bab ii landasan teori - repository.bsi.ac.id · contoh dari perangkat keras yaitu: 1. input device:...

4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Perangkat Keras

Menurut (Fadlilah & Arifudin, 2018) “Perangkat keras adalah salah satu

atau bagian dari sebuah komputer yang sifat alatnya bisa dilihat dan diraba secara

langsung atau yang berbentuk nyata, yang berfungsi untuk mendukung proses kerja

komputer atau komputerisasi”.

Contoh dari perangkat keras yaitu:

1. input device: perangkat input atau masukan. Contoh input device yaitu mouse,

keyboard, scanner, dll.

2. proses device: perangkat yang menjalankan proses sistem pada komputer. Contoh

proses device yaitu CPU, RAM, dll.

3. output device: perangkat keluaran yang menghubungkan sistem pada komputer.

Contoh output device yaitu monitor, printer, speaker, dll.

4. storage device: perangkat untuk menyimpan. Contoh output device yaitu hardisk,

flashdisk, disket, dll.

2.1.1 Teori IC ( Integrated Circuit )

Menurut (Hakiem, 2015) menggatakan bahwa “IC (Integrated Circuit)

adalah komponen elektronika semi konduktor yang merupakan gabungan dari

ratusan atau ribuan komponen-komponen lain”.

Bentuk IC berupa kepingan silicon padat, biasanya berwarna hitam yang

mempunyai banyak kaki (pin) sehingga bentuknya mirip sisir. IC merupakan

gabungan dari beberapa komponen seperti resistor, kapasitor, dioda dan transistor

5

yang terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk chip kecil, IC digunakan untuk

beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronika agar mudah dirangkai menjadi

peralatan yang berukuran relatif kecil.

Sumber : belajarelekronika.net

Gambar II.1

Bentuk Bentuk IC

Pada dasarnya, ada banyak jenis pengklasifikasian pada IC. Ada yang

mengelompokan IC berdasarkan jumlah komponen yang digunakan, berdasarkan

teknik pembuatannya, dll (Kho, 2019).

Dibawah ini adalah pengelompokan IC berdasarkan jumlah komponennya

terutama jumlah transistor yang terdapat dalam satu kemasan IC.

1. Small-Scale Integration (SSI)

IC SSI adalah IC berskala kecil, hanya terdiri dari beberapa transistor.

2. Medium-Scale Integration (MSI)

Medium-Scale Integration (MSI) ini terdiri dari ratusan transistor dalam sebuah

kemasan IC. IC yang berskala menengah ini dikembangkan pada tahun 1960-an dan

lebih ekonomis jika dibanding dengan IC Small-Scale Integration (SSI).

3. Large-Scale Integration (LSI)

Large-Scale Integration atau LSI adalah IC yang terdiri dari ribuan transistor

didalamnya. IC mikroprosesor pertama yang dikembangkan untuk kalkulator

dikembangkan pada tahun 1970-an memiliki kurang dari 4000 buah transistor.

6

4. Very Large-Scale Integration (VLSI)

Very Large-Scale Integration atau disingkat dengan IC VLSI adalah IC yang

terdiri dari puluhan ribu hingga ratusan ribu transistor. IC ini dikembangkan mulai

tahun 1980-an.

5. Ultra Large-Scale Integration (ULSI)

Ultra Large-Scale Integration (ULSI) adalah IC yang terdiri dari lebih dari 1

juta transistor didalammnya.

Berdasarkan teknik pembuatannya, IC dapat dibagi menjadi 3 macam yaitu:

1. IC Monolitik (Monolithic IC)

IC Monolitik merupakan IC yang mengintegrasikan komponen pasif dan

komponen aktif pada satu chip tunggal silikon sebagai bahan semikonduktornya.

Konsep manufaktur IC monolitik ini menghasilkan IC yang memiliki keandalan yang

tinggi dengan biaya produksi rendah. IC jenis ini banyak ditemui di rangkaian

televisi, amplifier, regulator tegangan dan penerima AM/FM.

2. Thin and Thick Film IC

Thin Film IC dan Thick Film IC relatif lebih besar dari IC Monolitik. Hal ini

dikarenakan hanya komponen pasif (resistor dan kapasitor) yang dapat diintegrasikan

pada wafer IC sedangkan komponen aktif seperti transistor dan dioda tidak dapat

diintegrasikan dan harus dihubungkan secara terpisah yang membentuk rangkaian

tersendiri di dalam kemasan IC.

