5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Perangkat Keras

Menurut (Susilawati dan Risanto Darmawan, 2017) menyimpulkan bahwa:

Hardware atau perangkat keras adalah segala piranti atau komponen dari

sebuah rangkaian elektronika yang sifatnya bisa dilihat secara kasat mata dan

bisa diraba secara langsung. Hardware berfungsi untuk mendukung segala

proses dalam sebuah rangkaian elektronika dan bekerja sesuai perintah yang

sudah ditentukan penggunanya. Dengan adanya komponen hardware, maka

bentuk output dari setiap proses bisa direalisasikan

Perangkat keras adalah bagian komponen - komponen dari sebuah alat yang

berfungsi untuk memberikan masukan, mengolah dan menampilkan keluaran. Dan

digunakan oleh sistem untuk menjalankan perintah yang diprogramkan. Dalam hal ini

penulis akan menjelaskan tentang komponen apa saja yang digunakan pada alat ini,

pengertian dan fungsinya. Karena masing-masing komponen memiliki peran penting,

baik komponen elektronika aktif maupun pasif, sensor serta perangkat output yang

digunakan dalam pembuatan alat ini, maka penulis membaginya kedalam beberapa

kelompok yaitu IC analog, sumber tegangan, komponen elektronika dasar, sensor, led,

buzzer dan mikrokontroler.

2.1.1. Teori IC Digital / IC Analog

Menurut (Listriyarini dan Ratih, 2018) “Integrated Circuit (IC) adalah suatu

kelompok elektronik yang dibuat dari bahan semikonduktor dan merupakan

pengembangan dari transistor”.

IC memiliki fungsi dan tugas khusus yang telah ditentukan oleh

pembuatnya, tugas khusus ini ditentukan dengan bagaimana cara merangkai

6

komponen yang ada karena pada dasarnya adalah sebuah rangkaian tertentu

dengan fungsi tertentu pula.

Ada dua jenis Integrated Circuit (IC):

1. Integrated Circuit (IC) Analog

IC analog adalah IC yang tersusun oleh beberapa rangkaian analog (linear) dan

beroperasi dengan menggunakan sinyal sinusoidal. Pada umumnya IC analog

berfungsi sebagai penguat daya (power amplifier), penguat sinyal, penerima frekuensi

radio, penguat sinyal mikro.

2. IC Digital

Berbeda dengan IC analog, IC digital beroperasi pada tegangan 0 volt (low) dan

5 volt (high). IC digital sering digunakan sebagai aplikasi sakelar cepat, dalam

perkembangannya IC digital merupakan jenis IC yang paling banyak digunakan dalam

segala bidang elektronika, karena ukurannya kecil dan memiliki fungsi yang sangat

lengkap.

Sumber: https://teknikelektronika.com/jenis-jenis-pengelompokan-ic-integrated-circuit/

Gambar II.1. Integrated Circuit(IC)

2.1.2. Sumber Tegangan

Menurut (Fadlilah dan Ahmad Arifudin, 2018) mengatakan bahwa “Sumber

tegangan atau catu daya atau sering disebut dengan power supply adalah sebuah piranti

yang berguna sebagai sumber listrik untuk piranti lain”.

7

Menurut (Ponto, 2018) “Baterai atau akkumulator adalah sebuah sel listrik

dimana didalamnya berlangsung proses elektrokimia yang reversible (dapat

berkebalikan) dengan efisiensinya yang tinggi.” Yang dimaksud dengan reaksi

elektrokimia reversibel adalah didalam baterai dapat berlangsung proses pengubahan

kimia menjadi tenaga listrik (proses pengosongan) dan sebaliknya dari tenaga listrik

menjadi tenaga kimia (proses pengisian) dengan cara proses regenerasi dari elektroda

- elektroda yang dipakai yaitu, dengan melewatkan arus listrik dalam arah polaritas

yang berlawanan didalam sel. Baterai menghasilkan listrik melalui proses kimia.

Terdapat 2 jenis baterai berdasakan pada proses yang terjadi, yaitu:

1. Primary battery Baterai yang hanya dapat digunakan sekali saja dan dibuang.

Material elektrodanya tidak dapat berkebalikan arah ketika dilepaskan.

