xvi keseluruhan sistem kerja alat yang diinginkan, skematik dari masing-masing rangkaian, cara kerja dari masing-masing rangkaian

xvi

keseluruhan sistem kerja alat yang diinginkan, skematik dari masing-masing rangkaian, cara kerja dari masing-masing rangkaian dan diagram alur dari program yang diisikan ke mikrokontroler Atmega8535. BAB

IV.

PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM Bab ini membahas tentang pengujian dan hasil analisa dari seluruh rangkaian.

BAB

V.

KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan serta saran untuk rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya dengan metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.

BAB II LANDASAN TEORI

Universitas Sumatera Utara

xvii

Di era globalisasi sekarang ini, sistem pengendali jarak jauh telah banyak dikembangkan di berbagai negara. Hal ini disebabkan karena sistem pengendali jarak jauh sangat berperan penting dalam membantu kerja manusia di tengahtengah padatnya aktivifitas penting yang menuntuk segala sesuatu harus dikerjakan dengan cepat dan tanpa hambatan. Misalnya saja, menggunakan sistem pengendali jarak jauh untuk mengendalikan alat elektronika tanpa harus menyentuh alat tersebut baik dengan menggunakan ponsel, pengendali jarak jauh untuk mengendalikan sepeda motor dari jarak jauh dengan menggunakan ponsel dan masih banyak lagi. Semua itu dapat dilakukan dengan tidak dibatasi oleh jarak selama disekitar alat pengendali dan perangkat yang dikendalikan terdapat sinyal GSM. Kelebihan itulah yang digunakan penulis untuk merancang sistem keamanan pada kendaraan bermesin. Dan dalam bab ini dijelaskan mengenai teori-teori perangkat keras dan perangkat lunak tentang pengkodean kunci kontak kendaraan bermesin dalam peningkatan keamanan kendaraan melalui SMS. 2.1. Jaringan Telepon Secara Umum Jaringan telepon dibangun oleh pelanggan melalui jaringan dan sentral telepon, dimana sambungan ini dapat terlaksana apabila suatu pelanggan mengalamatkan (mengirim nomor tertentu) dalam hal ini nomor pelanggan yang dituju melalui sentral telepon. Kemudian melalui switching sentral alamat tertentu akan diteruskan kepada lawan yang dipanggil sehingga terbentuklah suatu sambungan (hubungan). Jaringan telepon yang dibangun oleh pelanggan melalui jaringan dan sentral telepon inilah yang dapat menghubungkan antara pelanggan yang satu dengan pelanggan

yang

lainnya,

sehingga


xviii

kedua pemakai tersebut dapat saling bertukar informasi (dengan cara berbicara, menulis, menggambar atau mengetik) pada saat ini juga. Jaringan telekomunikasi terdiri dari tiga bagian utama, yakni peralatan transmisi, peralatan penyambungan dan terminal.

Gambar 2.1. Jaringan Telekomunikasi secara Umum Peralatan transmisi menyampaikan informasi dari suatu tempat ke tempat yang lain. Media transmisi bisa berupa kabel, serat optik maupun udara, tergantung jarak dari tempat-tempat yang akan dihubungkan serta tergantung pada beberapa banyak tempat yang akan saling dihubungkan. Perangkat penyambungan bertugas agar pemakai dapat menghubungi pemakai lain sesuai dengan yang diinginkan. Terminal adalah peralatan yang bertugas merubah sinyal informasi asli (suara manusia atau lainnya) menjadi sinyal elektrik atau elektromagnetik (untuk di lewatkan melalui udara) atau menjadi sinyal cahaya (untuk dilewatkan serat optik). Jaringan penghubung biasanya berupa jaringan radio komunikasi satelit atau kabel serat optik. Peralatan penyambungan disebut juga sebagai sentral karena jenis komunikasi paling awal yang dilayani sentral adalah komunikasi telepon. GSM (Global System for Mobile communication) adalah sebuah standar global untuk komunikasi bergerak digital. GSM adalah nama dari sebuah group standarisasi telepon bergerak selular di Eropa yang beroperasi pada daerah


xix

frekunensi 900 MHz. GSM saat ini banyak digunakan di negara-negara di dunia. 2.2. SMS (Short Message Service) SMS pertama kali hadir di Eropa pada tahun 1991 dengan adanya standardisasi dalam bidang wireless digital yang disebut GSM (Global System for Mobile Communication). GSM adalah sistem pelopor seluler yang dikembangkan secara universal oleh ETSI (European Telecomunication Standards Institute) dan dengan GSM inilah aplikasi SMS dapat dijalankan. SMS (Short Message Service) adalah sebuah layanan yang banyak diaplikasikan