Thin Film IC dan Thick Film IC memiliki karakteristik yang hampir sama,

perbedaannya hanya pada proses pembentukan komponen pasifnya. Thin Film IC

menggunakan teknik penguapan sedangkan Thick Film IC menggunakan teknik

sablon.

7

3. IC Hybrid atau IC Multi-chip

Seperti namanya, IC Hybrid atau IC Multi-chip ini terbuat dari sejumlah chip

yang dihubungkan menjadi satu sirkuit terintegrasi. IC jenis ini biasanya digunakan

dalam rangkaian penguat (Amplifier) yang berdaya tinggi mulai 5W hingga lebih dari

50W. Kinerja IC Hybrid ini lebih baik dibanding dengan IC Monolitik.

2.1.2 Sumber Tegangan

Menurut (Nawali, Sherwin, & Tulung, 2015) mendefinisikan bahwa “catu

daya merupakan suatu rangkaian yang paling penting bagi rangkaian elektronika.”

Ada dua jenis sumber tegangan, yaitu:

1. Sumber AC (Alternating Current)

Sumber AC adalah sumber tegangan bolak-balik

2. Sumber DC (Direct Current)

Sumber DC adalah sumber tegangan searah. Sumber DC dapat diperoleh dari

baterai.

Dalam pembuatan Tugas Akhir ini, penulis menggunakan adaptor dengan

output 12V DC 1A sebagai catu dayanya.

Sumber : Penulis

Gambar II.2

Adaptor 12V DC 1A

8

2.1.3 Komponen Elektronika

Dalam rangkaian elektronika, terdapat komponen pasif dan aktif. Kedua

komponen tersebut merupakan satu kesatuan yang tidak dapat dipisahkan, misalnya

dalam suatu piranti elektronika memerlukan kedua jenis komponen ini agar piranti

tersebut dapat beroperasi sesuai dengan keinginan dari para engineer (perekayasa) di

bidang teknik elektro dan elektronika (electrical engineering).

1. Komponen Pasif

Menurut (Ponto, 2019) “Komponen pasif adalah komponen yang dapat

bekerja tanpa sumber tegangan. Komponen pasif terdiri dari resistor, induktor, dan

kapasitor atau kondensator”.

a. Resistor

Resistor pertama kali ditemukan pada tahun 1787 oleh George Ohm

dari bangsa Jerman. Istilah resistor berasal dari kata resist, dalam bahasa

Inggris disebut menolak, menghambat atau menahan. Karena komponen

tersebut telah dirancang khusus dan menjadi peralatan elektronika maka

dinamakan resistor yang berfungsi untuk membatasi, mengatur atau bersifat

menahan maupun menghambat arus listrik yang mengalir pada suatu

rangkaian. Karena sifatnya tersebut maka resistor memiliki resistansi.

Komponen resistor sangat penting dalam teknik listrik khususnya rangkaian

elektronika, sehingga komponen ini banyak digunakan dalam peralatan

elektronika, seperti radio, tape recorder, televisi, komputer, dan sebagainya.

Pada prinsipnya resistor adalah suatu komponen elektronika yang bersifat

pasif dan memiliki resistansi atau penghambat arus listrik.

9

Sumber : teknikelektronika.com

Gambar II.3

Bentuk Bentuk Resistor

Berbagai jenis dan simbol resistor yang dirancang sesuai dengan

fungsi dan kegunaannya. Berdasarkan pada nilai hambatan (tingkat

resistivitas), yaitu komponen ini terdiri dari resistor tetap dan resistor

variabel. Resistor tetap yaitu suatu komponen yang terpasang dalam

rangkaian listrik maupun rangkaian elektronika yang memiliki nilai konstan

atau tetap. Sedangkan resistor variabel (variable resistor) adalah suatu

komponen yang dapat diubah-ubah sebagaimana dibutuhkan dalam

rangkaian listrik/elektronika. Resistor ini berfungsi untuk mengatur besaran

arus listrik pada suatu rangkaian sesuai yang diinginkan. Misalnya, untuk

mengatur volume suara pada peralatan listrik seperti tape recorder, radio,

dan televisi. Penggunaan resistor pada kipas angin, yaitu untuk mengatur

putarannya agar angin yang dibutuhkan dapat terpenuhi. Demikian juga

peralatan pendingin atau penyejuk ruangan (air condition), melalui resistor

dapat mengatur suhu yang keluar dari peralatan tersebut. Berbagai jenis

resistor dan fungsinya. Seperti dikemukakan pada tabel jenis-jenis resistor.

