bab ii landasan teori · disebut catu daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi...
Post on 12-Nov-2020
6 Views
Preview:
TRANSCRIPT
4
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Perangkat Keras
Perangkat keras adalah salah satu atau bagian dari sebuah komputer
yang sifatnya bisa dilihat dan diraba secara langsung atau yang berbentuk
nyata. Pada bab ini penulis menjelaskan tentang komponen apa saja yang
digunakan pada alat ini, pengertian dan fungsinya. Karena masing-masing
komponen memiliki peranan penting , baik komponen aktif maupun pasif,
sensor serta perangkat output yang digunakan dalam pembuatan alat
pendeteksi gas dengan sms module, maka penulis membagikan beberapa
kelompok yaitu IC Analog, Sumber Tegangan, Komponen Elektronik Dasar,
Sensor, LCD, Module GSM SIM800L, Buzzer dan Mikrokontroler.
2.1.1. Teori IC Digital & IC Analog
Menurut (Fadillah, Imam & Arifudin, 2018) Integrated Circuit (IC)
sebenarnya adalah suatu rangkaian elektronik yang dikemas menjadi satu
kemasan yang kecil. Beberapa rangkaian yang besar dapat diintegrasikan
menjadi satu dan dikemas dalam kemasan yang kecil. Suatu IC yang kecil
dapat memuat ratusan bahkan ribuan komponen.
Fungsi Integrated Circuit (IC) juga beraneka ragam, mulai dari
penguat, Switching, pengontrol hingga media penyimpanan. Pada umumnya
Integrated Circuit (IC) terbagi menjadi dua jenis.
5
1. Integrated Circuit (IC) Analog
IC Analog adalah IC yang beroprasi pada sinyal yang berbentuk
gelombang kontinyu. Pada umumnya IC Analog berfungsi sebagai
penguat daya, penguat sinyal, penguat oprasional, penguat sinyal mikro,
penguat RF dan IF, voltage comparator, multiplier, radio receiver, dan
regulator tegangan.
2. Integrated Circuit (IC) Digital
IC Digital adalah IC yang beroprasi pada sinyal digital yaitu sinyal yang
hanya memiliki dua level yakni “Tinggi” dan “Rendah” atau yang bisa
dilambangkan dalam simbol binary “1” dan “0”. Pada umumnya IC
Digital berfungsi sebagai flip-flop, logical gates, timer, counter,
multiplexer, kalkulator, memory, clock, microprocessor, microcontroller.
2.1.2. Sumber Tegangan
Menurut (Mulyana & Kharisman, 2014) Power supply atau yang
disebut catu daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi
listrik untuk perangkat listrik atau elektronik lainnya. Pada dasarnya power
supply atau catu daya ini memerlukan sumber energi listrik yang kemudian
mengubahnya menjadi energi listrik yang dibutuhkan oleh perangkat-
perangkat elektronik lainnya.
Jenis-jenis power supply:
1. Power Supply DC
Power Supply DC adalah catu daya yang menyediakan tegangan maupun
arus listrik dalam bentuk arus listrik searah (Direct Current) dan memiliki
polaritas yang tetap yaitu positif dan negatif untuk bebannya.
6
2. Power Supply AC
Power Supply AC adalah catu daya yang merubah suatu taraf tegangan
arus bolak balik (Alternating Current) ke taraf tegangan lainnya.
Contohnya Power Supply AC yang menurunkan tegangan AC 220V ke
110V untuk peralatan yang membutuhkan tegangan 110 atau sebaliknya.
2.1.3. Komponen Elektronika
1. Dioda
Menurut (Dickson Kho, 2019a) Dioda adalah komponen yang
memiliki 2 kutub yaitu kutub positif (Anoda) dan kutub negatif (Katoda).
Arus listrik searah (DC) hanya dapat mengalir dari anoda ke katoda dan
tidak dapat mengalir dari katoda ke anoda. Fungsi dioda secara umum
adalah penyearah arus listrik, oleh sebab itu dioda umum nya digunakan
sebagai pengubah arus bolak balik (AC) ke arus searah (DC). Berdasarkan
pada polaritas tegangan yang diberikan kepadanya, dioda bisa berlaku
sebagai sebuah saklar tertutup ( apabila bagian anode mendapatkan
tegangan positif sedangkan katodenya mendapatkan tegangan negatif) dan
menjadi saklar terbuka ( apabila bagian anode mendapatkan tegangan
negatif dan katodenya mendapat tegangan positif).
Dioda tidak memiliki nilai yang spesifik, namun biasanya ukuran
sebuah dioda dinyatakan dalam satuan berapa kuat arus dan tegangan
maksimum yang dapat dilewatkan pada dioda.
7
Sumber : http://informazone.com/storage/2017/04/dioda-dan-simbol.jpg
Gambar II.1. Dioda Dan Simbol
Seiring perkembangan teknologi dan kebutuhan, Dioda kini memiliki
banyak jenis dan masing-masing jenis memiliki fungsi yang berbeda.
Berikut jenis-jenis dioda:
Sumber: https://teknikelektronika.com/wp-
content/uploads/2017/09/Pengertian-Dioda-dan-Jenis-jenis-
Dioda.jpg?x27780
Gambar II.2. Jenis-Jenis Dioda
1. Dioda Normal
Dioda yang paling umum terdapat dipasaran dan banyak digunakan
sebagai penyearah arus AC ke DC.
2. Dioda Bridge
Dioda yang terdiri dari 4 dioda normal yang umumnya sebagai penyearah
gelombang dalam rangkaian catu daya (power supply). Tapi dengan dioda
8
bridge tidak perlu merangkai 4 dioda normal karena sudah dikemas
menjadi satu dioda.
3. Dioda Zener
Dioda yang digunakan untuk menstabilkan tegangan listrik, dioda zener
memiliki tegangan breakdown yang rendah.
4. Dioda LED ( Light Emitting Dioda)
Jenis dioda yang dapat memancarkan cahaya.
5. Dioda Foto
Dioda yang dapat mengubah energi cahaya menjadi arus listrik. Dioda ini
biasa digunakan menjadi sensor untuk mendeteksi cahaya.
6. Dioda Laser
Dioda yang dapat menghasilkan radiasi atau cahaya koheren yang dapat
dilihat oleh mata dan spektrum inframerah seketika dialiri arus listrik.
7. Dioda Varactor
Dioda yang memiliki sifat kapasitas yang berubah-ubah sesuai dengan
tegangan yang diberikan.
8. Dioda Tunnel
Dioda yang dapat beroprasi pada kecepatan yang sangat tinggi dan dapat
berfungsi dengan baik pada gelombang mikro.
9. Dioda Schottky
Dioda dengan tegangan maju lebih rendah dari dioda normal pada
umumnya. Pada arus rendah, tegangan jatuh berkisar 0,15V hingga 0,4V.
Tegangan ini lebih rendah dari dioda normal yang membutuhkan 0,6V.
Dioda tidak memiliki nilai yang spesifik, namun biasanya ukuran
sebuah dioda dinyatakan dalam satuan berapa kuat arus dan tegangan
9
maksimum yang dapat dilewatkan oleh dioda. Dipasaran ukuran dioda
dinyatakan dalam bentuk no tipe dioda yang telah ditetapkan oleh pabrik
pembuatnya.
2. Resistor
Menurut (Maulana & Purnama, 2017) Resistor adalah komponen
dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang
mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya, resistor bersifat
resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Dari hukum Ohm
diketahui, resistensi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir
melaluinya. Satuan resistensi dari resistor disebut Ohm. Tipe resistor yang
umum adalah berbentuk tabung dengan dua kaki kiri dan kanan. Pada
bagian badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk
memudahkan pengguna mengenali besar resistensi tanpa mengukur
dengan Ohmmater. Kode warna tersebut adalah standar manufaktur yang
dikeluarkan oleh EIA (Electronic Industries Association).
Pada umumnya dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis,
diantaranya adalah fixed resistor, variable resistor, thermal resistor, dan
light dependent resistor.
a. Fixed Resistor
Resistor yang memiliki nilai resistansinya tetap. Nilai resistansi atau
hambatan resistor ini biasanya ditandai dengan kode warna gelang.
