BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Arduino Uno

Arduino adalah sebuah mikrokontroler yang mudah digunakan, karena

menggunakan bahasa pemrograman basic yang menggunakan bahasa C.

Arduino memiliki procesor yang besar dan memori yang dapat menampung

cukup banyak.

Arduino uno menggunakan board mikrokontroler yang didasarkan pada

ATmega328, mempunyai 14 pin digital input dan output( 6 diantaranya

sebagai output PWM), 6 input analog yang merupakan osilator kristal 16Mhz,

koneksi USB, power jack, ICSP header, dan tombol reset.

Ardunio uno dapat disuplai melalui koneksi USB atau dengan sebuah

power suplai eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Suplai eksternal

(non-USB) dapat diperoleh dari sebuah adaptor AC ke DC atau battery.

Adaptor dapat dihubungkan dengan mencolokkan sebuah center-positive plug

yang panjangnya 2,1 mm ke power jack dari board. Kabel lead dari sebuah

battery dapat dimasukkan dalam header/kepala pin Ground (Gnd) dan pin Vin

dari konektor POWER.

Memory arduino, ATmega328 mempunyai 32 KB (dengan 0,5 KB

digunakan untuk bootloader). ATmega 328 juga mempunyai 2 KB SRAM dan

1 KB EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis (RW/read and written) dengan

EEPROM library).

5

6

Arduino UNO mempunyai sejumlah fasilitas untuk komunikasi

dengan sebuah komputer, Arduino lainnya atau mikrokontroler lainnya.

Atmega 328 menyediakan serial komunikasi UART TTL (5V), yang tersedia

pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX).

Gambar 2.0 Board Arduino Uno R3

http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno

Deskripsi Arduino uno R3 :

Tabel 2.0 Deskripsi Arduino Uno

Mirkokontroler ATmega328

Tegangan pengoperasian 5V

Tegangan input yang disarankan 7-12V

Batas tegangan input 6-20v

Jumlah pin I/O digital 14 (6 diantaranya output PWM)

7

Jumlah pin input analog 6

Arus DC tiap pin I/O 40 mA

Arus DC untuk pin 3.3V 50 mA

Memori Flash 32 KB(ATmega328), 0.5kb bootloader

SRAM 2 KB (ATmega328)

EEPROM 1 KB (ATmega328)

Clock Speed 16 Mhz

2.2 Sensor Gas MQ-6

Sensor MQ 6 adalah sensor gas yang cocok untuk mendeteksi gas

LPG (Liuefied Petroleum Gas), dapat mendeteksi gas LPG dan termasuk gas

yang terdiri dari dalam gas LPG yaitu gas propana dan butana. sensor ini dapat

mendeteksi gas pada konsentrasi di udara antara 200 sampai 10000ppm.

Sensor ini memiliki sensitivitas yang tinggi dan waktu respon yang

cepat. Output sensor adalah resistansi analog. Sirkuit dari sensor ini sangat

sederhana, yang diperlukan sensor ini adalah memberi tegangan dengan 5V,

menambahkan resistansi beban, dan menghubungkan output ke ADC.

Gambar 2.1 Sensor Gas MQ-6

http://www.dfrobot.com

8

2.3 Modem RF 433Mhz

Modem RF ini digunakan untuk mengirimkan sinyal berupa data

melalui udara atau wireless. Modem RF ini terdiri dari transmitter yang

berfungsi sebagai pengirim sinyal dan receiver sebagai penerima sinyal.

Frekuensi dari modem RF ini adalah 433Mhz.

Posisi antena juga mempengaruhi penerimaan sinyal. Frekuensi yang

digunakan untuk menerima dan mengirim harus juga harus sesuai.

karakteristik modem RF :

Receiver data output: High - 1/2 Vcc, Low - 0.7v

Transmitor input voltage: 3-12V (high voltage = more transmitting power)

Gambar 2.2 Modem RF 433Mhz

http://www.robertoinzerillo.com/wordpress/?p=74

2.4 UART

UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) adalah bagian

dari mikrokontroler yang biasanya digunakan untuk berkomunikasi dengan

komputer melalui communication port dengan protokol RS-232. Karena RS-

9

232 bekerja pada level tegangan yang berbeda dengan mikrokontroler dimana

mikrokontroler menggunakan level tegangan TTL, maka diperlukan

komponen khusus untuk mengkonversinya, yaitu: IC 232. Selain itu, UART

dapat juga digunakan untuk berkomunikasi data antar-mikrokontroler secara

langsung pada level tegangan TTL.

UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) merupakan

protokol bus komunikasi yang dilakukan secara serial. Secara umum dua alat

yang berkomunikasi via UART tidak dibedakan menjadi master atau slave

seperti I2C/I2S (Inter-integrated Circuit) atau SPI (Serial Peripheral Interface),

melainkan berada di posisi yang selevel. Karena komunikasi dilakukan secara

serial, biasanya metode ini disebut komunikasi serial.

Metode komunikasi UART/USART ini memerlukan 3 jalur, yaitu 2

jalur data + 1 jalur netral/ground. Jalur data pertama digunakan untuk

membaca data (receive), dinamakan RX. Jalur kedua adalah TX, digunakan

untuk mengirim data (transmit). Program yang dibuat tidak harus

menggunakan kedua-duanya, bisa saja hanya dengan satu jalur (ditambah jalur

ground tentunya) jika alat atau mikrokontroller yang berkomunikasi hanya

bertindak sebagai pengirim atau penerima.

Kecepatan komunikasi diatur oleh baud rate, yang menentukan

kecepatan maksimal koneksi antara 2 alat atau mikro. Pada umumnya

kecepatan yang digunakan yaitu 57600 bits/second. Kecepatan yang lebih

tinggi, misalnya 115200 bps memerlukan sambungan koneksi yang stabil

supaya komunikasi berjalan dengan lancar.

10

2.5 Unsur Gas

LPG (Liquified Petroleum Gas) adalah campuran dari gas propana

(C3H8) dan butana (C4H10) dari gas alam yang dicairkan. Komponen utamanya

adalah gas propana (C3H8) dan butana (C4H10) lebih kurang 99 % dan

selebihnya adalah gas pentana (C5H12) yang dicairkan. LPG lebih berat dari

udara dengan berat jenis sekitar 2.01 (dibandingkan dengan udara), tekanan

uap Elpiji cair dalam tabung sekitar 5.0 – 6.2 Kg/cm2. Perbandingan

komposisi, propana (C3H8) : butana (C4H10) = 30:70, nilai kalori: + 21.000

BTU/lb. Zat mercaptan biasanya ditambahkan kepada LPG untuk memberikan

bau yang khas, sehingga kebocoran gas dapat dideteksi dengan cepat.

Gas Propana (C3H8)

Propana adalah gas yang kaya energi, C3H8. Propana adalah salah satu

gas minyak bumi cair (LPG) yang ditemukan bercampur di gas alam dan

minyak bumi. Propana dan gas cair lainnya, termasuk etana dan butana,

dipisahkan dari gas alam di pusat pengolahan gas alam, atau dari kilang

minyak mentah. Jumlah propana yang dihasilkan dari gas alam dan dari

minyak bumi kurang lebih sama.

Reaksi pembakaran propana, Jika terbakar sempurna, reaksi

pembakaran propana adalah sebagai berikut :

C3H8 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O + panas

propana + oksigen → karbon dioksida +uap air dan + panas

11

Gas Butana (C4H10)

Butana adalah gas mudah terbakar yang layak dapat dicairkan. Gas ini

tidak berwarna dan tidak berbau. Karakteristik terakhir menciptakan beberapa

masalah, karena mudah terbakar dan tidak dapat terdeteksi dalam hal

kebocoran. Oleh karena itu butana dalam bentuk cair yang dicampur dengan

odourants. Menghirup langsung dari butana dapat menyebabkan sesak napas

jika konsentrasi melebihi ambang batas keselamatan.