2. Secondary battery Baterai yang dapat digunakan dan diisi ulang beberapa kali,

proses kimia yang terjadi di dalam baterai ada reversibel, dan baha aktif dapat

kembali ke kondisi semula dengan pengisian sel. Berikut adalah gambar baterai

Sumber: https://components101.com/batteries/18650-lithium-cell

Gambar II.2. Baterai Lithium 18650

2.1.3. Komponen Elektronika

1. Resistor

Menurut (Wahyudi, 2018) “Resistor adalah komponen yang mempunyai sifat

menghambat arus listrik”. Satuan nilai dari resistor adalah ohm (Ω). Resistor

8

merupakan komponen elektronika dua kutub yang didesign untuk menahan arus listrik

dengan memproduksi tegangan listrik diantara kedua kutubnya, nilai tegangan

terhadap resistansi berbanding dengan arus yang mengalir.

a. Resistor Tetap (Fixed Resistor)

Resistor tetap merupakan suatu resistor yang nilai resistansinya tidak dapat

diubah. Resistor tetap memiliki nilai resistansi yang tertulis pada badan

resistor dengan menggunakan kode warna dan kode angka. Resistor jenis

ini sering digunakan sebagai penghambat arus listrik secara permanen

dalam rangkaian elektronika.

b. Resistor Tidak Tetap

Resistor variable adalah resistor yang nilai resistansinya dapat diubah

secara langsung baik dengan tuas yang telah tersedia atau menggunakan

obeng”. Ada 2 jenis Resistor variabel yang ada di pasaran yaitu Trimpot

dan Potensiometer.

Sumber: https://teknikelektronika.com/pengertian-resistor-jenis-jenis-resistor/

Gambar: II.3. Resistor

2. Kapasitor

Kapasitor adalah komponen dasar elektronika yang berfungsi untuk

menyimpan muatan listrik dengan symbol C (Capasitor). Struktur sebuah

kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan

dielektrik. Bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum,

9

keramik, gelas dan lain - lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka

muatan – muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya

pada saat yang sama muatan – muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu

lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan begitu juga

sebaliknya karena terpisah oleh bahan dielektrik yang nonkonduktif. Muatan elektrik

ini tersimpan selama tidak ada kondiksi pada ujung - ujung kakinya.

a. Kapasitor Elektrolit (ELCO)

Kelompok kapasitor elektrolit terdiri dari kapasitor – kapasitor yang bahan

dielektriknya adalah lapisan metal - oksida. Umumnya kapasitor yang

termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda (+) (plus) (-)

(minus) dibadannya.

b. Kapasitor Keramik

Bentuk kapasitor keramik bermacam - macam. Karena sifatnya yang

stabil, kapasitor keramik bagus digunakan pada frekuensi tinggi. Pemasang

kapasitor keramik pada rangkaian elektronika boleh dibolak - balik. Nilai

kapasistansi kapasitor keramik sangat kecil, tetapi bagus digunakan pada

jangkauan tegangan yang luas hingga 100 volt.

Sumber: https://teknikelektronika.com/cara-membaca-menghitung-nilai-kapasitor-

berdasarkan-kode-angka/

Gambar II.4. Kapasitor

10

3. Kristal (X-tal)

Kristal umumnya digunakan sebagai rangkaian osilator yang menuntut

stabilitas frekuensi yang tinggi dalam jangka waktu yang panjang, akurasi

crystal umumnya pada berada dalam kisaran 30ppm, dengan akurasi yang

lebih tinggi akan semakin mahal harganya. Perlu diketahui bahwa setiap

mikrokontroler AVR memiliki fasilitas untuk memilih sumber clock atau

detak dengan banyak alternative pilihan. Keluarga AVR memberikan opsi

pilihan sumber clock untuk fleksibilitas penggunaan.

Sumber: https://sismik.stei.itb.ac.id/page/4/

Gambar II.5. X-tal

4. Pin Header

Header atau biasa dikenal dengan nama pin head berguna sebagai

soket tempat menghubungkan kabel-kabel konektor, ada dua jenis pin header yaitu pin

header male dan pin header female, walaupun berbeda namun memiliki fungsi yang

sama yaitu sebagai konektor.

Sumber: http://www.jogjarobotika.com/116-male-female-header

Gambar II.6. Pin Headet Male, Female

11

5. Socket Pin

Socket adalah tempat untuk memasang dan melepaskan IC. Fungsi dari socket

adalah untuk melindungi IC pada saat penyolderan dan memudahkan penggantian

apabila IC yang digunakan mengalami kerusakan.