10
Sumber: https://teknikelektronika.com/wp-
content/uploads/2014/10/Simbol-dan-Bentuk-Fixed-Resistor.jpg?x27780
Gambar II.3. Simbol Dan Bentuk Fixed Resistor
Nilai resistor yang berbentuk axial adalah diwakili oleh warna-warna
yang terdapat pada resistor berbentuk gelang. Umumnya terdapat 4 warna
gelang tetapi ada juga 5 warna gelang. Gelang warna emas dan perak
biasanya terletak agak berjauhan dari warna gelang lainnya sebagai tanda
gelang trakhir. Gelang trakhir juga merupakan nilai toleransi pada nilai
resistor yang bersangkutan.
Berikut perhitungan untuk resistor dengan 4 gelang warna :
Gelang pertama : Coklat = 1
Gelang kedua : Hitam = 0
Gelang ketiga : Hijau = 5 (5 angka nol dibelakang angka gelang kedua)
Gelang keempat: Perak = toleransi 10%
Maka nilai resistor tersebuat adalah 10 X 105 = 1.000.000 Ohm atau
1Mohm dengan toleransi 10%.
Berikut perhitungan untuk resistor dengan 5 gelang warna :
11
Gelang pertama : Coklat = 1
Gelang kedua : Hitam = 0
Gelang ketiga : Hijau = 5
Gelang keempat : Hijau = 5 (5 angka nol dibelakang angka gelang kedua)
Gelang kelima : Perak = toleransi 10%
Maka nilai resistor tersebuat adalah 105 X 105 = 10.500.000 Ohm atau
10,5Mohm dengan toleransi 10%.
Berikut perhitungan toleransi pada resistor :
2200 Ohm dengan toleransi 5% =
2200 – 5% = 2.090
2200 + 5% = 2.310
Toleransi = 2.090 – 2.310
Artinya nilai toleransi tersebut akan berkisar 2.090 Ohm sampai 2.310
Ohm.
12
Sumber:http://belajarelektronika.net/wpcontent/uploads/2016/06/membaca
-resistor-berdasar-warna.jpg
Gambar II.4. Warna Gelang Resistor Tetap
b. Variable Resistor
Resistor yang nilai resistensinya dapat berubah dan dapat diatur sesuai
dengan kebutuhan. Pada umumnya variable resistor terbagi menjadi
Potensiometer, Rheostat, dan Trimpot.
Sumber:https://teknikelektronika.com/wpcontent/uploads/2014/10/Si
mbol-dan-Bentuk-Variable-Resistor.jpg?x27780
Gambar II.5. Simbol Dan Bentuk Variable Resistor
1. Potensiometer
Potensiometer adalah jenis variable resistor yang nilai
resistensinya dapat berubah-ubah dengan cara memutar porosnya pada
tuas yang terdapat di potensiometernya. Nilai resistensinya tertulis di
badan potensimeter dalam bentuk kode angka.
2. Rheostat
Rheostat adalah jenis variable resistor yang dapat beroprasi pada
tegangan dan arus yang tinggi. Rheostat terbuat dari lilitan kawat
resistif dan pengaturan nilai resistensi dilakukan dengan menyapu
bagian yang bergerak diatas toroid.
13
3. Trimpot
Trimpot adalah jenis variable resistor yang berfungsi sebagai
potensiometer tetapi mempunyai bentuk yang lebih kecil dan tidak
memiliki tuas putar. Untuk mengatur nilai resistensinya dibutuhkan
alat obeng kecil untuk memutar poros pada trimpot.
c. Thermal Resistor
Thermal resistor adalah jenis resistor yang nilai resistensinya dapat
dipengaruhi oleh suhu. Terdapat dua jenis thermal resistor yaitu NTC
(Negative Temperature Coefficient) dan PTC (Positive Temperature
Coefficient).
Sumber:https://teknikelektronika.com/wpcontent/uploads/2014/10/Si
mbol-dan-Bentuk-Thermistor.jpg?x27780
Gambar II.6. Simbol Dan Bentuk Thermal Resistor
d. Light dependent resistor
Light dependent resistor (LDR) adalah jenis resistor yang nilai
resistensinya tergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya. Nilai
resistensinya dapat menurun apabila mendapat intensitas cahaya dan akan
meninggi apabila dalam kondisi gelap. Naik turunnya nilai resistensi akan
14
sebanding dengan jumlah intensitas cahaya yang diterima. Pada umumnya,
nilai resistensinya mencapai 200 kilo Ohm pada kondisi gelam dan
menurun hingga 500 Ohm pada kondisi terang.
Sumber:https://teknikelektronika.com/wpcontent/uploads/2014/09/Be
ntuk-dan-Simbol-LDR.jpg?x27780
Gambar II.7. Simbol Dan Bentuk Light Dependen Resistor
3. Kapasitor
Menurut (DIDIK RIYANTO, 2013) Kapasitor adalah suatu alat yang
dapat menyimpan energi didalam medan listrik, dengan cara
mengumpulkan ketidak seimbangan internal dari muatan listrik. Untuk
mengetahui besaran kapasitas pada kapasitor dapat dibaca dari kode angka
pada badan kapasitor yang terdiri dari 3 angka. Pada umumnya kapasitor
yang digunakan dalam peralatan elektronika adalah satuan Farad yang
dikecilkan menjadi PikoFarad, NanoFarad dan MicroFarad.
Konsversi satuan Farad sebagai berikut :
1 Farad = 1.000.000µF (MikroFarad)
1µF = 1.000nF (NanoFarad)
1µF = 1.000.000pF (PikoFarad)
1nF = 1.000pF (PikoFarad)
15
Didalam kapasitor terdapat 2 plat konduktor yang pada umumnya adalah
terbuat dari logam dan sebuah isolator diantaranya sebagai pemisah.
Berdasarkan bahan isolator dan nilainya, kapasitor dapat dibagi menjadi 2
jenis yaitu kapasitor nilai tetap dan kapasitor variable.
1. Kapasitor Nilai Tetap
Kapasitor Nilai Tetap adalah kapasitor yang nilainya konstan atau
tidak berubah-ubah. Berikut jenis-jenis kapasitor nilai tetap :
Sumber:https://teknikelektronika.com/wpcontent/uploads/2014/08/K
apasitor-Nilai-Tetap.jpg?x27780
Gambar II.8. Simbol Dan Bentuk Kapasitor Nilai Tetap
16
a. Kapasitor Keramik
Kapasitor yang terbuat dari keramik dan berbentuk bulat tipis atau
persegi empat. Kapasitor ini tidak memiliki arah atau polaritas, jadi
dapat dipasang bolak-balik dalam rangkaian elektronika. Nilai kapasitor
ini berkisar 1pF sampai 0,01µF.
b. Kapasitor Polyester
Kapasitor yang terbuat dari polyester dengan bentuk persegi empat.
Kapasitor ini dapat terpasang terbalik dalam rangkaian elektronika,
karena tidak memiliki arah atau polaritas.
c. Kapasitor kertas
Kapasitor yang isolatornya terbuat dari kertas dan nilai kapasitor
kertas berkisar 300pF sampai 4µF. Kapasitor kertas tidak memiliki arah
atau polaritas jadi dapat dipasang bolak-balik dalam rangkaian
elektronika.
d. Kapasitor Mika
Kapasitor yang bahan isolatornya terbuat dari bahan mika. Nilai
kapasitor berkisar 5pF samapai 0,02µF. Kapasitor ini dapat dipasang bolak-
balik karena tidak memiliki arah.
e. Kapasitor Elektrolit
17
Kapasitor yang bahan dasarnya terbuat dari elektrolit dan berbentuk
tabung. Kapasitor elektrolit yang biasa disebut ELCO ini sering dipakai
pada rangkaian eltronik yang memiliki kapasitas yang tinggi. Kapasitor
elektrolit memiliki polaritas arah positif dan negatif ini menggunakan
bahan alamunium sebagai pembungkus dan sekaligus sebagai terminal
negatifnya. Nilai kapasitor elektrolit berkisar 0,47µF hingga ribuan
MikroFarad (µF). Nilai kapasitor elektrolit tertera pada badan kapasitor tersebut.
Hal yang perlu diperhatikan kapasitor elektrolit dapat meledak jika pemasangan
arah polaritas terbaik dan melebihi kapasitasnya.
d. Kapasitor Tantalum
Kapasitor Tantalum juga memiliki arah polaritas positif dan negatif
seperti halnya kapasitor elektrolit dan bahan dasarnya berasal dari
elektrolit. Disebut kapasitor tantalum karena kapasitor ini memakai
bahan logam tantalum sebagai terminal anodanya. Kapasitor tantalum
dapat beroprasi disuhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan kapasitor
elektrolit lainnya dan memiliki kapasitas yang besar tetapi dapat dikemas
dalam ukuran yang lebih kecil. Oleh karena itu, kapasitor tantalum
berharga mahal.