pada

sistem

komunikasi

tanpa

kabel

(wireless),

yang

memungkinkan kita untuk melakukan pengiriman pesan dalam bentuk alphanumerik antara terminal pelanggan dengan sistem eksternal seperti e-mail, paging, voice mail, dan lain-lain. Dan SMS (Short Message Service) ini pun merupakan layanan pesan singkat atau surat massa yang biasa disingkat sebuah layanan yang dilaksanakan dengan sebuah ponsel untuk mengirim atau menerima pesan pendek. SMS adalah sebuah teknologi yang memungkinkan untuk mengirim maupun menerima pesan antar telepon bergerak (ponsel). Mekanisme dalam sistem SMS adalah melakukan pengiriman short message dari terminal pelanggan ke terminal lain. Layanan SMS merupakan sebuah layanan yang bersifat nonreal time dimana sebuah SMS dapat disubmit ke suatu tujuan, tidak peduli apakah tujuan tersebut aktif atau tidak. Bila dideteksi bahwa tujuan tidak aktif, maka sistem akan menunda pengiriman ke tujuan hingga tujuan aktif kembali. Prinsip dasar sistem SMS akan menjamin delivery dari SMS hingga sampai tujuan. Kegagalan pengiriman yang bersifat sementara seperti tujuan tidak aktif


xx

akan selalu teridentifikasi sehingga pengiriman ulang SMS akan selalu dilakukan kecuali bila aturan bahwa SMS yang telah melampaui batas waktu tertentu harus dihapus dan dinyatakan gagal dikirim. Karakteristik utama SMS adalah SMS

merupakan sebuah sistem

pengiriman data dalam paket yang bersifat out-of-band dengan bandwidth yang kecil. Dengan karakteristik ini, pengiriman dengan suatu bus data yang pendek dapat dilakukan dengan efesiensi yang sangat tinggi. Implementasi layanan SMS, operator menyediakan apa yang disebut sebagai SMS Center (SMSC). Secara fisik SMSC dapat berwujud sebuah PC biasa yang mempunyai interkoneksivitas dengan jaringan GSM. SMSC inilah yang akan melakukan manajemen pesan SMS, baik untuk pengiriman, pengaturan, antrian SMS, penerimaan SMS. Saat mengirim pesan dari ponsel, pesan tersebut dikirim ke SMSC baru diteruskan ke nomor ponsel tujuan. Konsumen dapat mengetahui status dari pesan. Jika ponsel tujuan akan mengirimkan pesan konfirmasi ke SMSC yang menyatakan bahwa telah diterima, kemudian SMSC mengirim kembali status tersebut kepada ponsel pengirim. Jika ponsel mati atau tidak aktif, pesan yang akan dikirim akan disimpan pada SMSC sampai batas waktu pengiriman (period validity) terpenuhi. period validity terlewati maka pesan yang akan dikirim akan dihapus dari SMSC dan SMSC akan mengirimkan informasi ke nomor pengirim bahwa SMS yang dikirim belum atau gagal diterima.


xxi

Gambar 2.2. Skema Cara Kerja SMS Format pengiriman dan penerimaan SMS ada dua model yaitu model Text dan model PDU (Protocol Data Unit). Perbedaaan dasarnya adalah model Text ini tidak didukung oleh semua operator GSM maupun terminal. Terminal dapat di-cek menggunakan perintah “AT+CMGF=1”, jika hasilnya error maka dapat dipastikan bahwa terminal tersebut tidak mendukung model text. Model text adalah cara termudah untuk mengirim dan menerima pesan (SMS), dimana

tidak

dilakukan

proses

konversi terhadap

pesan

yang

dikirimkan. Teks yang dikirim tetap dalam bentuk aslinya dengan panjang mencapai 160 karakter (7 bit default alphabet) atau 140 (8 bit). Mode text merupakan

hasil

enkode

yang

direpresentasikan

dalam

format

PDU.