Sumber: https://www.addicore.com/DIP-Socket-DIP-28-28-pin-0-3-Wide-p/160.htm

Gambar II.7. Socket Pin

6. Kabel Jumper

Kabel Jumper digunakan untuk menyalurkan energi listrik. Sebuah kabel listrik

terdiri dari isolator dan konduktor isolator adalah bahan pembungkus kabel yang biasa

terbuat dari plastik atau karet, sedangakan konduktor terbuat dari tembaga.

Sumber: https://www.gadgetkudus.com/kabel-jumper-male-to-male-20cm/

Gambar II.8. Kabel Jumper

7. Modul I2C

Menurut (Sari, Cucu Suhery, dan Yudha Arman, 2015) memberikan batasan

bahwa “I2C merupakan singkatan dari Inter Integrated Circuit, yaitu sebuah protokol

untuk komunikasi serial antar IC dan sering disebut juga Two Wire Interface (TWI)”.

12

Sumber : www.miniinthebox.com

Gambar II.9. Modul I2C

8. Atmega328p

Atmega328 merupakan mikrokontroler keluarga AVR 8 bit. Beberapa

mikrokontroler yang sama dengan ATMega8 ini antara lain ATMega8535,

ATMega16, ATMega32, ATMega328, yang membedakan antara mikrokontroler

antara lain adalah ukuran memori, banyaknya GPIO (pin inpu/output), peripherial

(USART, timer, counter, dll). Dari segi ukuran fisik ATMega328 memiliki ukuran

fisik lebih kecil dibandingkan dengan beberapa mikrokontroler diatas. Namun untuk

segi memori dan peripheral lainnya ATMega328 tidak kalah dengan yang lainnya

karena ukuran memori dan peripheralnya relatif sama dengan ATMega8535,

ATMega32, hanya saja jumlah GPIO lebih sedikit dibandingkan mikrokontroler

diatas.

Sumber: https://klinikrobot.com/product/ic-atmel-avr-atmega/atmel-dip-atmega328p-pu.html

Gambar II.10. ATMega328

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 peripheral lainnya.

13

a. Port B

Port B merupakan jalur data 8 bit yang dapat difungsikan sebagai

input/output. Selain itu PORTB juga dapat memiliki fungsi alternative

seperti di bawah ini.

1) ICP1 (PBO), berfungsi sebagai Timer Counter 1 input capture pin.

2) OC1A (PB!), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3) dapat difungsikan sebagai

keluaran PWM (Pulse Width Modulation).

3) MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupakan jalur

komunikasi SPI.

4) Selain itu pin ini juga berfungsi sebagai jalur pemograman serial (ISP).

5) TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai sumber

clock external untuk timer.

6) XTAL1 (PB6) dan XTAL2 (PB7) merupakan sumber clock utama

mikrokontroler.

b. Port C

Port C merupakan jalur data 7 bit yang dapat difungsikan sebagai

input/output. Fungsi alternatif PORTC antara lain sebagai berikut.

1) ADC6 channel (PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan resolusi sebesar

10 bit. ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa

tegangan analog menjadi data digital.

2) I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada

PORTC. I2C digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau device

lain yang memiliki komunikasi data tipe I2C seperti sensor kompas,

accelerometer nunchuck.

14

c. Port D

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.

1) USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial

dengan level sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data

serial, sedangkan RXD kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi

untuk menerima data serial.

2) Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi khusus

sebagai interupsi hardware. Interupsi biasanya digunakan sebagai

selaan dari program, misalnya pada saat program berjalan kemudian

terjadi interupsi hardware/software maka program utama akan

berhenti dan akan menjalankan program interupsi.

3) XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk USART,

namun kita juga dapat memanfaatkan clock dari CPU, sehingga tidak

perlu membutuhkan external clock.

4) T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external untuk timer 1

dan timer 0.

5) AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan input untuk analog

comparator.

ATMega328 adalah mikrokontroler keluaran dari atmel yang mempunyai

arsitektur RISC (Reduce Intruction Set Computer) yang mana setiap proses eksekusi

data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Intruction Set Computer).

Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain:

15

a. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only

Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanen

karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

b. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2 KB.

c. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (pulse Width

Modulation) output.

d. 32 x 8-bit register serba guna.

e. Dengan clock 16 MHz kecepatan mencapai 16 MIPS.

f. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang

menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.

g. 130 macam intruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus

clock.