2. Kapasitor Variabel
Kapasitor yang nilai kapasitasnya dapat diatur atau dapat berubah-
ubah. Secara fisik, kapasitor varibel terdapat dua jenis yaitu :
18
Sumber:https://teknikelektronika.com/wpcontent/uploads/2
014/08/Kapasitor-Variabel-Variable-Capacitor.jpg?x27780
Gambar II.9. Simbol Dan Bentuk Kapasitor Variabel
a. Variable Condensator (VARCO)
Terbuat dari logam yang ukurannya lebih besar dan pada umumnya
digunakan untuk memilih gelombang frekuensi pada rangkaian radio.
Nilai variable condensator berkisar 100pF sampai 500pF.
b. Trimmer
Kapasitor variabel yang bentuknya lebih kecil sehingga memerkukan
alat obeng untuk memutar poros pengaturnya. Trimmer terdapat 2 pelat
logam yang dipisahkan oleh selembar mika dan juga terdapat sebuah
sekrup untuk mengatur jarak kedua pelat logam tersebut hingga kedua
nilai kapasitasnya berubah. Trimmer dalam rangkaian elektronika
berfungsi untuk menempatkan pemilihan gelombang frekuensi. Nilai
kapasitas hanya maksimal hingga 100pF.
Pada peralatan elekronika, kapasitor merupakan salah satu komponen
yang sering digunakan. Oleh karena itu kapasitor memiliki banyak fungsi
dalam rangkaian elektronika.
19
4. IC Pengatur Tegangan
Menurut (Dickson Kho, 2019b) IC Pengatur Tegangan adalah salah
satu rangkaian yang sering digunakan dalam rangkaian elektronika. Fungsi
IC pengatur tegangan adalah untuk mempertahankan atau memastikan
tegangan pada level tertentu secara otomatis. Artinya, tegangan output dc
pada voltage regulator tidak terpengaruhi oleh perubahan tegangan input,
beban pada output dan juga suhu.
IC Pengatur tegangan ini banyak ditemui pada adaptor yang bertugas
memberikan tegangan DC untuk laptop, game konsol, monitor dan lain
sabagainya. Pada rangkaian power supply diintergrasikan pada dalam
unitnya seperti TV, DVD Player dan lain-lain. Rangkaian pengatur
tegangan merupakan suatu keharusan agar tegangan yang diberikan pada
rangkaian lainnya stabil dan bebas dari fluktuasi.
Terdapat berbagai jenis Pengatur Tegangan, salah satunya
menggunakan IC Pengatur Tegangan. Salah satu tipe IC pengatur tegangan
yang paling sering ditemukan adalah tipe 7805 yaitu IC pengatur tegangan
yang mengatur Tegangan Output stabil pada Tegangan 5 Volt DC.
Terdapat beberapa cara pengelompokan Pengatur Tegangan yang
berbentuk IC (Integrated Circuit), diantaranya adalah berdasarkan Jumlah
Terminal (3 Terminal dan 5 Terminal), berdasarkan Linear Voltage
Regular dan Switching Voltage Regulator. Sedangkan cara
pengelompokan yang ketiga adalah dengan menggolongkannya menjadi 3
jenis yakni Fixed Voltage Regulator, Adjustable Voltage Regulator dan
Switching Voltage Regulator.
20
a. Fixed Voltage Regulator
IC Fixed Voltage Regulator ini memiliki nilai tetap yang tidak dapat
disetel sesuai dengan keinginan Rangkaiannya. Tegangannya telah
ditetapkan oleh produsen IC sehingga tegangan DC yang diatur juga tetap
sesuai dengan spesifikasi IC-nya. Misalnya IC Voltage Regulator 7805,
maka Output tegangan DC-nya juga hanya 5 Volt DC. Terdapat 2 jenis
pengatur tegangan tetap yaitu Positive Voltage Regulator dan Negative
Voltage Regulator.
Yang paling sering ditemukan di Pasaran adalah tipe 78XX. Tanda
XX dibelakangnya adalah kode angka yang menunjukan tegangan output
DC pada IC Voltage Regulator tersebut. Contohnya 7805, 7809, 7812 dan
lain sebagainya. IC 78XX merupakan IC jenis Positive Voltage Regulator.
IC yang berjenis Negative Voltage Regulator memiliki desain,
konstruksi dan cara kerja yang sama dengan jenis Positive Voltage
Regulator, yang membedakannya hanya polaritas pada tegangan
outputnya. Contoh IC jenis Negative Voltage Regulator diantaranya adalah
7905, 7912 atau IC Voltage Regulator berawalan kode 79XX.
Dibawah ini adalah rangkaian dasar untuk IC LM78XX beserta bentuk
Komponennya
21
Gambar II.10. Rangakaian Dasar Fixed Voltage Regulator
Sumber:https://teknikelektronika.com/wpcontent/uploads/2014/10/Ra
ngkaian-IC-Fixed-Voltage-Regulator.jpg
b. Adjustable Voltage Regulator
IC Pengatur Tegangan DC yang memiliki jangkauan tegangan output
tertentu sehingga dapat disesuaikan kebutuhan rangkaiannya. IC
Adjustable Voltage Regulator ini juga memiliki 2 jenis yaitu Positive
Adjustable Voltage Regulator dan Negative Adjustable Voltage Regulator.
Contoh IC jenis Positive Adjustable Voltage Regulator diantaranya adalah
LM317 yang memiliki jangkauan tegangan dari 1.2 Volt DC sampai pada
37 Volt DC. Sedangkan contoh IC jenis Negative Adjustable Voltage
Regulator adalah LM337 yang memiliki jangkauan tegangan yang sama
dengan LM317. Pada dasarnya desain, konstruksi dan cara kerja pada
kedua jenis IC Adjustable Voltage Regulator adalah sama. Yang
membedakannya adalah polaritas pada output tegangan DC-nya.
Dibawah ini adalah Rangkaian Dasar IC LM317 beserta bentuk
komponennya.
22
Gambar II.11. Rangkaian Dasar Adjustable Voltage Regulator
Sumber:https://teknikelektronika.com/wpcontent/uploads/2014/10/Rang
kaian-IC-Adjustable-Voltage-Regulator.jpg
c. Switching Voltage Regulator
Switching Voltage Regulator memiliki Desain, Konstruksi dan cara
kerja yang berbeda dengan IC Fixed dan Adjustable Voltage Regulator.
Switching Voltage Regulator memiliki efisiensi pemakaian energi yang
lebih baik jika dibandingkan dengan IC Fixed dan Adjustable Voltage
Regulator. Hal ini dikarenakan kemampuannya yang dapat mengalihkan
penyediaan energi listrik ke medan magnet yang memang difungsikan
sebagai penyimpan energi listrik. Oleh karena itu, untuk merangkai
Pengatur Tegangan dengan sistem Switching Voltage Regulator harus
ditambahkan komponen Induktor yang berfungsi sebagai elemen
penyimpan energi listrik.
5. Kristal
Menurut (Fadillah, Imam & Arifudin, 2018) Kristal frekuensi atau
sering disebut dengan kristal kwarsa adalah komponen/part elektronik
23
yang berfungsi sebagai resonator dan mempunyai frekuensi resonansi
tertentu dalam range yang sangat sempit. Kristal biasa digunakan pada
rangkaian-rangkaian elektronika seperti radio pemancar, tranciver, walky
talky, radio citizen band, dan lain-lain. Cara membaca xtal atau kristal
cukup mudah, yakni dengan melihat angka-angka yang ada di bagian
bodynya. Kristal yang sering kita jumpai di pasaran memiliki
frekuensi sekitar 27, 125 MHz.
Gambar II.12. Simbol Dan Bentuk Kristal
Sumber:belajarelektronika.net/wpcontent/uploads/2018/07/
Gambar-dan-Simbol-Xtal.jpg
6. Konektor USB
USB adalah singkatan dari Universal Serial Bus dan merupakan
konektor yang paling populer saat ini dalam hal yang berhubungan dengan
Catu Daya (Power Supply), Komunikasi dan Koneksi antara Komputer
dengan Peralatan Elektronika seperti Handphone, Harddisk, Digital
Kamera dan lain sebagainya. Seiring dengan perkembangannya peralatan
Portable, Konektor USB pun memiliki berbagai jenis ukuran yakni
Ukuran Standard Type, Mini dan Micro. Konektor USB ini dikembangkan
oleh 7 Perusahaan besar, diantaranya adalah Compaq, DEC, IBM, Intel,
Microsoft, NEC dan Nortel pada tahun 1994.