Kelemahannya, pada ponsel yang hanya mendukung mode text tidak dapat menyisipkan gambar dan nada dering ke dalam pesan yang akan dikirim serta terbatasnya tipe encoding. Mode PDU (Protocol Data Unit) adalah format pesan dalam heksadesimal oktet dan semi-desimal oktet dengan panjang mencapai 160 (7 bit default alphabet) atau 140 (8bit) karakter. Kelebihan menggunakan mode PDU adalah pendekodingan dapat dilakukan sendiri yang tentunya harus pula didukung oleh hardware dan operator GSM, melakukan kompresi data, menambahkan nada dering dan gambar pada pesan yang akan dikirim. Teknologi SMS saat ini sudah sangat berkembang, dimana tidak hanya digunakan pada sistem jaringan GSM, melainkan juga pada sistem jaringan CDMA, TDMA bahkan pada telepon rumah (fixed phone). Besar data yang ditampung oleh SMS sangatlah terbatas, untuk itulah satu kali SMS hanya dapat


xxii

menampung 140 oktets atau sekitar 1120 bits atau bias disebut menjadi 160 karakter, dan ada 70 karakter untuk non-latin seperti Jepang dan Cina. Jika SMS yang dikirim jumlahnya melebihi 160 karakter, maka ponsel akan memecah SMS tersebut sebesar 160 karkter, tetapi ponsel penerima akan menggabungkan pecahan SMS tersebut menjadi satu SMS. SMS (Short Message Service) adalah protokol layanan pesan teks singkat (sebanyak 160 karakter per pesan) antar telepon. SMS ini pada awalnya adalah bagian dari standar teknologi seluler GSM, yang kemudian juga tersedia di teknologi CDMA, telepon rumah PSTN dan lainnya. SMS ditangani oleh jaringan melalui suatu layanan data text atau SMS Center (SMSC) yang berfungsi menyimpan dan meneruskan pesan dari sisi pengirim ke sisi penerima. Format SMS yang dipakai oleh produsen MS (mobile Station) adalah Protocol Data Unit (PDU). Format PDU akan mengubah kode ASCII (7 bit) menjadi byte PDU (8 bit) pada saat pengirim data dan akan diubah kembali menjadi kode ASCII pada saat penerima mendapat SMS. 2.3. Modul GSM Modul berasal

dari

singkatan Modulator Demodulator. Modulator

merupakan bagian yang mengubah sinyal informasi ke dalam sinyal pembawa (carrier) dan siap untuk dikirimkan, sedangkan Demodulator adalah bagian yang memisahkan sinyal informasi (yang berisi data atau pesan) dari sinyal pembawa yang diterima sehingga informasi tersebut dapat diterima dengan baik. Modul GSM merupakan penggabungan kedua-duanya, artinya modem adalah alat komunikasi dua arah. Modul GSM sering juga disebut Modem GSM. Berdasarkan pemasangan


xxiii

pada perangkat komputer modem terdiri dari dua jenis, yaitu: modem internal dan modem external. Modem internal dipasangkan pada bagian dalam CPU misalnya pada slot PCI (pada motherboard tertentu sudah dilengkapi modem dari pabriknya). Sedangkan Modem external dipasang pada bagian luar CPU, umumnya dipasangkan pada Serial port atau USB pada CPU. Modul GSM dirancang sebagai bagian dari penerimaan data SMS dari telepon genggam serta berfungsi juga untuk pengiriman data dan menerima data dari dan ke mikrokontroler. Modul GSM atau yang sering disebut Modem GSM ini 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 daya DC 12V dan tidak memerlukan tombol ON untuk mengaktifkannya, sehingga sangat cocok digunakan pada sistem yang berjalan terus menerus. Sebelum modem GSM ini dapat melakukan interaksi dengan mikrokontroler untuk mengirim dan menerima data, maka dalam program di mikrokontroler modem GSM harus diberikan perintah panggil atau dengan kata lain inisialisasi modem. Data yang dikirimkan atau yang diterima oleh modul GSM adalah berupa “AT Command” karena modul GSM hanya mengerti dan menerjemahkan perintah “AT Command”. Modem ini adalah salah satu jenis modem yang dirancang untuk dapat dihubungkan dengan perangkat luar dengan koneksi serial. Modem ini menggunakan format pengiriman data serial biasa sehingga memudahkan saat dihubungkan dengan mikrokontroler. Spesifikasi modem wavecom adalah sebagai berikut :