9. Motor Driver L293D

Driver Motor DC H-Bridge Dengan IC L293D merupakan rangkaian penggerak

motor DC H-Bridge yang sangat sederhana dan dapat digunakan untuk mengontrol 2

unit motor DC secara PWM maupun dengan logika TTL. Rangkaian Driver Motor DC

H-Bridge Dengan IC L293D menjadi sangat sederhana karena menggunakan IC

L293D yang didesain khusus sebagai driver motor DC H-Bridge dengan 2 unit

rangkaian kontrol motor DC dalam 1 IC yang independen. Untuk membuat driver

motor DC dengan teknik H-Bridge menggunakan IC L293D seperti pada artikel

“Driver Motor DC H-Bridge Dengan IC L293D” ini dapat dirakit pada PCB yang

kecil. Driver Motor DC H-Bridge Dengan IC L293D dapat digunakan untuk

mengontrol 2 buah motor DC sekaligus. Driver Motor DC H-Bridge Dengan IC

L293Dini dapat digunakan untuk mengendalikan motor DC secara kontinyu ataupun

dengan teknik PWM. Rangkaian driver motor dc dalam artikel “Driver Motor DC H-

16

Bridge Dengan IC L293D” ini hanya menggunakan IC L293D saja dan mampu

mengendalikan motor DC dengan kapasitas arus hingga 1A untuk tiap unitnya. Untuk

merakit rangkaian Driver Motor DC H-Bridge Dengan IC L293D dapat melihat

gambar berikut.

Sumber: http://e-belajarelektronika.com/driver-motor-dc-h-bridge-dengan-ic-l293d/

Gambar II.11. Rangkaian Driver Mootor DC

Untuk megoperasikan rangkaian Driver Motor DC H-Bridge Dengan IC

L293D ini adalah dengan memberikan logika HIGH dan LOW atau dengan pulsa

PWM pada teminal input 1A – 1B dan terminal 2A – 2B. Jalur input Enable 1 dan

Enable 2 digunakan untuk mengaktifkan driver motor DC H-Bridge pada IC L293D.

Konfigurasi kontrol rangkaian Driver Motor DC H-Bridge Dengan IC L293D dapat

dilihat pada tabel berikut :

Table II.1.

Logika High dan Low

Enable

0

1

1

1

1

Input A

X

0

1

1

0

Input B

X

1

0

1

0

17

Dalam aplikasi rangkaian Driver Motor DC H-Bridge Dengan IC L293D, IC

L293D akan menghasilkan panas pada saat mengendalikan motor DC. Oleh karena itu

perlu dipasang pendingin (heat sink) kecil untuk menyerap panas yang dihasilkan IC

tersebut. Rangkaian Driver Motor DC H-Bridge Dengan IC L293D ini dapat

digunakan untuk kontrol motor DC pada robot line follower maupun robot-robot yang

lain. Jalur input atau terminal input rangkaian Driver Motor DC H-Bridge Dengan IC

L293D dapat dihubungkan ke microcontroler atau IC TTL secara langsung tanpa

tambahan interface.

Sumber: https://potentiallabs.com/cart/l293d-ic

Gambar II.12. IC L39D

2.1.4. Sensor

1. Infrared

Rangkaian sensor infra merah menggunakan foto transistor dan led infra merah

yang dihubungkan secara optik. Foto transistor akan aktif apabila terkena cahaya dari

led infra merah. Antara Led dan foto transistor dipisahkan oleh jarak. Jauh dekatnya

jarak memengaruhi besar intensitas cahaya yang diterima oleh foto transistor. Apabila

antara Led dan foto transistor tidak terhalang oleh benda, maka foto transistor akan

aktif. Transistor BC 547 akan tidak aktif karena tidak ada arus yang mengalir ke basis

transistor BC 547. Karena transistor tersebut tidak aktif, maka tidak ada arus yang

mengalir dari kolektor ke emitor sehingga menyebabkan transistor BD 139 tidak aktif

18

dan outputnya berlogik ‘1’ dan Led padam. Apabila antara Led dan foto transistor

terhalang oleh benda, foto transistor akan tidak aktif, sehingga transistor BC 547 akan

aktif karena ada arus mengalir ke basis transistor BC 547. Dengan transistor dalam

keadaan on, maka arus mengalir dari kolektor ke emitor sehingga menyebabkan

transistor BD 139 on dan outputnya berlogik ‘0’ serta Led menyala.