10

Tabel II.1

Jenis-Jenis Simbol Resistor

Simbol Resistor Jenis

atau

Resistor

(Nilai Tetap)

atau

Resistor Variabel

(Resistor Berubah-ubah)

atau

LDR

(Light Depending Resistor)

atau

Thermistor

(NTC/PTC)

Sumber : (Ponto, 2019)

Resistor termasuk salah satu komponen elektronika yang bersifat pasif

atau tidak membutuhkan arus listrik untuk bekerja. Resistor memiliki sifat

menghambat arus listrik dan memiliki nilai hambatan tertentu. Resistor

memiliki beberapa kegunaanya yaitu sebagai berikut:

1) Penghambat arus listrik.

11

2) Pembagi tegangan.

3) Pembagi arus.

4) Pengaman arus.

5) Dan sebagainya.

Resistor terbuat dari material atau bahan karbon dan keramik yang

berbentuk tabung. Semakin besar kapasitas resistor, semakin besar pula

diameter tabung yang dipergunakan. Resistor diproduksi dengan cara

pembuatan inti keramik yan dilakukan dengan proses extrusi yang kemudian

dipotong sesuai ukuran panjang tabung. Setelah keramik dipotong sesuai

ukuran yang diinginkan kemudian diberi lapisan karbon. Material yang

digunaka memiliki yang berbeda-beda atau klasifikasi atau tipe tertentu

sesuai dengan nilai hambatan yang dibutuhkan. Kedua ujung resistor diberi

logam untuk menghubungkan dengan komponen lainnya. Pembuatan

terakhir yang diberi kode warna sesuai dengan nilai hambatan resistor.

Tabel II.2

Nilai Kode Warna Resistor

Warna Nilai

Hitam 0

Coklat 1

Merah 2

Jingga 3

Kuning 4

Hijau 5

Biru 6

Ungu 7

Abu-abu 8

Putih 9

Emas 5%

Perak 10%

Tidak Berwarna 20%


12

Untuk menggunakan komponen ini perlu dipelajari agar diketahui

besaran nilai hambatannya. Terdapat beberapa cara untuk mengetahui,

diantaranya dihitung dari kode warna dan kode angka atau menggunakan alat

ukur Ohm-meter atau lebih mudah menggunakan Multimeter, yaitu suatu alat

ukur untuk mengukur arus, tegangan, hambatan listrik yang sering diberi

istilah AVO meter singkatan dari Amper, Volt, dan Ohm.

Untuk mengetahui nilai resistor berdasarkan pada kode warna, perlu

perhatikan nilai-nilai warna yang sudah ditetap pada tabel nilai kode warna

resistor.


Gambar II.4

Perhitungan Kode Warna Komponen Resistor

13

Cara menghitung resistor kode warna dikemukakan pada gambar

perhitungan kode warna komponen Resistor. Dari Gambar II.4 terdapat tiga

kategori kode warna, yaitu 4 cincin warna (bands), 5 warna, dan 6 warna.

Pada Gambar tersebut untuk menghitung besaran nilai hambatan yaitu:

1) Resistor pertama, terdapat 4 cincin kode warna artinya cincin ke-1 dan

ke-2 adalah digit kode angka, cincin warna ke-3 sebagai faktor pengali,

dan cincin kode warna ke-4 menunjukan nilai toleransi.

2) Resistor ke-dua, terdapat 5 cincin kode warna artinya cincin ke-1, ke-2,

dan ke-3 adalah digit kode angka, cincin warna ke-4 sebagai faktor

pengali, dan kode warna ke-5 menunjukan nilai toleransi.

3) Resistor ke-tiga, terdapat 6 cincin kode warna, artinya nilai resistansi

sama seperti pada resistor kedua, tetapi pada resistor ini menunjukkan

cincin kode warna ke-6 menunjukkan koefisien toleransi terhadap

temperatur yang diijinkan terhadap resistor tersebut.

Contoh Soal:

Apabila suatu resistor hanya diberi kode angka, misalnya “253” maka

cara untuk menghitung nilai resistor tersebut adalah:

1) Angka 2 menunjukkan nilai digit ke satu

2) Angka 5 menunjukkan nilai digit ke dua

Angka 3 menunjukkan jumlah nol dibelakang digit ke dua, yaitu tiga nol atau

000 atau juga dikalikan dengan 103.

