanya) kecil yang digunakan untuk mengirim dan menerima sinyal radio antara dua perangkat. Modul RF 433Mhz link kit terdiri dari pemancar (TX) dan penerima (RX), yang secara umum digunakan untuk remote kontrol dengan frekuensi sebesar 433Mhz, modulasi ASK, keluaran data penerima tinggi sebesar 1/2Vcc, keluaran data penerima rendah sebesar 0.7 V. Tegangan masukkan pada Transmiter antara 3 12V. Semakin tinggi tegangan masukannya maka semakin jauh dan bagus pengiriman datanya. Sedang kanpada recaiver tegangan masukannya antara 3.3V - 6V (semakin tegangan masukannya tinggi maka kekuatan penerimaan juga semakin baik). Pada bagian penerima memiliki lebar pita frekuensi 2 MHz dengan mode pengiriman data secara ASK
Gambar 2.11 RF 433 MHz
Sensivitas pengiriman dan penerimaan data pada modul RF RX 433 Mhz dan RF TX 433 Mhz ini sangat dipengaruhi oleh panjang pendeknya dan kualitas dari antenna yang digunakan dan juga supply tegangan yang dibutuhkan oleh modul penerima RF TX 433 Mhz. Semakin panjangnya antena pada modul penerima dan pengirim data dan memberikan supply tegangan sampai batas maksimum yang dibutuhkan oleh modul Transmiter
dan modul receiver maka sensivitas
pengiriman dan penerimaan data akan semakin baik.
2.9.1
Prinsip Kerja RF 433 MHz
2.9.1.1 Recaiver RF 433MHz Modul ini menggunakan modulasi ASK dimana frekuensi kerja dari modul ini adalah 433 MHz. Modul ini berfungsi untuk mengirimkan data secara serial ke
Universitas Sumatera Utara
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.
2.9.1.2 Transmiter RF 433 Mhz Modul ini sama halnya dengan modul pemancar yang menggunakan modulasi 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 hanyalah 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.
2.10
Relay
Relay adalah sebuah saklar yang dikendalikan oleh arus. Relay memiliki sebuah kumparan tegangan rendah yang dililitkan pada sebuah inti. Terdapat sebuah amatur besi yang akan tertarik menuju inti apabila arus mengalir melewati kumparan. Armatur ini terpasang pada sebuah tuas berpegas. Ketika armatur tertarik menuju ini, kontak jalur nersama akan berubah posisinya dari kontak jalur bersama akan berubah posisinya dari kontak normal-tertutup (normally close) ke kontak normal-terbuka (normally open). Sebuah relay yang tipikal dari jenis ini dapat diaktifkan dalam waktu sekitar 10 ms. Sebagian besar relay modern ditempatkan didalam sebuah kemasan yang sepenuhnya tertutup rapat. Kebanyakan diantaranya memiliki kontak-kontak jenis SPDT, namun terdapat juga beberapa versi DDPT. seperti yang diperlihatkan gambar dibawah ini.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.12 Relay
Relay-relay yang berukuran lebih besar dapat menyambungkan arus hingga 10 A pada tegangan 250 V AC. Tegangan maksimum untuk pensaklaran DC selalu jauh lebih rendah, seringkali bahkan hanya setengah, dari tegangan maksimum untuk AC. Terdapat juga relay-relay miniatur, seperti yang diperlihatkan dibawah, yang cocok untuk ditancapkan pada papan-papan rangkaian (Bishop. O, 2004).
2.11
Modul Driver Motor DC L298N
Modul driver L298 merupakan sebuah modul yang sudah terangkai. Pada dasarnya modul ini menggunakan IC L298 yang dapat secara langsung mengontrol dua motor DC dan memiliki internal 5 volt regulator
Gambar 2.13 Modul Driver Motor IC L298
L298 adalah IC yang dapat digunakan sebagai driver motor DC. IC ini menggunakan prinsip kerja H-Bridge dengan dua buah rangkaian H-Bridge di dalamnya, sehingga dapat digunakan untuk men-drive dua buah motor DC. Tiap H-Bridge dikontrol menggunakan level tegangan TTL yang berasal dari output mikrokontroler.