Sumber: https://sea.banggood.com/search/infrared-sensor.html

Gambar II.13. Sensor Infrared

2. HC-SR 04 Ultrasonik

Menurut (Santoso, Wijaya Kurniawan dan Gembong Edhi Setyawan, 2017)

mengatakan bahwa “HC-SR 04 merupakan sensor ultrasonik yang dapat

digunakan untuk mengukur jarak antara penghalang dan sensor”.

Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran

fisi(bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini

didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat

dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi

tertentu. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan

gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik).

Cara menggukan alat ini yaitu ketika kita memberikan tegangan positif pada pin

Trigger selama 10uS, maka sensor akan mengirimkan 8 step sinyal ultrasonik

dengan frekuensi 40kHz. Selanjutnya sinyal akan diterima pada pin Echo.

19

Untuk mengatur jarak benda yang memantulkan sinyal tersebut, maka selisih

waktu ketika mengirim dan menerima sinyal digunakan untuk menentukan jarak

benda tersebut.

Sumber: https://www.elangsakti.com/2015/05/sensor-ultrasonik.html

Gambar II.14. Sensor Ultrasonik

2.1.5. Output

1. LCD (Liquid Crystal Display)

Menurut (Dinata dan Wahri Sunanda, 2015) memberikan batasan bahwa “LCD

berfungsi untuk menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilkan teks, atau

menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler”.

Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah:

a. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.

b. Mempunyai 192 karakter tersimpan.

c. Terdapat karakter generator terprogram.

d. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.

e. Dilengkapi dengan back light.

20

Sumber : Dinata dan Wahri Sunanda (2015:86)

Gambar II.15. LCD (Liquid Crystal Display)

2. Buzzer

Menurut (Purnamasari dan Romi Wijaya, 2017) memberikan batasan bahwa

“Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah

getaran listrik menjadi getaran suara”.

Buzzer merupakan sebuah komponen elektronika yang masuk dalam keluarga

transduser, yang dimana dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara.

Nama lain dari komponen ini disebut dengan beeper. Pada saat ada aliran catu

daya atau tegangan listrik yang mengalir ke rangkaian yang menggunakan

piezoelectric, maka akan terjadi pergerakan mekanis pada piezoelectric

tersebut, yang dimana gerakan tersebut mengubah energi listrik menjadi energi

suara yang dapat didengar oleh telinga manusia. Piezoelectric menghasilkan

frekuensi di range kisaran antara 1 – 5 kHz hingga 100 kHz yang diaplikasikan

ke Ultrasound, tegangan operasional piezoelectric pada umumnya yaitu berkisar

antara 3Vdc hingga 12 Vdc.

Sumber: https://uk.farnell.com/mallory/sbs300fl/piezo-speaker-medical-105dba/

Gambar II.16. Buzzer

21

3. Motor servo

Menurut (Iswanto, 2016) mengatakan bahwa “Motor Servo adalah sebuah

motor dengan sistem closed feedback di mana posisi dari motor akan

dikonfirmasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo”.

Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback dimana posisi

dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam

motor servo . Motor ini terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear,

potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk

menentukan batas sudut dari putaran servo . Sedangkan sudut dari sumbu motor

servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel

motor. Tampak pada gambar dengan pulsa 1.5 ms pada periode selebar 2 ms

maka sudut dari sumbu motor akan berada pada posisi tengah. Semakin lebar

pulsa OFF maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah jarum jam dan

semakin kecil pulsa OFF maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah yang

berlawanan dengan jarum jam. Motor servo biasanya hanya bergerak mencapai

sudut tertentu saja dan tidak continue seperti motor DC maupun motor stepper.

Walau demikian, untuk beberapa keperluan tertentu, motor servo dapat

dimodifikasi agar bergerak continue. Pada robot, motor ini sering digunakan

untuk bagian kaki, lengan atau bagian-bagian lain yang mempunyai gerakan

terbatas dan membutuhkan torsi cukup besar.

Motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah (CW dan CCW)

dimana arah dan sudut pergerakan rotornya dapat dikendalikan hanya dengan

memberikan pengaturan duty cycle sinyal PWM pada bagian pin kontrolnya.

Berikut adalah gambar Servo Sg90 :

22

Sumber: https://servodatabase.com/servo/towerpro/sg90

Gambar II.17. Motor Servo

4. Motor DC

Motor Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit

atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat

berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik

yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan. Motor Listrik DC tersedia dalam

berbagai ukuran rpm dan bentuk. Kebanyakan Motor Listrik DC memberikan

kecepatan rotasi sekitar 3000 rpm hingga 8000 rpm dengan tegangan operasional dari

1,5V hingga 24V.

Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC,

yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang

statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian

yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini

dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya

adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan

medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator)

dan Brushes (kuas/sikat arang).

23

Sumber: https://duwiarsana.com/produk/motor-dc-6v-roda/

Gambar II.18. Motor DC

2.1.6. Arduino

Menurut (Kadir, 2017) mengatakan bahwa “Arduino Uno adalah papan yang

mengandung sebuah mikrokontroler buatan Atmel (Atmega328p) yang menjadi pusat

pengendali perangkat keras dan sejumlah pin untuk kepentingan operasi masukan

(input) dan keluaran (output)”.

Mikrokontroler sebuah pengembangan lebih lanjut mengenai mikroprosesor

adalah mikrokontroler. bila dalam penggunaannya, mikroprosesor membutuhkan

RAM (Random Akses Memory) dan ROM (Read Only Memory) untuk membuat suatu

alat yang sederhana. Akan tetapi dalam sebuah chip Mikrokontroler, piranti-piranti

tersebut telah terintegrasi cukup lengkap didalam nya, bahkan sekarang

mikrokontroler ada yang memiliki piranti-piranti tambahan lain yang terintegrasi di

dalamnya, seperti ADC (Analog Digital Converter), RTC (Real Time Clock), dan

lainlain. Penggunaan mikrokontroler dapat mengurangi komponen yang akan

digunakan bila kita akan membuat suatu alat atau rangkaian elektronik.

Arduino adalah sebuah papan mikrokontroler yang sudah didesain dan dibuat oleh

salah satu perusahaan dari Italia yang memudahkan pengguna dalam mengembangkan

proyek-proyek automasi dan mikrokontroler lainnya dengan mudah dan bersifat open

source.

24

Sumber: https://store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3

Gambar II.19. Arduino Uno

2.2 Perangkat Lunak

Menurut (Utami, 2015) mengatakan bahwa “Perangkat lunak (software) adalah

program yang berisi kumpulan instruksi untuk melakukan proses pengolahan data”.

Perangkat lunak atau piranti lunak (Software) adalah istilah khusus untuk data

yang diformat, dan disimpan secara digital, termasuk program computer,

dokumentasinya, dan berbagai informasi yang bias dibaca, dan ditulis oleh

computer.Dengan kata lain, bagian dari system computer yang tidak terwujud.Istilah

ini menonjolkan perbedaan dengan perangkat keras computer.

Pembuatan perangkat lunak itu sendiri memerlukan “Bahasa pemrograman”

yang ditulis oleh seorang pemrogram untuk selanjutnya.dikompilasi dengan aplikasi

komplier sehingga menjadi kode yang bias dikenali oleh mesin hardware

2.2.1. Bahasa Pemprograman

Menurut (Iswanto dan Nia Maharani Raharja, 2015) menyimpulkan bahwa:

Bahasa C pertama kali digunakan di komputer Digital Equipment Corporation

PDP-11 yang menggunakan sistem operasi UNIX C adalah bahasa yang

standar, artinya suatu program yang ditulis dengan bahasa C tertentu akan

dapat dikonversi dengan bahasa C yang lain dengan sedikit modifikasi, Standar

bahasa C yang asli adalah standar dari UNIX.

Bahasa yang digunakan dalam pembuatan robot avoider adalah bahasa C.

25

1. Struktur

Struktur dalam penulisan program bahasa C mencakup tiga hal yaitu File

Header, Fungsi Utama, Fungsi Lain. Dalam pemprograman bahasa C

biasa menggunakan fungsi utama Main() yang akan dijalankan pertama

kali pada saat eksekusi program, meskipun didalam fungsi utama ini terdapat

statement yang memanggil fungsi lain. Sedangkan didalam program

Arduino (Sketch) memiliki dua fungsi yang diperlukan yang setiap

fungsinya melampirkan blok-blok pernyataan.

void setup()

statements;

void loop()

statements;

a. Void setup()

Fungsi setup() akan dipanggil ketika sketch dijalankan pertama kali dan

hanya akan berjalan sekali, yaitu setiap power-upatau restart

boardArduino. Struktur fungsi ini berguna untuk menginisialisasi mode

pin, variabel, memulai penggunaan library, dll

26

b. Void loop()

Setelah fungsi setup() selesai, fungsi loop() akan dijalankan secara terus

menerus sampai catu daya (power supply) dilepas. Fungsi ini akan

secara aktif mengontrol board Arduino baik secara input maupun output.