Diketahui:

Resistor yang diberi kode angka “253”

Ditanya:

Berapa besar nilai hambatan/tahanan resistor yang diberi kode “253”?

14

Pembahasan:

Kode angka ke 1 dan ke 2 menunjukkan besaran nilai yaitu 25 sedangkan

kode angka ke 3 yaitu sebagai faktor pengali atau dibelakang nilai tersebut

ditambahkan nol atau dikalikan dengan 103 sehingga nilai resistansi resistor

(R) tersebut adalah

R = 25x103

= 25.000 Ohm

= 25 kilo Ohm

= 25 K-Ohm, atau

= 25 KΩ

Terdapat juga cara lain, yaitu pada suatu resistor diberi kode angka dan

huruf.

Contoh soal:

Sebuah komponen resistor tertulis “2R5”. Berapa nilai hambatan komponen

tersebut?

Diketahui:

Komponen “2R5”

Ditanya:

Berapa besar komponen yang tertulis “2R5”?

Pembahasan:

Kode huruf R yaitu menandai koma sehingga bila tertulis kode 2R5 maka

diperoleh nilai hambatan adalah

R = 2,5Ω

Contoh soal:

Jika suatu komponen tertulis 0R25. Berapakah besar nilai hambatannya?

15

Diketahui:

Komponen resistor tertulis 0R25.

Ditanya:

Tentukan nilai hambatan resistor

Pembahasan:

Karena R merupakan kode koma, maka nilai resistor adalah

R = 0,25Ω

Selain ke-tiga cara tersebut, terdapat resistor yang diberi kode seperti

berikut.


Gambar II.5

Kode Resistor

Gambar II.2 menunjukkan bahwa kode 25W adalah nilai faktor daya

resistor, 22R dimana angka 22 menunjukkan nilai resistansi sedangkan huruf

R artinya dikalikan dengan 1 sehingga diperoleh 22 x 1 = 22 Ohm,

sedangkan kode huruf J menunjukkan nilai toleransi. Dengan demikian

resistor ini diberi kode huruf untuk nilai resistansi dan kode nilai untuk

toleransi. Besaran nilai huruf tersebut, yaitu:

Untuk kode huruf nilai resistansinya adalah:

1) “R” artinya x 1 Ohm

2) “K” artinya x 1.000 Ohm = 103 ohm = 1 Kilo-Ohm = 1 KΩ

3) “M” artinya x 1.000.000 Ohm = 106 ohm = 1 Mega-Ohm = 1 MΩ

16

Untuk kode huruf nilai toleransi, adalah:

1) “F” menunjukkan toleransi 1%

2) “G” menunjukkan toleransi 2%

3) “J” menunjukkan toleransi 5%

4) “K” menunjukkan toleransi 10%

5) “M” menunjukkan toleransi 20%

Pemberian kode warna dan kode huruf terhadap komponen-komponen

elektronika seperti resistor dan kapasitor (kondensator) sangat penting

mengingat komponen-komponen tersebut relatif kecil karena tidak cukup

untuk diberi penjelasan secara detail yang memerlukan ruang yang cukup.

Komponen elektronika seperti resistor pasti akan mengalami

kerusakan. Pemeriksaan kerusakan pada resistor dapat dilakukan dengan

menguji dan memeriksa menggunakan alat yang biasa disebut AVO meter

atau multitester. Pemeriksaan resistor dapat dilakukan dengan cara berikut:

1) Putar posisi multimeter ke skala ohm meter dan arahkan ke batas ukur

yang lebih tinggi atau hampir sama denga perkiraan nilai hambatan

resistor yang diukur.

2) Lakukan kalibrasi multimeter.

3) Hubungkan probe multimeter pada masing-masing kaki resistor.

4) Amati jarum pada multimeter sampai menunjukkan angka stabil

Dari hasil pengukuran dengan multitester dapat disimpulkan:

1) Resistor dalam kondisi baik bila jarum menunjukkan angka sesuai dengan

nilai pada resistor.

2) Resistor dalam keadaan stengah rusak / molor bila jarum menunjukkan

angka lebih kecil / lebih besar dari batas toleransi alat.

17

3) Resistor putus bila jarum tidak bergerak sama sekali.