Universitas Sumatera Utara
IC L298 memiliki empat channel masukan yang didesain untuk dapat menerima masukan level logika TTL. Masing-masing channel masukan ini memiliki channel keluaran yang bersesuaian. Dengan memberi tegangan 5 volt pada pin enable A dan enable B, masing-masing channel output akan menghasilkan logika high (1) atau low (0) sesuai dengan input pada channel masukan (Rahmansyah. 2014). Pin Enable A dan B berfungsi mengendalikan jalan atau kecepatan motor, pin Input 1 sampai 4 untuk mengendalikan arah putaran. Pin Enable diberi VCC 5 Volt untuk kecepatan penuh dan PWM untuk kecepatan rotasi yang bervariasi tergantung dari level high-nya. Bila switch 1 dan 4 dalam keadaan tertutup dan switch 2 dan 3 dalam keadaan terbuka, maka motor akan berbutar kearah kiri. Sebaliknya, bila switch 2 dan 3 dalam keadaan tertutup dan switch 1 dan 4 dalam keadaan terbuka, maka motor akan berputar kearah kanan. Untuk membuat motor berputar maka ENA dan ENB harus diberi Input 1 dan motor akan berhenti jika ENA dan ENB diberi Input 0. Untuk memutarkan motor ke kiri atau ke kanan input IN1 dan IN2 harus berbeda. L298 dapat mengontrol 2 buah motor DC. Tegangan yang dapat digunakan untuk mengendalikan motor bisa mencapai tegangan 46 VDC dan arus 2 A untuk setiap kanalnya. Namun, dalam penggunaannya, H-Bridge driver motor DC dengan IC L298 dapat digunakan secara paralel, sehingga kemampuan menghantarkan dari H-Bridge driver motor DC L298 arusnya menjadi 4A. Berikut ini bentuk IC L298 yang digunakan sebagai motor driver.
Gambar 2.14 IC L298
Berikut deskripsi Pin pada L298 Current sensing A
: Pin yang berfungsi sebagai untuk mengontrol keluaran arus yang mengalir pada H-Bridge A.
Universitas Sumatera Utara
Output 1
: Pin yang digunakan sebagai keluaran H-Bridge A, dan keluaran arus yang mengalir pada pin ini dikontrol oleh pin Current sensing A.
Output 2
: Pin yang digunakan sebagai keluaran H-Bridge A, dan keluaran arus yang mengalir pada pin ini dikontrol pin Current sensing A.
Supply Voltage (Vs) : Tegangan yang digunakan sebagai tegangan output HBridge A maupun H-Bridge B. Input 1
: Pin ini digunakan sebagai input H-Bridge A dan pin ini mampu menerima sinyal TTL.
Enable A
: Pin enable A digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan H-Bridge.
Input 2
: Pin ini digunakan sebagai input H-Bridge A dan pin ini mampu menerima sinyal TTL.
GND
: Ground (GND) pada power supply dihubungkan dengan pin ini.
VSS
: Pin logic supply voltage digunakan sebagai input power supply untuk logic block.
Input 3
: Pin ini digunakan sebagai input H-Bridge B dan pin ini mampu menerima sinyal TTL.
Enable B
: Pin enable B digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan H-Bridge.
Input 4
: Pin ini digunakan sebagai input H-Bridge B dan pin ini mampu menerima sinyal TTL.
Output 4
: Pin yang digunakan sebagai keluaran H-Bridge B, dan keluaran arus yang mengalir pada pin ini dikontrol pin Current sensing B.
Current sensing B
: Pin yang berfungsi sebagai untuk mengontrol keluaran arus yang mengalir pada H-Bridge B. (data sheet)
Pengaturan kecepatan kedua motor dilakukan dengan cara pengontrolan lama pulsa aktif (mode PWM) yang dikirimkan ke rangkaian driver motor oleh
Universitas Sumatera Utara
pengendali (mikrokontroler basic stamp). Duty cycle PWM yang dikirimkan menentukan kecepatan putar motor DC.
2.12
Motor DC
Motor DC adalah suatu mesin yang berfungsi untuk mengubah energi listik arus searah menjadi energi gerak atau energi mekanik. Motor DC merupakan motor yang paling sederhana untuk pengaktifannya. Motor DC terdiri dari dua bagian utama, yaitu rotor dan stator. Rotor adalah bagian yang berputar atau armature, berupa koil dimana arus listrik dapat mengalir. Stator adalah bagian yang tetap dan menghasilkan medan magnet dari koilnya (Budiharto,2010) Sementara itu, Motor DC memiliki 3 bagian atau komponen utama untuk dapat berputar sebagai berikut. Bagian Atau Komponen Utama Motor DC 1. Kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi ruang terbuka diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. 2. Current Elektromagnet atau Dinamo. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. 3. Commutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Prinsip kerja motor DC adalah jika kumparan dialiri arus listrik maka pada kedua kumparan akan bekerja gaya Lorentz.