24
Sumber: https://teknikelektronika.com/wp-content/uploads/2015/04/USB-
Connector.jpg
Gambar II.13. Konektor USB
7. Konektor Arus DC
Konektor yang diperuntukan kabel yang menghantarkan arus listrik
DC. DC Connector pada umumnya berbentuk Silinder dan memiliki
polaritas Positif dan Negatif. Konekor Arus DC ini banyak kita temukan
di Adaptor seperti Adaptor Laptop, Adaptor Telepon dan lain
Sumber : https://teknikelektronika.com/wp-
content/uploads/2015/04/DC-Connector.jpg
Gambar II.14. Konektor Arus DC
25
8. Push Button
Push Button Switch dalam bahasa Indonesia dapat diterjemahkan
menjadi saklar tombol dorong adalah jenis saklar dua posisi yang dapat
menghubungkan aliran arus listrik pada saat pengguna menekannya dan
memutuskan hubungan listrik tersebut apabila kita melepaskannya.
Sumber:https://1.bp.blogspot.com/pJ8RjHoh9Jw/WLkfjZ9T
AsI/AAAAAAAAIcc/7fPfjNSwQHEthtqE2khbagbt9vq6_K
KqQCPcB/s640/push%2Bbutton.JPG
Gambar II.15. Bentuk Dan Simbol Push Button
9. Pin Header
Header atau yang dikenal dengan nama pin head berguna sebagai
soket menghubungkan kabel-kabel konektor dalam rangkaian elektronika.
Pin header terdapat dua jenis yaitu pin header female dan pin header male
walaupun berbeda tetapi memiliki fungsi yang sama sebagai konektor.
a. Pin Header Male
26
Sumber:https://www.ismolex.com/wpcontent/uploads/2016/
11/2.54mm-pin-header-striaght-dip-single-row-300x225.jpg
Gambar II.16. Pin Header Male
b. Pin Header Female
Sumber:https://www.ismolex.com/wpcontent/uploads/2016/11/2
.54mm-female-header-verticle-single-row-300x225.jpg
Gambar II.17. Pin Header Female
10. Saklar
Saklar digunakan untuk menyambungkan atau memutuskan arus
listrik. Selain untuk listrik arus kuat, saklar ukuran kecil juga dipakai di
rangkaian elektrik arus lemah. Secara sederhana saklar terdiri dari dua
belah logam yang menempel pada suatu bagian dan bisa terhubung atau
27
terpisah dengan keadaan sambung (ON) atau putus (OFF) dalam suatu
rangkaian.
Sumber:www.jogjarobotika.com/3272-large_default/saklar-
on-off-ac-kcd1-101-rocker-switch-19x12mm-black.jpg
Gambar II.18. Saklar
11. Soket IC
Soket IC adalah tempat untuk memasang atau melepas komponen IC,
serta melindungi komponen IC dari panas solder dikarenakan komponen
IC rentan rusak bila mendapat panas berlebih dari solder dan memudahkan
mengganti komponen IC bilamana komponen tersebut rusak.
Sumber:https://cdn.sparkfun.com//assets/parts/6/1/9/DIP28.jpg
Gambar II.19. Socket IC
12. Atmega 328P
28
Menurut (Fikri, Lapanporo, & Jumarang, 2015) ATMega 328P 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 ATmega 328P memiliki arsitektur Harvard,
yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data
sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism. Instruksi - instruksi
dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada
saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari
memori program. Mikrokontroler ATmega328P beroperasi pada frekuensi
clock sampai 16 Mhz. ATmega328P memiliki dua Power Saving Mode
yang dapat dikontrol melalui software, yaitu Idle Mode dan Power Down
Mode. Pada Idle Mode, CPU tidak aktif sedangkan isi RAM tetap
dipertahankan dengan timer/counter, serial port dan interrupt system tetap
berfungsi. Pada Power Down Mode, isi RAM akan disimpan tetapi
osilatornya tidak akan berfungsi sehingga semua fungsi dari chip akan
berhenti sampai mendapat reset secara hardware.
29
Sumber:http://www.labelektronika.com/2017/02/arduino-uno-
mikrokontroler-atmega-328.html
Gambar II.20. Atmega 328P
ATMega328 memiliki 3 buah PORT utama yaitu PORTB,PORTC,
dan PORTD dengan total pin input/output sebanyak 23 pin. PORT tersebut
dapat difungsikan sebagai input/output digital atau difungsikan sebagai
periperal lainnya.
1. Port B
merupakan jalur data 8 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output.
Selain itu PORT B juga dapat memiliki fungsi alternatif seperti :
a. ICP1 (PB0), berfungsi sebagai Timer Counter 1 input capture pin.
b. OC1A (PB1), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3) dapat difung sikan
sebagai keluaran PWM (Pulse Width Modulation).
30
c. MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupa kan
jalur komunikasi SPI.
d. Selain itu pin ini juga berfungsi sebagai jalur pemograman serial
(ISP).
e. TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai
sumber clock external untuk timer.
f. XTAL1 (PB6) dan XTAL2 (PB7) merupakan sumber clock utama
mikrokontroler.
2. Port C
merupakan jalur data 7 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output
digital. Fungsi alternatif PORTC antara lain :
a. ADC6 channel (PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan resolusi
sebesar 10 bit. ADC dapat digunakan untuk mengubah input
yang berupa tegangan analog menjadi data digital
b. I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur ya ng terdapat
pada PORTC. I2C digunakan untuk komunikasi dengan sensor
atau device lain yang memiliki komunikasi data tipe I2C seperti
sensor kompas, accelerometernunchuck.
3. Port D
merupakan jalur data 8 bit yang masing-masing pin-nya juga dapat
difungsikan sebagai input/output. Sama seperti Port B dan Port C, Port
D juga memiliki fungsi alternatif dibawah ini.
a. USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi
serial dengan level sinyal TTL. Pin TXD ber fungsi untuk
31
mengirimkan data serial, sedangkan RXD kebalikannya yaitu
sebagai pin yang berfungsi untuk menerima data serial.
b. Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi
khusus sebagai interupsi hardware. Interupsi biasanya
digunakan sebagai selaan dari program, misalkan pada saat
program berjalan kemudian terjadi interupsi hardware/software
maka program utama akan berhenti dan akan menjalankan
program interupsi.
c. XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk
USART, atau dapat memanfaatkan clock dari CPU, sehingga
tidak perlu membutuhkan external clock.
d. T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external untuk
timer 1 dan timer 0.
e. AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan input untuk
analog comparator.
Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain (Baaret, 2013):
a. Sebanyak 130 instruksi yang hampir semuanya dieksekusi
dalam satu siklus clock.
b. Terdapat 32 x 8 bit register serbaguna.
c. Memiliki 32 Kilobyte Flash Memory dan pada arduino memiliki
bootloader yang menggunakan dua Kilobyte dari flash memori
sebagai bootloader.
d. Memiliki Electrically Erasable Programmable Read Only
Memory (EEPROM) sebesar satu Kilobyte sebagai tempat
32
penyimpanan data semi permanen karena EEPROM tetap dapat
menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.
e. Memiliki Static Random Access Memory (SRAM) sebesar dua
Kilobyte.
f. Memiliki pin input/output (I/O) digital sebanyak 14 pin.
g. Master / Slave SPI Serial interface.
13. FTDI
Menurut (Syahbana, n.d.) FTDI merupakan IC yang dapat
berkomunikasi menggunakan USB akan tetapi jika menggunakan FTDI
harus memerlukan software tambahan agar dapat terdeteksi oleh PC, hal
tersebut dikarenakan FTDI tidak menggunakan komunikasi kelas HID.
Cara kerja FTDI adalah mengubah komunikasi serial ke komunikasi
USB akan tetapi data yang dibaca komputer berupa data serial. Untuk
masukan yang diterima FTDI hanya bisa satu tidak bisa lebih. Berbeda
dengan alat ini, yang dapat langsung disambungkan ke PC dan tidak
membutuhkan software tambahan, karena sudah mendukung komunikasi
USB yang berbasis HID dimana setiap PC pada saat ini sudah tersedia
komunikasi USB kelas HID, juga memiliki masukan pin lebih dari satu.