2. Syintax

Bahasa C memerlukan beberapa elemen dalam format penulisan, yaitu:

a. ; (titik koma) digunakan pada akhir setiap baris kode.

b. (kurung kurawal) untuk mendefinisikan awal fungsi dan akhir fungsi.

c. // (baris komentar) digunakan untuk memberi satu baris catatan dari arti kode-

kode yang dituliskan.

d. /**/ (blok komentar) digunakan untuk memberi dua atau lebih baris catatan

dari arti kode-kode yang dituliskan

e. #include yaitusatu jenis pengarah praprosessor yang dipakai untuk membaca

file yang dinamakan file judul (header file)

3. Operator aritmatika

Operator ini digunakan untuk memanipulasi angka yang bekerja seperti

matematika sederhana. Operator Aritmatika digolongkan dalam Operator

binarydan operator unary.

a. (=) Membuat sesuatu menjadi sama dengan nilai yang lain (misalnya: x =

10 * 2, x sekarang sama dengan 20).

b. (%) Menghasilkan sisa dari hasil pembagian suatu angka dengan angka

yang lain (misalnya: 12 % 10, ini akan menghasilkan angka 2)

c. (+) Penjumlahan

d. (-) Pengurangan

e. (*) Perkalian

27

f. (/) Pembagian

4. Operator pembanding

Operator ini digunakan untuk membandingkan dua buah nilai dengan hasil berupa

nilai numerik 1 (True) atau 0 (False).

a. (==) Sama dengan (misalnya: 12 == 10 adalah FALSE (salah) atau 12 ==

12 adalah TRUE (benar))

b. (!=) Tidak sama dengan (misalnya: 12 != 10 adalah TRUE (benar) atau 12

!= 12 adalah FALSE (salah))

c. (>) Lebih besar dari (misalnya: 12 > 10 adalah TRUE (benar) atau 12 > 12

adalah FALSE (salah) atau 12 > 14 adalah FALSE (salah))

d. (<) Lebih kecil dari (misalnya: 12 < 10 adalah FALSE (salah) atau 12 < 12

adalah FALSE (salah) atau 12 < 14 adalah TRUE (benar))

5. Struktur pengaturan

Sebuah program memiliki suatu struktur dan pengaturan untuk menjalankan

perintah programnya, yang biasa disebut juga dengan seleksi kondisi. Beberapa

seleksi kondisi yang biasa digunakan dalam bahasa C sebagai berikut:

a. if..else, dengan format seperti berikut ini:

if (kondisi)

else if (kondisi)

else

Digunakan untuk memilih satu dari dua atau lebih pernyataan dengan

menjalankan pernyataan if terlebih dahulu, jika kondisinya TRUE maka akan

diteruskan perintah programnya, jika kondisinya FALSE maka pernyataan else

yang akan dijalankan.

28

b. for, dengan format seperti berikut ini:

for (int i = 0; i < #pengulangan; i++)

Digunakan untuk melakukan perulangan pada suatu kondisi menggunakan

perhitungan (counter) yang pasti.

6. Digital I/O

I/O digital pada Arduino memiliki fungsi sendiri untuk mengaksesnya. Fungsi

ini menyederhanakan perintah yang berhubungan dengan pin I/O Arduino.

a. pinMode (pin, mode)

Berfungsi untuk mengkonfigurasi pin tertentu secara spesifik untuk

digunakan sebagai input atau output. Pin adalah nomor pin yang akan

digunakan dari 0-19 (pin analog 0-5 adalah 14-19). Pada Arduino 1.0.1

dimungkinkan untuk mengaktifkan resistor pullup internal dengan mode

INPUT_PULLUP dan mode INPUTeksplisit menonaktifkan pullups

intern

b. digitalWrite (pin, value)

Berfungsi untuk memberi nilai HIGHatau LOWke pin digital. Jika pin

dikonfigurasi sebagai OUTPUTdengan pinMode(), maka tegangan akan

diatur ke nilai yang sesuai, yaitu 5V atau 3.3V untuk HIGHdan 0V

(ground) untuk LOW. Jika pin dikonfigurasi sebagai INPUTdengan

pinMode(), maka digitalWrite() akan mengaktifkan (HIGH) atau

menonaktifkan (LOW) dengan pullup internal pada pin input.

c. digitalRead (pin)

Berfungsi untuk membaca nilai dari pin digital tertentu, baik itu HIGHatau

LOW.