Gambar 2.15 Prinsip Gaya Lorentz
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar diatas dapatt dilihat prinsip kerja gaya
Lorentz dengan
menggunakan kaidah tangan kanan, dimana gaya yang jatuh pada telapak tangan (F), jari yang direntangkan menunjukan arah medan magnet (B), ibu jari menunjukkan arah arus listrik(I). Dengan berdasarkan pada prinsip gaya Lorentz, memberikan tegangan pada DC motor akan membuat motor berputar secara kontinyu ke arah tertentu. Membalik arah putaran motor dapat dilakukan dengan mengubah polaritas arus yang mengalir pada motor.
Gambar 2.16 Arah Alir Arus
Gambar diatas memperlihatkan arah perputaran motor DC berdasarkan polaritas arus yang mengalir (Rahmansyah, 2014).
2.13
Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada umumnya buzzer digunakan untuk alarm, karena penggunaannya cukup mudah yaitu dengan memberikan tegangan input maka buzzer akan mengeluarkan bunyi.
Gambar 2.18 Buzzer
Suara yang dihasilkannya besifat kontinu namun dapat dimodifikasi untuk menghasilkan bunyi dengan periode-periode pendek (burst), agar lebih menarik perhatian. Buzzer ini dapat digerakkan dengan sebuah rangkaian astabil yang bekerja pada frekuensi 1 kHz.
Universitas Sumatera Utara
Buzzer ini juga dapat digunakan sebagai pemberi tanda peringatan atau sebagai alarm. Intensitas suara yang dihasilkannya berkisar antara 100 dB hingga 110 dB. Untuk mendapatkan tingkat kekerasan yang maksimum, buzzer harus dipasang secara kokoh didalam sebuah badan pembungkus atau pada sebuah papan rangkaian (Bishop, O. 2004).
2.14 Bahasa Pemrograman 2.14.1 Bahasa Pemrograman Arduino Perangkat lunak (software) merupakan komponen yang membuat sebuah mikrokontroller dapat bekerja. Mikrokontroller akan bekerja sesuai dengan perintah yang ada dalam perangkat lunak yang ditanamkan padanya. Pada penelitian ini, software yang digunakan adalah arduino. Software ini dipilih karena sudah memiliki library untuk membaca hasil pembacaan neurosky mindwave headset. Bahasa pemrograman arduino menggunakan bahasa pemrograman C sebagai dasarnya. Karena menggunakan bahasa pemrograman C sebagai dasarnya, bahasa pemrograman arduino memiliki banyak sekali kemiripan, walaupun beberapa hal telah berubah.
2.14.2 Struktur Setiap program dalam arduino board terdiri dari dua fungsi utama yaitu setup() dan loop(). Instruksi yang berada dalam fungsi setup() dieksekusi hanya sekali, yaitu ketika arduino board pertama kali dihidupkan. Biasanya instuksi yang berada pada fungsi setup() merupakan konfigurasi dan inisialisasi dari arduino board. Instruksi yang berada pada fungsi loop() dieksekusi berulang-ulang hingga arduino board dimatikan (catu daya diputus). Fungsi loop() merupakan tugas utama dari arduino board. Jadi setiap program yang menggunakan bahasa pemrograman arduino memilliki struktur sebagai berikut : void setup () {
Universitas Sumatera Utara
//perintah-perintah untuk konfigurasi dan inisialisasi arduino bord } Void loop () { //perintah-perintah utama arduino board }
Program diatas dapat dianalogikan dalam bahasa C sebagai berikut:
Void setup (void); //prototipe fungsi setup Void loop (void); //prototipe fungsi loop Int main (void) { Setup (); While (1) { Loop(); //ulangi terus menerus } Return 0; //bagian ini tidak akan pernah dieksekusi }