Reaksi pembakaran Butana, jika terbakar sempurna, reaksi

pembakaran butana adalah sebagai berikut :

2 C4H10 + 13 O2 → 8 CO2 + 10 H2O

butana + oksigen → karbon dioksida +uap air dan + panas

2.6 ATmega328

ATMega328 adalah sebuah mikrokontroler yang menjalankan logika

dengan bahasa pemograman C++. Dengan arsitektur RISC (Reduce Instruction

Set Computer). ATMega328 ini memiliki memori penyimpanan yang terpisah

antara kode program dan memori data, sehingga dapat memaksimalkan kerja

mikrokontroler. Mikrokontroler ini dapat mengeksekusi instruksi-instruksi

dalam satu siklus clock.

2.7 QT Creator

QT Creator adalah sebuah toolkit aplikasi GUI yang bersifat cross

platform. Dengan sebuah IDE yang dapat digunakan untuk membuat aplikasi

berbasis C++ dan pada aplikasi QT ini juga dapat melakukan perancangan

secara GUI.

12

QT dibuat oleh perusahaan norwegia bernama Trolltech, QT biasa

diucapkan seperti bahasa inggris yaitu "cute". QT dapat digunakan pada

platform Unix, Windows, dan mac OS. QT juga memberikan akses ke basis

data, XML, dan penanganan berkas.

2.8 Serial Communication

Komunikasi Serial adalah komunikasi data dengan mengirimkan data

secara satu per satu pada waktu tertentu, sehingga komunikasi data serial dapat

berfungsi dengan hanya menggunakan 2 kabel data untuk pengiriman. 2 kabel

data tersebut adalah Transmit (Tx) sebagai pemancar dan Receive (Rx) sebagai

penerima.

Komunikasi serial ini dapat menguntungkan dibandingkan komunikasi

parallel, karena dalam komunikasi serial jaraknya antar pengiriman dan

penerimaan dapat dilakukan dengan jarak yang cukup jauh dibandingkan

komunikasi parallel, namun kecepatan yang didapatkan masih lebih lambat

dibandingkan komunikasi parallel.

Komunikasi serial memiliki dua mode :

- Mode Sinkron

Mode Sinkron adalah Mode komunikasi pengiriman data tiap bit yang dilakukan

menggunakan sinkronisasi clock. Pada saat transmitter akan mengirimkan data,

maka harus disertai dengan clock untuk sinkronisasi antara transmitter dan

receiver.

- Mode Asinkron

13

Mode Asinkron adalah mode komunikasi serial yang tidak menggunakan clock,

tetapi memiliki baudrate yang telah disepakati oleh masing-masing sistem yang

sedang berkomunikasi. Cara kerja dari komunikasi ini adalah sinyal start akan

dikirimkan pada saat sebelum data dikirimkan dan sinyal stop akan dikirimkan

pada saat setiap data selesai dikirimkan. Sinyal start akan digunakan untuk

mempersiapkan mekanisme penerimaan untuk menerima dan memproses data

yang akan dikirimkan dan sinyal stop berguna untuk mempersiapkan mekanisme

penerimaan data berikutnya.

Protocol pengiriman data secara serial asinkron :

1. Start bit selalu memiliki logic LOW

2. Pengiriman data bit dari 0 sampai 8

3. Parity bit

4. Stop bit selalu berlogic HIGH

5. IDLE jika tidak ada pengiriman data selanjutnya.

Gambar 2.3 Protocol UART

14

2.9 I2C

I2C adalah data serial bus yang mengirim data secara per-bit. Dengan

menggunakan dua penghantar yaitu SCL (Serial Clock Line) untuk memberikan

sinyal clock dan SDA (Serial Data) untuk mentransmisikan data. Jumlah Bus pada

I2C maksimal 127. Pada I2C dikenal dengan master dan slave dimana device yang

mengendalikan operasi transfer disebut master, dan device yang dikendalikan oleh

master disebut slave.

Master device pada I2C harus menghasilkan serial clock melalui pin SCL dan

mengendalikan akses ke BUS serial sehingga menghasilkan sinyal START dan

STOP.

3.0 RS 232

RS 232 adalah komunikasi serial yang mengirimkan data tiap bit yang

menggunakan DTE (Data Terminal Equipment) dan DCE (Data Communication

Equipment) digunakan untuk melakukan pertukaran data biner. Biasanya digunakan

untuk koneksi antara komputer dengan modem.