33
Sumber:http://www.labelektronika.com/2017/02/arduino-uno-
mikrokontroler-atmega-328.html
Gambar II.21. IC FTDI
14. MOSFET tipe-P
Menurut (Jimmi Sitepu, 2018) MOSFET (Metal Oxide
Semiconductor Field Effect Transistor) adalah sebuah perangkat
semionduktor yang secara luas di gunakan sebagai switch dan sebagai
penguat sinyal pada perangkat elektronik. MOSFET adalah inti dari
sebuah IC ( integrated Circuit ) yang di desain dan di fabrikasi dengan
single chip karena ukurannya yang sangat kecil. MOSFET memiliki empat
gerbang terminal antara lain adalah Source (S), Gate (G), Drain (D) dan
Body(B).
MOSFET bekerja secara elektonik memvariasikan sepanjang jalur
pembawa muatan ( electron atau hole ). Muatan listrik masuk melalui
Saluran pada Source dan keluar melalui Drain. Lebar Saluran di
kendalikan oleh tegangan pada electrode yang di sebut dengan Gate atau
gerbang yang terletak antara Source dan Drain. ini terisolasi dari saluran di
34
dekat lapisan oksida logam yang sangat tipis. Kapasitas MOS pada
komponen ini adalah bagian Utama nya.
Sumber: http://www.jdp-ic.com/en/product-17515-62916.html
Gambar II.22. MOSFET Tipe-P
15. IC LM358D
Menurut (Rois, 2018) LM358 adalah IC penguat operasional ganda
(dual operational amplifiers / Op-mps). Komponen elektronika ini terdiri
atas dua penguat operasional highgain, dirancang untuk beroperasi cukup
dari satu catu daya tunggal dengan rentang tegangan yang lebar untuk
flesibilitas penuh dalam menerapkan rancangan rangkaian elektronika.
Dapat juga menggunakan catu daya terpisah selama perbedaan tegangan
antara kedua catu daya antara 3V hingga 32V dan Vcc setidaknya 1,5 volt
lebih tinggi dibanding tegangan masukan moda-bersama (input common-
mode voltage). Tarikan dari arus pasokan rendah (low supply current
drain) bersifat independen dari besarnya tegangan catu daya.
35
Sumber:https://d1xahwiwo4b49p.cloudfront.net/13728-
large_default/lm358-lm358d-sop-8-dual-operational-amplifier.jpg
Gambar II.23. IC LM358D
2.1.4. Sensor
Menurut (Eni Yuliza, 2015) Sensor adalah jenis tranduser yang
digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan
kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering digunakan untuk
pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian. Sensor
memiliki suatu ukuran yang disebut sensitivitas, sensitivitas menunjukan
berapa besar pengaruh perubahan nilai besaran fisis yang diukur oleh sensor
terhadap keluaran sensor tersebut.
Sensor yang digunakan oleh rangkaian ini adalah sensor gas MQ-2.
Sensor MQ-2 adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi konsentrasi
gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai
tegangan analog. Sensor gas asap MQ-2 dapat langsung diatur sensitifitasnya
dengan memutar trimpotnya. Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi
kebocoran gas baik di rumah maupun di industri. Gas yang dapat dideteksi
diantaranya : LPG, i-butane, propane, methane , alcohol, Hydrogen, smoke.
36
Sensor ini sangat cocok di gunakan untuk alat emergensi sebagai deteksi gas-
gas, seperti deteksi kebocoran gas, deteksi asap untuk pencegahan kebakaran
dan lain lain.
Namun seperti apakah karateristik sensor Asap MQ2 ini? Sensor gas
ini tersusun oleh senyawa SnO2, dengan sifat conductivity rendah pada udara
yang bersih, atau sifat penghantar yang tidak baik. Sifat conductivity semakin
naik jika konsentrasi gas asap semakin tinggi di sekitar sensor gas. Lebih
jelas nya bisa dilihat di datasheet sensor ini. Spesifikasi sensor pada sensor
gas MQ-2 adalah sebagai berikut:
1. Catu daya pemanas : 5V AC/DC
2. Catu daya rangkaian : 5VDC
3. Range pengukuran : 200 - 5000ppm untuk LPG, propane 300 - 5000ppm
untuk butane 5000 - 20000ppm untuk methane 300 - 5000ppm untuk
Hidrogen
4. Keluaran : analog (perubahan tegangan)
Sensor ini dapat mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di
udara serta asap dan keluarannya berupa tegangan analog. Sensor dapat
mengukur konsentrasi gas mudah terbakar dari 300 sampai 10.000 sensor
ppm. Dapat beroperasi pada suhu dari -20°C sampai 50°C dan mengkonsumsi
arus kurang dari 150 mA pada 5V .
37
Sumber:https://components101.com/sites/default/files/compon
ent_pin/MQ2-Gas-sensor-Pinout.jpg
Gambar II.24. Sensor MQ-2
Sensor MQ-2 terdapat 2 masukan tegangan yakni VH dan VC. VH
digunakan untuk tegangan pada pemanas (Heater) internal dan Vc merupakan
tegangan sumber serta memiliki keluaran yang menghasilkan tegangan
berupa tegangan analog. Berikut konfigurasi dari sensor MQ-S :
1. Pin 1 merupakan heater internal yang terhubung dengan ground.
2. Pin 2 merupakan tegangan sumber (VC) dimana Vc < 24 VDC.
3. Pin 3 (VH) digunakan untuk tegangan pada pemanas (heater internal)
dimana VH = 5VDC.
4. Pin 4 merupakan output yang akan menghasilkan tegangan analog.
2.1.5. Liquid Crystal Display 16x2 dengan module I2C
1. LCD 16 X 2
Menurut (Endaryono, Harianto, & Wibowo, 2014) LCD merupakan
salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu
data, baik karakter, huruf, atau grafik. LCD membutuhkan tegangan dan
38
daya yang kecil sehingga sering digunakan untuk aplikasi pada kalkulator,
arloji digital, dan instrumen elektronik seperti multimeter digital. LCD
memanfaatkan silikon dan galium dalam bentuk kristal cair sebagai
pemendar cahaya. Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua
dimensi piksel yang dibagi dalam baris dan kolom. Dengan demikian,
setiap pertemuan baris dan kolom terdiri dari LED pada bidang latar
(backplane), yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi
dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda transparan. Dalam keadaan
normal, cairan yang digunakan memiliki warna cerah. Kemudian daerah-
daerah tertentu pada cairan tersebut warnanya akan berubah menjadi hitam
ketika tegangan diterapkan antara bidang latar dan pola elektroda yang
terdapat pada sisi dalam kaca bagian depan.
Keunggulan menggunakan LCD adalah konsumsi daya yang relatif
kecil dan menarik arus yang kecil (beberapa mikro ampere), sehingga alat
atau system menjadi portable karena dapat menggunakan catu daya yang
kecil. Keunggulan lainnya adalah ukuran LCD yang pas yakni tidak terlalu
kecil dan tidak terlalu besar, kemudian tampilan yang diperlihatkan dari
LCD dapat dibaca dengan mudah dan jelas.
Spesifikasi pada LCD 16x2 adalah sebagai berikut :
a. Terdiri dari 16 kolom dan 2 baris
b. Mempunyai 192 karakter yang tersimpan
c. Tegangan kerja 5V
d. Memiliki ukuran yang praktis
e. Terdapat karakter generator terprogam
f. Dapat dialamati dengan mode 4 bit atau 8 bit
39
g. Dilengkapi dengan Backlight
Gambar II.25. LCD 16X2
Sumber:https://i2.wp.com/www.nyebarilmu.com/wpcontent/upload
s/2017/09/LCD-16x2-dan-pin-out.png?w=630&ssl=1
Keterangan :
a) GND : catu daya 0Vdc
b) VCC : catu daya positif
c) Constrate : untuk kontras tulisan pada LCD
d) RS atau Register Select :
1. High : untuk mengirim data
2. Low : untuk mengirim instruksi
e) R/W atau Read/Write
1. High : mengirim data
2. Low : mengirim instruksi
3. Disambungkan dengan LOW untuk pengiriman data ke layar
40
f) E (enable) : untuk mengontrol ke LCD ketika bernilai LOW, LCD
tidak dapat diakses
g) D0 – D7 = Data Bus 0 – 7
h) Backlight + : disambungkan ke VCC untuk menyalakan lampu latar
i) Backlight – : disambungkan ke GND untuk menyalakan lampu latar
Cara kerja LCD secara umum
Semua lcd yang melakukan fungsi yang sama (menampilkan karakter,
nomor, karakter khusus, karakter ASCII, dll). Pemrogramannya juga sama
dan mereka semua memiliki 14 pin (0-13) atau 16 pin (0 sampai
15). Delapan (8) dari mereka semua adalah data pin yang mengambil data
dari unit eksternal dan menampilkannya di layar. Satu vcc membutuhkan 5
volt untuk menghidupkan LCD dan GND, dan satu adalah kontras (kita
menggunakannya untuk mengatur warna kontras huruf (sehubungan
dengan lcd) yang muncul di lcd).Tiga adalah pin berikut yang sangat
penting RS (register set), RW (baca tulis), EN (mengaktifkan sinyal).
a. RS(registerset)
Digunakan untuk membedakan antara perintah dan data. Ketika itu
adalah 1 itu berarti bahwa beberapa data yang datang ke lcd (karakter
atau karakter ASCII) dan ketika itu adalah 0 itu berarti bahwa beberapa
perintah mendekati untuk lcd dari unit eksternal (biasanya
mikrokontroler) oleh perintah, berarti bahwa instruksi untuk lcd akan
datang misalnya memindahkan kursor satu langkah mundur atau maju
turn on atau off kursor dll.