2.14.3 Konstanta Konstanta adalah variable yang sudah ditetapkan sebelumnya dalam bahasa pemrograman arduino. Konstanta digunakan agar program lebih mudah untuk dibaca dan dimengerti. Konstanta dibagi menjadi 3 kelompok yaitu: 1. Konstanta yang digunakan untuk menunjukkan tingkat logika (konstanta Boolean), yaitu true dan false 2. Konstanta untuk menunjukkan keadaan pin, yaitu HIGH dan LOW 3. Konstanta untuk menunjukkan fungsi pin, yaitu INPUT, INPUT_PULL UP dan OUTPUT Konstanta yang digunakan untuk menunjukkan benar atau salah dalam bahasa pemrograman arduino adalah true dan false. False lebih mudah didefinisikan daripada true. False didefinisikan sebagai 0 (nol). True sering
Universitas Sumatera Utara
didefinisikan sebagai 1(satu), yang mana hal ini benar, tetapi true memiliki definisi yang lebih luas. Setiap integer yang bukan nol adalah true dalam pengertian Boolean. Jadi -2, 3 dan -100 semuanya didefinisikan sebagai true, juga dalam pengertian Boolean. Tidak seperti konstanta yang lain true dan false diketik dengan menggunakan huruf kecil. Ketika membaca atau menulis ke sebuah pin digital, terdapat hanya dua nilai yang dapat diberikan atau diterima, yaitu HIGH dan LOW. HIGH memiliki arti yang berbeda tergantung apakah sebuah pin dikonfigurasi menjadi masukan atau keluaran. Ketika pin dikonfigurasi sebagai masukan dengan fungsi pinMode(), lalu kemudian dibaca dengan fungsi digitalRead(), mikrokontroler akan melaporkan nilai HIGH jika tegangan yang ada pada pin tersebut berada pada tegangan 3 volt atau lebih. Ketika sebuah pin dikonfigurasi sebagai masukan, dan kemudian dibuat bernilai HIGH dengan fungsi digitalWrite(), maka resistor pull-up internal dari chip ATMega akan aktif, yang akan membawa pin masukan ke nilai HIGH kecuali pin tersebut ditarik (pull-down) ke nilai LOW oleh sirkuit dari luar. Ketika pin dikonfigurasi sebagai keluaran dengan fungsi pinMode(), dan diset ke nilai HIGH dengan fungsi digitalWrite(), maka pin berada pada tegangan 5 volt. Dalam keadaan ini, pin tersebut dapat memberikan arus, sebagai contoh, untuk menghidupkan LED yang terhubung seri dengan resistor dan ground, atau pin lain yang dikonfigurasi sebagai keluaran dan diberi nilai LOW. Sama seperti HIGH, LOW juga memiliki arti yang berbeda bergantung pada konfigurasi pin. Ketika pin dikonfigurasi sebagai masukan, maka mikrokontroler akam melaporkan nilai LOW jika tegangan yang terdapat pada pin berada pada tegangan 2 volt atau kurang. Ketika pin dikonfigurasi sebagai keluaran dan diberi nilai LOW maka pin berada pada tegangan 0 volt (Rasinta, Septi Mega. 2105).
2.14.4 Fungsi Masukan dan Keluaran Digital Arduino memiliki 3 fungsi untuk masukan dan keluaran digital pada arduino board, yaitu pinMode(), digitalWrite() dan digitalRead(). Fungsi pinMode()
Universitas Sumatera Utara
mengkonfigurasi pin tertentu untuk berfungsi sebagai masukan atau keluaran. Sintaksis untuk fungsi pinMode() adalah sebagai berikut: pinMode(pin,mode) Parameter : Pin = angka dari pin digital yang akan dikonfigurasi Mode = konfigurasi yang diinginkan (INPUT, INPUT_PULLUP dan OUTPUT). Fungsi digitalWrite() berfungsi untuk memberikan nilai HIGH atau LOW suatu digital pin. Sintaksis untuk fungsi digitalWrite() adalah sebagai berikut : DigitalWrite (pin,value) Parameter : Pin = angka dari pin digital yang akan dikonfigurasi Value = nilai yang diinginkan (HIGH atau LOW). Fungsi digitalRead() bertujuan untuk membaca nilai yang ada pada pin mikrokontroller. Sintaksis untuk fungsi digitalRead() adalah sebagai berikut : DigitalRead(pin) Parameter : Pin = angka dari pin digital yang akan dibaca
Universitas Sumatera Utara