xxiv

Dual band GSM/GPRS 900/1800 MHz. GSM/GPRS (cl. 10) data, SMS, voice dan FAX. Open AT : menanamkan program langsung pada modem. Keluaran daya maksimum: 2W untuk GSM 900/ 1W untuk GSM 1800. Masukan tegangan: 5.5 Volt s/d 32 Volt. Antarmuka SIM Card 3Volt. Dimensi: 73mm X 54.5mm X 25.5mm. Bobot: 80 gram. Suhu Operasi: -25 °C s/d 70 °C. Modul GSM ini memiliki dua jenis keluaran yaitu ada tipe dengan jenis keluaran dalam bentuk port serial dan ada juga berupa port USB. Dan Modem GSM ini berkomunikasi kepada mikrokontroler melalui komunikasi serial RS232. 2.4. RS-232 RS-232 adalah standard komunikasi serial yang digunakan untuk koneksi peripheral ke peripheral. Biasa disebut dengan jalur I/O ( input/output ). Contoh yang paling sering ditemui adalah koneksi antara komputer dengan modem, atau komputer dengan mouse bahkan bisa juga antara komputer dengan komputer, semua biasanya dihubungkan lewat jalur port serial RS-232. Standar ini menggunakan beberapa piranti dalam implementasinya. Paling umum yang dipakai adalah plug/konektor DB9 atau DB25. Untuk RS232 dengan konektor DB9, biasanya dipakai untuk mouse, modem, kasir register dan lain sebagainya, sedang yang konektor DB25, biasanya dipakai untuk joystick game. Standar RS-232 ditetapkan oleh Elektronic Industry Association And


xxv

Telecomunication Industry Association pada tahun 1962. Namun lengkapnya adalah EIA/TIA-232 Interface Between Data Terminal Equipment and Data Circuit-Terminating-Equipment Employing Serial Binary Data Interchange. Serial Port RS-232 berfungsi untuk menghubungkan / koneksi dari perangkat yang satu dengan perangkat yang lain, atau peralatan standart yang menyangkut komunikasi data antara computer dengan alat-alat pelengkap computer. Perangkat lainnya itu seperti modem, mouse, cash register dan lain sebagainya. Serial port RS232 pada konektor DB9 memiliki pin 9 buah dan pada konktor DB25 memiliki pin 25 buah. Pasangan dari masing-masing pin antara lain:

Tabel 2.3. Fungsi PIN DB9 dan DB 25 Berikut keterangan fungsi masing-masing pin.


xxvi

Tabel 2.4. Fungsi Masing-Masing PIN Ada dua hal pokok yang diatur pada RS232, yaitu bentuk sinyal dan level tegangan yang dipakai. RS232 dibuat pada tahun 1962, jauh sebelum IC TTL popular, oleh karena itu level tegangan yang ditentukan untuk RS232 tidak ada hubungannya dengan level tegangan TTL, bahkan dapat dikatakan jauh berbeda. Berikut perbedaan antara level tegangan RS-232 dan TTL:

Gambar 2.5. Perbedaan Level Tegangan RS232 dengan TTL Penentuan beberapa Parameter yang ditetapkan EIA antara lain:


xxvii

Sebuah „spasi‟ (logika 0) antara tegangan +3 s/d +25 volt. Sebuah „tanda‟ (logika 1) antara tegangan -3 s/d -25 volt. Daerah tegangan antara =3 s/d -3 volt tidak didefenisikan. Tegangan rangkaian terbuka tidak boleh lebih dari 25 volt (dengan acuan ground). Arus hubungan singkat rangkaian tidak boleh lebih dari 500 mA. Sebuah penggerak (driver) harus mampu menangani arus ini tanpa mengalami kerusakan. Selain mendeskripsikan level tegangan seperti yang dibahas di atas, standard RS232 menentukan pula jenis-jenis sinyal yang dipakai mengatur pertukaran informasi antara DTE dan DCE, semuanya terdapat 24 jenis sinyal tapi yang umum dipakai hanyalah 9 jenis sinyal. Sesuia dengan konektor yang sering dipakao dalam standard RS232, untuk sinyal yang lengkap dipakai konektor DB25, sedangkan DB9 hanya dipakai untuk 9 sinyal yang umum dipakai. Sinyal-sinyal tersebut ada yang menuju ke DCE ada pula yang berasal dari DCE. Bagi sinyal yang menuju ke DCE artinya DTE berfungsi sebagai output dan DCE berfungsi sebagai input, misalnya sinyal TD, pada sisi DTE kaki TD adalah output, dan kaki ini dihungunkan ke kaki TD pada DCE yang berfungsi sebagai input. Kebalikan sinyal TD adalah RD, sinyal ini berasal dari DCE dan dihungkan ke kaki RD pada DTE yang berfungsi sebagai output. Ada sejumlah rangkaian transceiver RS-232 yang biasa digunakan untuk komunikasi antara mikrokontroler dengan divais lain seperti PC atau divais lain yang menggunakan RS-232. Dalam rangkaian ini digunakan Max232 dari Maxim. Rangkaian ini sangat stabil dan digunakan untuk rangkaian yang professional.