41
b. RW (read-write)
Pin ini paling sering tetap 0 karena ketika itu adalah 0 itu berarti kita
menulis untuk modul lcd menulis hal apapun data atau perintah. ketika
1 itu berarti kita membaca dari lcd.
c. EN (Enable sinyal)
Mengaktifkan sinyal ini sangat penting. Ketika itu adalah 1 itu
memberikan beem ekstra untuk lcd untuk menampilkan karakter yang
pin data peduli. Setelah menampilkan karakter itu kemudian datang
kembali ke keadaan normal 0. Dua tambahan pin pada beberapa lcd
adalah untuk menampilkan background satu pin merupakan tampilan
background menerapkan 5 volt untuk menghidupkan tampilan latar
belakang atau 0 volt untuk mematikan layar background.
Data yang di kirim ke lcd dapat setiap alfabet (kecil atau besar), angka
atau karakter ASCII.
42
Perintah yang di dapat mengirim ke lcd dijelaskan dengan fungsi di
bawah ini.
Sumber:http://www.microcontrollerproject.com/uploads/2/2/1/5/22
159166/9562609_orig.jpg
Gambar II.26. Perintah LCD
1. Perintah 0x30 berarti di setting mode 8-bit lcd yang memiliki 1 line
dan menginisialisasi itu menjadi karakter 5x7 display.
2. Perintah 0x38 berarti di setting mode 8-bit lcd memiliki dua garis dan
bentuk karakter antara 5x7 matrix.
3. Perintah 0x20 berarti di setting mode 4-bit lcd yang memiliki 1 garis
dan bentuk karakter antara 5x7 matrix.
4. Perintah 0x28 berarti di setting mode 4-bit lcd memiliki 2 garis dan
bentuk karakter antara 5x7 matrix.
5. Perintah 0x06 adalah mode entri itu memberitahu lcd bahwa lcd siap
digunakan.
6. Perintah 0x08 dispalys kursor off dan menampilkan off tetapi dengan
keluar membersihkan isi DDRAM.
43
7. Perintah 0x0E menampilkan kursor dan dispaly di LCD.
8. Perintah 0x0C dispaly pada kursor off (menampilkan kursor off tapi
teks akan muncul di lcd)
9. Perintah 0x0F dispaly pada kursor berkedip (teks akan muncul di layar
dan kursor akan berkedip).
10. Perintah 0x18 menggeser seluruh dispaly kiri (shift semuanya off teks
pada baris tertentu ke kiri).
11. Perintah 0x1C bergeser dispaly seluruh kanan (shift semuanya off teks
pada baris tertentu ke kanan).
12. Perintah 0x10 Moves kursor satu langkah ke kiri atau memindahkan
kursor pada langkah kepala ke kiri ketika karakter yang selalu baru
ditampilkan di layar.
13. Perintah 0x14 Moves kursor satu langkah kanan atau memindahkan
kursor pada langkah kepala untuk righ ketika karakter yang selalu
baru ditampilkan di layar.
14. Perintah 0x01 menghapus semua isi DDRAM dan juga membersihkan
lcd menghapus semua teks dari layar.
15. Perintah 0x80 menginisialisasi kursor ke posisi pertama berarti baris
pertama matriks pertama (titik start) jika menambahkan 1 di 0x80 +1
= 0x81 kursor bergerak ke matriks kedua misalnya16x1
lcd menampilkan 16 karakter hanya yang pertama akan muncul pada
0x80 kedua 0x81 0x82 ketiga dan seterusnya sampai terakhir 16 sekali
pada alamat 0xFF.
2. Modul I2C LCD
44
Menurut (Prasetyo, Informatika, Komunikasi, Informatika, &
Surakarta, 2017) Modul I2C LCD adalah modul LCD yang dikendalikan
secara serial sinkron dengan protokol I2C/IIC (Inter Intergrated Circuit)
atau TWI (Two Wire Interface). Normalnya, modul LCD dikendalikan
secara paraller baik untuk jalur data maupun kontrolnya. Namun, jalur
paraller akan memakan banyak pin di sisi kontroller (Arduino). Setidaknya
akan membutuhkan 6 pin atau 7 pin untuk mengendalikan sebuah modul
LCD. Dengan demikian untuk sebuah kontroller yang ‘sibuk’ dan harus
mengendalikan banyak I/O, menggunakan jalur paraller adalah solusi yang
kurang tepat.
Arduino sendiri sudah mendukung protokol I2C. Di papan Arduino
Uno, port I2C terletak pada pin A4 untuk jalur SDA (Serial Data) dan pin
A5 untuk jalur SCL (Serial Clock). Dan menghubungkan jalur kabel
Ground antara Arduino dengan perangkat I2C Client. Untuk sisi software,
Arduino sudah cukup membantu dengan protokol ini melalui ‘wire.h’.
library ini akan dimanfaatkan untuk mengkonversi jalur paraller LCD
menjadi jalur serial I2C.
45
Sumber:http://saptaji.com/wp-content/uploads/2016/06/modul-I2C-converter.jpg
Gambar II.27. Modul IC
Berikut wiring LCD yang sudah menggunakan I2C module ke Arduino:
Sumber: http://saptaji.com/wp-content/uploads/2016/06/bekerja-
dengan-I2C-LCD-dan-Arduino.png
Gambar II.28. Wiring I2C
GND → GND Arduino
VCC → 5V
SDA → PIN A4 (Data)
SCL → PIN A5 (Serial)
46
Setelah itu lakukan test dengan mengupload program yang terdapat
pada library.
2.1.6. Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk
mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Buzzer terdiri dari kumparan
yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus
sehingga 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.
Sumber:https://duwiarsana.com/wpcontent/uploads/2015/11/buz
zer.jpg?fit=600%2C600&ssl=1
Gambar II.29. Buzzer
2.1.7. Modul GSM SIM800L
Menurut (Himawan, Fadhil Puri. Sunarya, Unang. Nurmantris, 2017)
SIM800L adalah salah satu Module GSM/GPRS Serial yang dapat kita
47
Gunakan bersama Arduino/AVR. Modul ini bekerja pada 4 band frekuensi
yaitu 850Mhz, 900Mhz, 1800Mhz, dan 1900Mhz. 2.3. Modul SIM800L
GSM/GPRS adalah bagian yang berfungsi untuk berkomunikasi antara
pemantau utama dengan Handphone. ATCommand adalah perintah yang
dapat diberikan modem GSM/CDMA seperti untuk mengirim dan menerima
data berbasis GSM/GPRS, atau mengirim dan menerima SMS. SIM800L
GSM/GPRS dikendalikan melalui perintah AT.
AT+Command adalah sebuah kumpulan perintah yang digabungkan
dengan karakter lain setelah karakter „AT‟ yang biasanya digunakan pada
komunikasi serial. Dalam penelitian ini ATcommand digunakan untuk
mengatur atau memberi perintah modul GSM/CDMA. Perintah ATCommand
dimulai dengan karakter “AT” atau “at” dan diakhiri dengan kode (0x0d).