29

7. Analog I/O

Arduino memang sebuah mesin digital, tetapi mempunyai kemampuan untuk

beroperasi didalam analog.

a. AnalogRead (pin)

Berfungsi untuk membaca nilai analog melalui pin analog. Pada Arduino

Uno sendiri memiliki 6 channel analog. Ketika pin analog ditetapkan

sebagai INPUT, maka keluaran voltase dapat dibaca, yang keluarannya

antara angka 0 (0V) dan 1024 (5V).

b. AnalogWrite (pin, value)

Pin pada Arduino ada yang mendukung PWM (pulse width modulation)

yaitupin 3, 5, 6, 9, 10, 11, yang dapat merubah pin hidup (on) atau mati (off)

dengan cepat sehingga dapat membuatnya berfungsi seperti keluaran

analog. Valueatau nilai pada format kode tersebut adalah antara angka 0 (0%

duty cycle –0V) dan 255 (100% duty cycle –5V).

8. Delay (time)

Fungsi ini untuk menghentikan sementara program selama waktu yang ditentukan

dalam milidetik. Delay (1000) sama dengan 1 detik

4.2.2. Aplikasi Program (Arduino IDE)

Arduino dapat digunakan untuk mengembangkan objek interaktif, mengambil

masukan dari berbagai switch atau sensor, dan mengendalikan berbagai lampu, motor,

dan output fisik lainnya. Proyek Arduino dapat berdiri sendiri, atau berkomunikasi

dengan perangkat lunak (software) yang berjalan pada komputer (misalnya: Flash,

Pengolahan, MaxMSP, database, dsb). Board dapat dirakit sendiri atau dibeli; open-

source IDE dapat didownload secara gratis.

30

Arduino adalah software open source yang memudahkan untuk menulis kode

program dan meng-upload-nya ke board Arduino. Software Arduino dapat berjalan

pada Windows, Mac OS X, dan Linux. Software ini ditulis dalam bentuk Java dan

berbasis processing, avr-gcc, dan perangkat lunak open source lainnya.

Software Arduino IDE (Integrated Development Environment) adalah sebuah

perangkat lunak yang memudahkan dalam mengembangkan aplikasi mikrokontroler

mulai dari menuliskan source program, kompilasi, upload hasil kompilasi, dan uji coba

secara terminal serial. Arduino dapat dijalankan di komputer dengan berbagai macam

platform karena didukung atau berbasis Java. Source program yang dibuat untuk

aplikasi mikrokontroler adalah bahasa C/C++ dan dapat digabungkan dengan

assembly.

Lingkungan open-source Arduino memudahkan untuk menulis kode dan

meng-upload ke board Arduino. Ini berjalan pada Windows, Mac OS X, dan Linux.

Berdasarkan Pengolahan, avr-gcc, dan perangkat lunak sumber terbuka lainnya. Di

samping IDE Arduino sebagai jantungnya, bootloader adalah jantung dari Arduino

lainnya yang berupa program kecil yang dieksekusi sesaat setelah mikrokontroler

diberi catu daya. Bootloader ini berfungsi sebagai pemonitor aktifitas yang diinginkan

oleh Arduino. Jika dalam IDE terdapat file hasil kompilasi yang akan di-upload,

bootloader secara otomatis menyambutnya untuk disimpan dalam memori program.

Jika pada saat awal mikrokontroler bekerja, bootloader akan mengeksekusi program

aplikasi yang telah diupload sebelumnya. Jika IDE hendak mengupload program baru,

bootloader seketika menghentikan eksekusi program berganti menerima data program

untuk selanjutnya diprogramkan dalam memori program mikrokontroler.

Hubungan komunikasi data antara IDE arduino dengan board Arduino

digunakan komunikasi secara serial dengan protokol RS232. Jika board arduino sudah

31

dilengkapi dengan komunikasi serial RS232 (biasanya USB), maka dapat langsung

ditancapkan ke USB komputer. Piranti serial RS232 ini digunakan jika board arduino

atau arduino buatan sendiri tidak dilengkapi dengan piranti serial 232.

Sumber: https://www.arduino.cc/en/Main/Software

Gambar II.20. Arduino Ide