xxviii

Divais ini tidak mahal, menyediakan dua kanal RS-232. Setiap output transmitter dan input receiver dilindungi terhadap kejutan elektrostatik hingga 15kV. Divais ini dapat beroperasi dengan catu tunggal 5V. Max232 berfungsi sebagai pengubah level tegangan TTL yang berasal dari RS-232 modem GSM. Dan IC max232 ini mempunyai 16 pin. Sehingga modem SMS dapat berinteraksi dengan mikrokontroler melalui IC max232 ini. Pada IC max232 terdapat beberapa pin (kaki IC) yang dikoneksikan dengan modem dan mikrokontroler. Untuk Pin T1OUT dan R1IN dihubungkan kepada Pin TX dan RX modem SMS. Sedangkan untuk Pin R1OUT dan T1IN dibungkam pada Pin Port D0 dan Port D1 mikrokontroler. Namum rangkaian driver ini hanya dapat dikoneksikan ke mikrokontroler dengan menggunakan AT-command sebagai perintah untuk mengirim data. 2.5. AT-Command AT-Command merupakan perintah standar yang dapat diterima oleh modem. Perintah AT (Hayes AT-command) digunakan untuk berkomunikasi dengan terminal (modem) melalui gerbang serial pada komputer. AT-command ini dipakai untuk memerintahkan telepon selular mengirim dan menerima pesan SMS. Selain itu, AT-command juga dapat dipakai untuk mengetahui atau membaca kondisi dari terminal seperti mengetahui kondisi sinyal, kondisi baterai, nama operator, lokasi, menambah item pada daftar telepon, mengetahui model telepon selular yang dipakai, nomor IMEI (Internasional Mobile Station Equipment Identity) dan informasi-informasi lainnya yang berhubungan dengan telepon selular tersebut. Perintah-perintah AT-command dikirimkan ke telepon selular dalam bentuk string (teks). Komunikasi data antara telepon selular dengan


xxix

peripheral lain seperti mikrokontroler dilakukan secara serial menggunakan perintah-perintah AT (Hayes AT Command) melalui komunikasi serial RS-232. Tabel berikut adalah beberapa jenis perintah AT-command. Perintah

Fungsi

AT+CPBF

Mencari nomor telepon yang tersimpan

AT+CPBR

Membaca buku telepon

AT+CPBW

Menulis nomor telepon di buku telepon

AT+CMGF

Menyeting mode SMS teks atau PDU

AT+CMGF=0

Menyeting mode PDU

AT+CMGF=1

Menyeting mode SMS teks

AT+CMGS

Mengirim sebuah perintah SMS

AT+CMGR

Membaca sebuah pesan

AT+CMGR=1

Membaca sebuah pesan di alamat 1

AT+CMG

Melihat semua daftar SMS yang ada

AT+CMGD

Menghapus sebuah SMS

AT+CMNS

Menyeting lokasi penyimpanan SMS

AT+COPS?

Untuk mengetahui nama provider kartu GSM

AT+CSCA

Untuk mengetahui alamat SMS Center

AT+CGMI

Untuk mengetahui nama dan jenis ponsel

AT+CGMM

Untuk mengetahu jenis ponsel

AT+CBC

Untuk mengetahu level baterai Tabel 2.6. Jenis Perintah AT-Command

Perintah “AT Command” ini yang nantinya yang akan diterjemahkan oleh Modul GSM kemudian diteruskan ke mikrokontroler melalui RS-232 ataupun


xxx

diterjemahkan oleh modul GSM sebagai perintah mengirim ke nomor telepon tujuan tertentu. Namun untuk mengirim perintah AT-command dari wavecome ke ponsel atau membaca pesan yang dikiramkan ke Modul GSM harus menggunakan kode ASCII karena komunikasi yang digunakan adalah menggunakan komunikasi serial sehingga mikrokontroler hanya mengerjakan perintah dalam bentuk Kode ASCII. 2.6. Kode ASCII ASCII (American Standard Code for Information Interchange) merupakan kode standar internasional dalam kode huruf dan simbol seperti hex dan unicode yang digunakan dalam pertukaran informasi pada komputer tetapi ASCII lebih bersifat universal.