Sumber:https://www.ifuturetech.org/ifuture/uploads/2016/12/sim8
00L_module-view-for-sim-and-front-india.png
Gambar II.30. Modul SIM800L
Berikut ini spesifikasi dari Modem ini: Fitur:
1. Quad-band 850/900/1800/1900MHz
2. Terhubung dengan jaringan GSM global menggunakan 2G SIM
(Telkomsel,Indosat, Three)
48
3. Voice call dengan external 8 speaker dan electret microphone.
4. Kirim dan terima SMS.
5. Kirim dan terima GPRS data (TCP/IP, HTTP, etc.)
6. GPIO ports, misalnya untuk buzzer dan vibrational motor.
7. AT command interface dengan deteksi "auto baud".
2.1.8. Mikrokontroler AVR
Menurut (Rerungan & Wira Nugraha, n.d.) Mikrokontroler AVR
adalah sebuah sistem komputer lengkap dalam satu serpih (chip).
Mikrokontroler lebih dari sekedar sebuah mikroprosesor karena sudah
terdapat atau berisikan ROM (Read-Only Memory), RAM (Read-Write
Memory), beberapa masukan maupun keluaran, dan beberapa peripheral
seperti pencacah atau pewaktu, ADC (Analog to Digital converter), DAC
(Digital to Analog converter) dan serial komunikasi. Salah satu
mikrokontroler yang banyak digunakan saat ini yaitu mikrokontroler AVR.
Mikrokontroler berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronika
dan pada umumnya dapat menyimpan program yang pada dasarnya
menggunkan bahasa assembler. Tetapi Saat ini mikrokontroler dapat
diprogram dengan menggunakan bahasa tingkat tinggi seperti BASIC,
PASCAL atau C. Agar semua mikrokontroler dapat berfungsi, maka
mikrokontroler tersebut memerlukan komponen eksternal yang kemudian
disebut dengan system minimum. Untuk membuat sistem minimal paling
tidak dibutuhkan sistem clock dan reset, walaupun pada beberapa
mikrokontroler sudah menyediakan sistem clock internal, sehingga tanpa
rangakaian eksternal pun mikrokontroler sudah beroperasi. Pada alat
49
keamanan rumah ini menggunakan mikrokontroller ATmega328P, dan
implementasi yang digunakan dari ATmega328P adalah platform
pengembangan Arduino yaitu model Arduino Uno. Sedangkan Arduino
menurut Mandarani (2014:38) menyimpulkan bahwa: “Arduino adalah kit
elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya
terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis
AVR dari perusahaan Atmel”. Saat ini ada bermacam-macam bentuk arduino
yang disesuaikan dengan peruntukannya, salah satunya adalah Arduino USB.
Arduino USB menggunakan USB sebagai antar muka pemrogramannya,
contohnya yaitu Arduino UNO, Arduino Duemilanove, Arduino Diecimilia,
dsb.
1. Arduino Uno
Menurut (Maulana & Purnama, 2017) memyimpulkan bahwa “Arduino
Uno adalah salah satu produk berlabel arduino yang sebenarnya adalah
suatu papan elektronik 16 yang mengandung mikrokontroler Atmega328
(sebuah keping yang secara fungsional bertindak seperti sebuah
komputer)”.
50
Sumber:https://storecdn.arduino.cc/usa/catalog/product/cache/
1/image/520x330/604a3538c15e081937dbfbd20aa60aad/a/0/a
000066_featured_4.jpg
Gambar II.31. Arduino Uno
Konfigurasi yang terdapat pada Arduino Uno menurut Mandarani
(2014:38), adalah:
a. Mikrokontroler ATmega 328.
b. Beroperasi pada tegangan 5 volt.
c. Tegangan input (rekomendasi) 7 - 12 V.
d. Batas tegangan input 6 - 20V
e. Pin digital input/output 14 (6 mendukung output PWM).
f. Pin analog 6
g. Arus pin per input/output 40 mA.
h. Arus untuk pin 3.3V adalah 50mA.
i. Flash memory 32 KB (ATmega 328), 2 KB digunakan oleh bootloader.
51
j. SRAM 2 KB (ATmega 328).
k. EEPROM 1 KB (ATmega 328).
l. Kecepatan clock 16 Mhz
2. Bagian-bagian Arduino Uno
Berikut adalah bagian-bagian yang terdapat pada Arduino Uno.
Sumber:https://webagus.id/wpcontent/uploads/2018/07/
bagainarduino-300x261.png
Gambar II.32. Bagian-Bagian Arduino Uno
a) USB digunakan untuk mengupload program dari komputer ke
dalam Board Arduino, dan berfungsi sebagai komunikasi serial
antara komputer dengan Board Arduino.
b) DC-IN adalah penyuplai tegangan DC sebesar 9–12 Volt.
c) Voltage Regulator adalah untuk mengontrol tegangan yang
diberikan ke papan Arduino dan menstabilkan tegangan DC yang
digunakan oleh prosesor dan elemen lainnya.
d) Kristal merupakan jantung dari Board Arduino itu sendiri,
dikarenakan kristal menghasilkan detak-detak yang dikirim
kepada mikrokontroller agar melakukan sebuah operasi untuk
52
setiap detaknya, yang biasanya berdetak 16 juta kali per detik
(16MHz).
e) Pin Reset digunakan untuk mengatur ulang (reset) papan Arduino.
f) Pin 3.3V = dihasilkan oleh regulator on-board. Menyediakan arus
maksimum 50 mA
g) Pin 5V = pin output 5V yang telah diatur oleh regulator board
Arduino. Board dapat diaktifkan dengan daya dari Power Supply
(7 - 12V), USB (5V), atau pin Vin board (7-12V). Jika tegangan
diinput melalui pin 5V atau 3.3V secara langsung tanpa melewati
regulator, maka dapat merusak board Arduino.
h) Pin GND = Pin Ground
i) Pin Vin = pin yang digunakan jika ingin memberikan power
langsung ke board Arduino dengan tegangan 7V – 12V.
j) Pin analog digunakan untuk membaca tegangan yang dihasilkan
oleh sensor analog. Nilai pin output analog dapat diprogram dari
0 – 255 dan dapat membaca nilai analog dari 0 – 1023, yang
keduanya mewakili nilai tegangan 0-5 Volt.
k) IC Atmega merupakan komponen utama dari Board Arduino yang
didalamnya terdapat CPU, ROM, dan RAM.
l) Port ICSP digunakan untuk memprogram mikrokontroller tanpa
melalui bootloader. ICSP menggunakan jalur Serial Peripheral
Interface (SPI) untuk transfer data. Namun pada umumnya para
pengguna tidak melakukan hal ini.
53
m) Indikator LED ini seharusnya menyala ketika Arduino
dihubungkan ke sumber daya. Jika lampu ini tidak menyala, maka
ada yang salah dengan koneksi.
n) LED TX (transmit) dan RX (receive) muncul pada dua tempat.
Pertama, pada pin digital 0 dan 1, untuk menunjukkan pin yang
bertanggung jawab untuk komunikasi serial. Kedua, LED TX dan
RX di (13). LED TX berkedip dengan kecepatan yang berbeda
saat mengirim data serial. Kecepatan flashing tergantung pada
baud rate yang digunakan oleh board. RX berkedip selama proses
penerimaan.
o) Pin Digital I/O adalah 14 pin digital yang berfungsi sebagai input
atau output dan dapat diatur oleh program. Khusus untuk pin 3, 5,
6, 9, 10, dan 11 dapat juga berfungsi sebagai pin analog output
yang tegangan outputnya dapat diatur.
p) Pin IOREF = memberikan tegangan referensi ketika
mikrokontroler beroperasi. Biasa digunakan pada board shield
untuk dapat memilih sumber daya yang tepat agar dapat bekerja
dengan 5V atau 3.3V.
q) Tombol riset digunakan untuk me-reset Board Arduino sehingga
program akan memulai dari awal kembali. Tombol ini tidak untuk
menghapus program atau mengosongkan mikrokontroller.
2.2. Perangkat Lunak
2.2.1. Bahasa Pemprograman
54
Arduino menggunakan Bahasa pemrograman dengan menggunakan Bahasa C
1. Struktur
Setiap program Arduino (biasa disebut sketch) mempunyai dua buah
fungsi yang harus ada.
a. void setup ( ) { }, adalah Semua kode didalam kurung kurawal akan
dijalankan hanya satu kali ketika program Arduino dijalankan untuk
pertama kalinya.
b. void loop ( ) { }, Fungsi ini akan dijalankan setelah setup (fungsi void
setup) selesai. Setelah dijalankan satu kali fungsi ini akan dijalankan
lagi, dan lagi secara terus menerus sampai catu daya (power)
dilepaskan.