Berikut ini adalah tabel kode ASCII.



xxxii

Kode ASCII sendiri dapat dikelompokkan lagi kedalam beberapa bagian yaitu:

Kode yang tidak terlihat simbolnya seperti Kode 10(Line Feed), 13(Carriage Return), 8(Tab), dan 32(Space). Kode yang terlihat simbolnya seperti abjad (A..Z), numerik (0..9), karakter khusus (~!@#$%^&*()_+?:”{}). Kode yang tidak ada di keyboard namun dapat ditampilkan. Kode ini umumnya untuk kode-kode grafik. Kode ASCII sebenarnya memiliki komposisi bilangan biner sebanyak 7 bit. Namun, ASCII disimpan sebagai sandi 8 bit dengan menambakan satu angka 0 sebagai bit significant paling tinggi. Bit tambahan ini sering digunakan untuk uji prioritas. Karakter control pada ASCII dibedakan menjadi 5 kelompok sesuai dengan penggunaan yaitu berturut-turut meliputi logical communication, device control, Information separator, Code extention, dan physical communication. Code ASCII ini banyak dijumpai pada papan ketik (keyboard) komputer atau instrument-instrument digital. Setiap simbol yang ada di keyboard memiliki kode ASCII. Sebagai contoh Huruf “A” memiliki kode ASCII 65 dan huruf “a” memiliki kode ASCII 97. Kode ASCII 65 dalam implementasinya diterjemahkan ke kode Biner.65 = 01000001 97 = 01100001 Jumlah kode ASCII adalah 255 kode. Kode ASCII 0…127 merupakan kode ASCII untuk manipulasi teks sedangkan kode ASCII 128…255 merupakan kode ASCII untuk manipulasi grafik.


xxxiii

2.7. Arsitektur Mikrokontroler ATMEGA 8535 Jika diterjemahkan secara harfiah, mikrokontroler berarti pengendali yang berukuran mikro. Sekilas mikrokontroler hampir sama dengan mikroprosesor. Namun mikrokontroler memiliki banyak komponen yang terintegrasi di dalamnya, misalnya timer/counter. Sedangkan pada mikroprosesor, komponen tersebut tidak terintegrasi. Mikrokontroler merupakan suatu pengendali mikro, sebagai suatu trobosan mikroprosesor 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. Mikrokontroler sering disebut IC (Integrated Circuit), dimana terdapat mikroprosesor dan memori program Read Only Memory (ROM) yang dapat melakukan pemprosesan data secara digital dan hanya dapat membaca data secara digital. Berbeda dengan Personal komputer lainnya, mikrokontroler memiliki satu atau beberapa tugas yang sangat spesifik. Perbedaan

yang lainnya adalah

perbandingan RAM dan ROM yang sangat berbeda antara personal komputer dengan

mikrokontroler.Dalam

mikrokontroler,

ROM

jauh

lebih

besar

dibandingkan RAM, sedangkan dalam personal komputer RAM jauh lebih besar dibandingkan ROM. Mikrokontroler adalah suatu keping IC dimana terdapat mikroprosesor dan memori program (ROM) serta memori serbaguna (RAM), bahkan ada beberapa jenis mikrokontroler yang memiliki fasilitas ADC, PLL, EEPROM dalam satu kemasan. Penggunaan mikrokontroler dalam bidang kontrol


xxxiv

sangat luas dan popular. Beberapa fitur yang umumnya ada di dalam mikrokontroler adalah sebagai berikut : a. CPU adalah suatu unit pengolah pusat yang terdiri dari 2 bagian yaitu unit pengandal (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 mikrokontroler. d. Bus kontrol atau bus kendali ini berfungsi untuk menyerempakkan operasi mikrokontroler dengan operasi rangkaian luar. e. Di dalam sebuah mikrokontroler terdapat suatu memori yang berfungsi untuk menyimpan data atau program. f. RAM adalah memori yang dapat dibaca atau ditulis. Rata-rata mikrokontroler memiliki instruksi manipulasi bit, akses ke I/O secara langsung dan mudah, dan proses interrupt yang cepat dan efesien. Salah satu mikrokontroler yang sering digunakan yaitu mikrokontroler AVR. AVR adalah mikrokontroler RISC (Reduce Instruction Set Compute) 8 bit berdasarkan arsitektur Harvard yang dibuat oleh Atmel. AVR memiliki keunggulan dibandingkan dengan mikrokontroler lain, keunggulan mikrokontroler AVR yaitu memiliki kecepatan eksekusi program yang lebih cepat karena sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock. Pemograman mikrokontrol AVR dapat menggunakan low level language (assembly) dan high level language (C, Basic, Pascal, Java) tergantung compiler yang digunakan.


xxxv

Ada beberapa vendor yang membuat mikrokontroler diantaranya Intel, Microchip, Winbond, Atmel, Philips, Xemics dan lain-lain. Dari beberapa vendor tersebut, yang paling populer digunakan adalah mikrokontroler buatan Atmel. Mikrokontroler AVR (Advance Versatile RISC processor) memiliki arsitektur RISC 8 bit, di mana semua intruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar intruksi dieksekusi dalam 1(satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS 51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Tentu saja itu terjadi karena kedua jenis Mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing), sedangkan seri MCS 51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga Attiny, keluarga AT90Sxx, keluarga Atmega dan AT86RFxx. 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 ATMega8535. Selain mudah didapatkan dan lebih murah ATMega8535 juga memiliki fasilitas yang lengkap. Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu AT Tiny, AVR klasik, AT Mega. Perbedaannya hanya pada fasilitas dan I/O yang tersedia serta fasilitas lain seperti ADC, EEPROM dan lain sebagainya. Salah satu contohnya adalah AT mega 8535, memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz membuat ATMega8535 lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS 51. Dengan fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan ATMega8535 sebagai mikrokontroler yang powerfull. Mikrokontroler Atmega8535 merupakan produk dari perusahaan ATMEL yang dibuat dengan arsitektur 8-Bit berdaya rendah (Low-Power), dan


xxxvi

fitur – fitur unggulan lainnya, berisi 8K bytes On-Chip di dalam sistem memori flash Reprogrammable untuk menyimpan program. Untuk keamanan perangkat lunak, Ruang flash program memori dibagi menjadi dua bagian, bagian boot program dan bagian aplikasi program dengan alamat mulai dari $000 sampai $FFF. Flash Memori mempunyai suatu daya tahan sedikitnya 10,000 write/erase Cycles. ATmega 8535 Program Counter (PC) adalah 12 bitlebar, alamat ini 4K lokasi program memori. Dan jenis mikrokontroler Atmega8535 pun sangat efisien dan efektif untuk dijadikan pengendali utama dalam suatu sistem kendali. Bagianbagian ATMega8535 adalah sebagai berikut: a. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, Port C, dan Port D. b. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran. c. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembanding. d. CPU yang terdiri atas 32 buah register. e. Watchdog Timer dengan Osilator Internal. f. SRAM sebanyak 512 byte. g. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. h. Unit Interrupsi internal dan eksternal. i. Port antarmuka SPI. j. EEPROM sebesar 512 byte yang diprogram saat operasi. k. Antarmuka komparator analog. l. Port USART untuk komunikasi serial. 2.8. Bahasa Pemograman C Bahasa pemograman C merupakan salah satu bahasa pemograman komputer. Meskipun Bahasa C dibuat untuk memprogram sistem dan jaringan komputer namun bahasa ini juga sering digunakan dalam mengembangkan


xxxvii

software aplikasi. Bahasa C memiliki keunggulan dibandingkan Bahasa Assembler yaitu independent terhadap hardware serta lebih mudah untuk menangani projek yang besar. Bahasa C memiliki keuntungan-keuntungan yang dipunyai oleh bahasa mesin (assembly), hampir semua operasi yang dapat dilakukan oleh bahasa C dengan penyusunan program yang lebih sederhana dan mudah. 2.9. Relay Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektromagnetik yang digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi di dekatnya. Pada saat kumparan dialiri arus, maka akan menimbulkan magnet pada intinya, dengan adanya magnet pada intinya maka jangkar akan tertarik oleh inti. Dengan ditariknya jangkar oleh inti maka kontak- kontak relay berubah posisi dan menyebabkan relay akan terhubung. Pada saat arus dihentikan, gaya magnet akan hilang, sehingga tuas besi akan kembali ke posisi semula dan kontak saklar kembali terbuka. Berdasarkan prinsip kerja inilah, maka relay digunakan sebagai saklar otomatis untuk aplikaasi penguncian (bloking) otomatis pada daerah kunci kontak. Berikut ini adalah salah satu jenis Relay dan simbolnya: Kontak-kontak suatu relay terdiri dari Normal Open (NO) dan Normal Closed (NC), yang mana dalam keadaan normal/tidak bekerja bilah-bilah NO dalam keadaan terbuka dan bilah-bilah NC dalam keadaan tertutup. Tetapi bila relay dalam keadaan bekerja maka bilah-bilah NO dalam keadaan tertutup dan bilah-bilah NC dalam keadaan terbuka.