2. Syntax
Berikut ini adalah elemen bahasa C yang dibutuhkan untuk format
penulisan.
a. // (komentar satu baris), kadang diperlukan untuk memberi catatan pada
diri sendiri apa arti dari kode-kode yang dituliskan. Cukup menuliskan
dua buah garis miring dan apapun yang kita ketikkan dibelakangnya
akan diabaikan oleh program.
b. /* */(komentar banyak baris), Jika anda punya banyak catatan, maka hal
itu dapat dituliskan pada beberapa baris sebagai komentar. Semua hal
yang terletak di antara dua simbol tersebut akan diabaikan oleh
program.
55
c. { } (kurung kurawal), digunakan untuk mendefinisikan kapan blok
program mulai dan berakhir (digunakan juga pada fungsi dan
pengulangan).
d. ; (titik koma), setiap baris kode harus diakhiri dengan tanda titik koma
(jika ada titik koma yang hilang maka program tidak akan bisa
dijalankan).
3. Variabel
Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi
untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas. Variabel inilah yang
digunakan untuk memindahkannya.
a. int (integer), digunakan untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16 bit).
Tidak mempunyai angka desimal dan menyimpan nilai dari -32,768 dan
32,767.
b. long (long), digunakan ketika integer tidak mencukupi lagi. Memakai 4
byte (32 bit) dari memori (RAM) dan mempunyai rentang dari -
2,147,483,648 dan 2,147,483,647.
c. boolean (boolean), variabel sederhana yang digunakan untuk
menyimpan nilai TRUE (benar) atau FALSE (salah). Sangat berguna
karena hanya menggunakan 1 bit dari RAM.
d. float (float), digunakan untuk angka desimal (floating point). Memakai
4 byte (32 bit) dari RAM dan mempunyai rentang dari -3.4028235E+38
dan 3.4028235E+38.
56
e. char (character), menyimpan 1 karakter menggunakan kode ASCII
(misalnya ‘A’ = 65). Hanya memakai 1 byte (8 bit) dari RAM.
4. Operator Matematika
Operator yang digunakan untuk memanipulasi angka (bekerja seperti
matematika yang sederhana).
a. = ( sama dengan ), membuat sesuatu menjadi sama dengan nilai yang
lain (misalnya: x = 10 * 2, x sekarang sama dengan 20).
b. % ( persen ), menghasilkan sisa dari hasil pembagian suatu angka
dengan angka yang lain (misalnya: 12 % 10, ini akan menghasilkan
angka 2).
c. + ( tambah ), penjumlahan.
d. – ( min ), pengurangan.
e. * ( bintang ), perkalian.
f. / ( garis miring ), pembagian.
5. Operator Pembanding
Digunakan untuk membandingkan nilai logika.
a. == (sama dengan), Sama dengan (misalnya: 12 == 10 adalah FALSE
(salah) atau 12 == 12 adalah TRUE (benar))
b. != (tanda seru sama dengan), tidak sama dengan (misalnya: 12 != 10
adalah TRUE (benar) atau 12 != 12 adalah FALSE (salah))
57
c. < (lebih kecil dari), (misalnya: 12 < 10 adalah FALSE (salah) atau 12 <
12 adalah FALSE (salah) atau 12 < 14 adalah TRUE (benar))
d. > (lebih besar dari), (misalnya: 12 > 10 adalah TRUE (benar) atau 12 >
12 adalah FALSE (salah) atau 12 > 14 adalah FALSE (salah))
6. Struktur Pengaturan
Program sangat tergantung pada pengaturan apa yang akan dijalankan
berikutnya, berikut ini adalah elemen dasar pengaturan (banyak lagi yang
lain dan bisa dicari di internet).
a. if..else, dengan format seperti berikut ini:
if (kondisi) { }
else if (kondisi) { }
else { }
Dengan struktur seperti diatas program akan menjalankan kode yang
ada di dalam kurung kurawal jika kondisinya TRUE, dan jika tidak
(FALSE) maka akan diperiksa apakah kondisi pada else if dan jika
kondisinya FALSE maka kode pada else yang akan dijalankan.
b. for, dengan format seperti berikut ini:
for (int i = 0; i < #pengulangan; i++) { }
Digunakan bila anda ingin melakukan pengulangan kode di dalam
kurung kurawal beberapa kali, ganti #pengulangan dengan jumlah
pengulangan yang diinginkan. Melakukan penghitungan ke atas dengan
i++ atau ke bawah dengan i–.
58
7. Digital
a. pinMode(pin, mode)
Digunakan untuk menetapkan mode dari suatu pin, pin adalah nomor
pin yang akan digunakan dari 0-19 (pin analog 0-5 adalah 14-19). Mode
yang bisa digunakan adalah INPUT atau OUTPUT.
b. digitalWrite(pin, value)
Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai OUTPUT, pin tersebut dapat
dijadikan HIGH (ditarik menjadi 5 volts) atau LOW (diturunkan
menjadi ground).
c. digitalRead(pin)
Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai INPUT maka anda dapat
menggunakan kode ini untuk mendapatkan nilai pin tersebut apakah
HIGH (ditarik menjadi 5 volts) atau LOW (diturunkan menjadi
ground).
8. Analog
Arduino adalah mesin digital tetapi mempunyai kemampuan untuk
beroperasi di dalam alam analog (menggunakan trik). Berikut ini cara
untuk menghadapi hal yang bukan digital.
a. analogWrite(pin, value)
Beberapa pin pada Arduino mendukung PWM (pulse width
modulation) yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, 11. Ini dapat merubah pin hidup
59
(on)atau mati (off) dengan sangat cepat sehingga membuatnya dapat
berfungsi layaknya keluaran analog. Value (nilai) pada format kode
tersebut adalah angka antara 0 ( 0% duty cycle ~ 0V) dan 255 (100%
duty cycle ~ 5V).
b. analogRead(pin)
Ketika pin analog ditetapkan sebagai INPUT anda dapat membaca
keluaran voltase-nya. Keluarannya berupa angka antara 0 (untuk 0 volt)
dan 1024 (untuk 5 volt).
2.2.2. Software Editor
Aplikasi yang digunakan untuk memasukan program kedalam board
Arduino adalah software Arduino IDE, Software tersebut dapat didownload
pada situs www.arduino.cc dan terdapat tiga installer yang bisa di unduh
untuk disesuaikan dengan Operating System nya, yakni Windows, Mac-Os,
dan Linux.
1. Proses Instalasi Arduino IDE
Setelah Meng-klik software Arduino IDE yang sudah didownload akan
muncul jendela License Agreement.
60
Sumber : Dokumentasi pribadi
Gambar II.33. License Agreement
Selanjutnya jika setuju dan patuh terhadap kebijakan yang dibuat
Arduino, maka selanjutnya dapat meng-klik “I Agree”
Lalu akan muncul jendela Setup Installation Options.
Sumber : Dokumentasi pribadi
Gambar II.34. Setup Installation Options
Pada bagian ini terdapat pemilihan untuk memasang fitur apa saja yang
akan dipasang (install). Bila semua kotak sudah tercentang dapat meng-
klik “Next”.
61
Selanjutnya muncul jendela Installation Folder.
Gambar II.35. Installation Folder
Tampilan ini mengarahkan direktori mana yang akan diinstall Arduino
IDE. Secara default tidak perlu mengganti direktori instalasi Arduino
IDE. Bila tidak instalasi direktori tidak berubah dapat meng-klik “Next”.
Selanjutnya akan muncuk jendela instalasi Driver untuk berbagai macam
Board dan Hardware yang terintegrasi dengan Arduino IDE, disarankan
untuk diinstall saja demi kelancaran proses Upload coding ke
Mikrokontroller.
Gambar II.36. Installation Driver
62
Pada proses ini kemungkinan akan beberapa kali muncul pop-up perintah
instal dikarenakan komputer atau perangkat belum pernah terpasang
aplikasi sejenis Arduino IDE dan pastikan saja semua terinstal. Setelah
semua tahap proses instalasi selesai akan muncul tampilan berikut.
Gambar II.37. Installation Completed
Bila Software Arduino IDE sudah terinstal , jalankan aplikasi tersebut
dengan meng-klik shortcut aplikasi Arduino Ide di desktop atau distart
menu lalu akan muncul splash screen sabagai berikut.
Gambar II.38. Splash Screen
63
Setelah itu akan muncul jendela Arduino IDE sebagai berikut.
Gambar II.39. Arduino IDE
top related