xxxviii

Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus/tegangan yang besar (misalnya peralatan listrik 4 ampere AC 220V) dengan memakai arus/tegangan yang kecil (misalnya 0.1 ampere 12 Volt DC) . Relay sangat mudah diadaptasikan untuk tegangan yang berbeda. Relay juga tidak banyak dipengaruhi oleh temperature sekitarnya. Relay dapat terus beroperasi pada temperature 353K (80oC) sampai 240 K (-33oC). Tahanan yang terdapat pada relay juga relative tinggi antara kontak kerja pasa saat terbuka. Relay ini juga memiliki kecepatan kontak sekitar 3 ms sampai 17 ms. Penggunaan relay perlu memperhatikan tegangan pengontrolnya serta kekuatan relay menswitch arus/tegangan. Biasanya ukurannya tertera pada body relay. Misalnya relay 12VDC/4 A 220V, artinya tegangan yang diperlukan sebagai pengontrolnya adalah 12Volt dan mampu men-switch arus listrik maksimal sebesar 4 ampere pada tegangan 220 Volt. Sebaliknya relay difungsikan 80% saja dari kemampuan maksimalnya agar aman, lebih rendah lagi maka akan lebih aman. 2.10. Selenoid Solenoid adalah peralatan yang dipakai untuk mengkonversi sinyal elektrik atau arus listrik menjadi gerak mekanik. Solenoid dibuat dari kumparan dan inti besi yang dapat digerakkan dan berfungsi sebagai actuator untuk membuka kunci otomatis. Selenoid linear adalah perangkat elektromekanis yang mengubah energi listrik menjadi gerakan mekanis linier yang digunakan untuk memindahkan beban eksternal jarak yang ditentukan. Adapun prinsip kerja solenoid diperlihatkan dalam gambar berikut ini.

Gambar 2.8. Selenoid


xxxix

Aliran arus melalui kumparan solenoid menciptakan medan magnet yang menghasilkan daya tarik antara pluger bergerak dan berhenti tetap. Ketika arus listrik dialirkan pluger solenoid dan beban eksternal yang mempercepat dan bergerak menuju solenoid itu berhenti sampai dampak terjadi. Pluger naik dalam inti dari perakitan koil. Inti ini dapat berupa gelondong plastik atau logam nonmagnetik. Penghapus daya dari solenoid mengeliminasi aliran arus melalui kumparan. Pluger, dengan beban eksternal, kembali ke posisi istirahat, dibantu oleh semi kembali, gravitasi atau beban itu sendiri. 2.11. Sensor Photodioda adalah sebuah dioda semikonduktor yang berfungsi sebagai sensor cahaya. Photodioda memiliki hambatan yang sangat tinggi pada saat dibias mundur. Hambatan ini akan berkurang ketika photodioda disinari cahaya dengan panjang gelombang yang tepat. Sehingga photodioda dapat digunakan sebagai detektor cahaya dengan memonitoring keadaan kunci kontak.LED Inframerah adalah dioda yang dapat memancarkan cahaya dengan panjang gelombang lebih panjang dari cahaya yang dapat dilihat, tetapi lebih pendek dari gelombang radio apabila LED inframerah tersebut dialiri arus. LED digunakan untuk memantulkan cahaya antara cahaya cerah dan gelap ke photodioda. 2.12. Buzzer Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Buzzer

digunakan

sebagai

pemberi peringatan maupun sebagai alarm. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loudspeaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga


xl

menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasanya dipakai alat-alat yang membutuhkan konsumsi daya kecil. 2.13. LCD (Liquid Crystal Display) LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD merupakan salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. Modul LCD (Liquid Crystal Display) M1632 merupakan modul LCD matrix dengan konfigurasi 16 karakter dan 2 baris dengan setiap karakternya dibentuk oleh 8 baris pixel dan 5 kolom pixel (1 baris pixel terakhir adalah krusor). HD44780 ini telah tersedia dalam modul M1632 yang dikeluarkan oleh Hitachi. Adapun fungsi masing-masing pin yang terdapat LCD adalah sebagai berikut : Pin data dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit. Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika “low” menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika “high” menunjukan data. Pin R/W (Read/Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika “low” maka tulis data dan jika “high” maka baca data. Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar. Pin Vo berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini


xli

dihubungkan dengan trimpot 5 KΩ, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 volt.


xvi keseluruhan sistem kerja alat yang diinginkan, skematik dari masing-masing rangkaian, cara kerja dari masing-masing rangkaian

Recommend Documents