4) Resistor konslet bila jarum menunjukkan angka nol.

b. Kapasitor

Sumber : rumusrumus.com

Gambar II.6

Jenis-Jenis Kapasitor

Menurut (Ponto, 2019) “Kapasitor atau disebut kondensator adalah

suatu komponen yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik,

dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan dalam komponen tersebut

dari muatan listrik”. Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad yang

diambil dari nama Michael Faraday orang pertama yang menemukan

kapasitor. Kondensator atau dikenal dengan nama “kapasitor”, namun kata

“kondensator” masih dipakai hingga saat ini. Pertama disebut oleh

Alessandro Volta seorang ilmuwan Italia pada tahun 1782, dari bahasa Italia

yaitu Condensatore, salam bahasa Perancis Condensateur, Jerman

Kondensator, dan Spanyol Condensador, yaitu menyangkut kemampuan

suatu komponen untuk menyimpan muatan listrik yang tinggi disbanding

komponen lainnya. Kebanyakan bahasa dan Negara yang tidak

18

menggunakan bahas Inggris masih mengacu pada perkataan bahasa Italia

“condensatore”. Kapasitor terbuat dari material logam yang berbentuk dua

buah lempengan yang disusun secara paralel dan berdekatan satu dengan

yang lain sesuai dengan ukuran yang dibutuhkan dan fungsinya.

Pada prinsipnya kapasitor terdiri dari dua keping pelat paralel tersebut

dipisahkan oleh daerah non-konduktif. Daerah non-konduktif ini biasanya

menggunakan bahan yang pada umumnya disebut dengan bahan dielektrik

yaitu sejenis material isolator listrik yang dapat dipolarisasikan atau

dikutubkan (polarized) dalam medan listrik. Jika material dielektrik

ditempatkan di dalam medan listrik, maka muatan listrik, maka muatan

listrik tidak mengalir melalui bahan tersebur tetapi akan bergeser sedikit dari

rata-rata posisi setimbangnya (equilibrium positions) sehingga menyebabkan

polarisasi yang disebut dengan “polarisasi dielektrik”.

Terdapat beberapa jenis kapasitor yang dikenal dalam teknik elektronika

seperti dikemukakan pada tabel berikut

Tabel II.3

Simbol dan Jenis-Jenis Kapasitor

Simbol Jenis Keterangan

Kapasitor/Kondensator

Bipolar

Menyimpan arus listrik

sementara waktu. Kapasitor

ini berfungsi sebagai short

circuit pada arus bolak balik

(AC) dan open circuit pada

arus searah (DC)


Nonpolar

19


Bipolar (Polarized

Capasitor)

Elektrolit (Elco)


Berpolar (Polarized

capasitor)

Elektrolit (Elco)

Kapasitor Variabel

(Variable Capasitor)

Nilai kapasitansi dapat

diukur


Dari tabel diatas dijelaskan bahwa kapasitor dalam rangkaian arus

bolak-balik berfungsi sebagai komponen untuk pembuka jalannya arus (open

circuit).

Lempengan logam yang tersusun paralel sebagai material dielektrik

dihubungkan dengan kaki kapasitor. Material dielektrik terbuat dari pelat

konduktor terbuat dari keramik, kertas, mika dan sebagainya. Kaki kapasitor

dihubungkan dengan pelat konduktor. Material dielektrik yaitu material yang

tidak dapat dialiri listrik memiliki ruang hampa udara sebagai salah satu

bahan dielektrik. Apabila suatu material dielektrik dialiri arus listrik melalui

kaki elektroda, maka muatan positif dan negatif akan berkumpul. Muatan ini

akan tetap tersimpan dalam kapasitor selama tidak terjadi konduksi pada

kaki terminal kapasitor.

20


Gambar II.7

Konstruksi Kapasitor

Pada Gambar II.3 bentuk pelat yang digunakan pada komponen

kapasitor dapat berupa cakram aluminium, aluminium foil ataupun lapisan

tipis logam yang dipasangkan berlawanan sisi dengan dielektrik atau dibuat

rata.

Beberapa fungsi komponen kapasitor dalam rangkaian listrik maupun

rangkaian elektronika, yaitu:

1) Untuk menyimpan muatan electron atau listrik yang disebut dengan

kapatisansi,

2) Sebagai filter atau penyaring dalam rangkaian power supply,

3) Sebagai frekuensi pada rangkaian antena,

4) Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain

ternasuk pada power supply,

5) Untuk menghemat daya listrik pada lampu neon,

6) Dalam rngkaian arus searah (DC) berfungsi sebagai isolator atau

penahan arus listrik,

7) Pada ragkaian arus bolak-balik (AC) berfungsi sebagai konduktor atau

melawan arus listrik,

8) Sebagai perata tegangan DC untuk mengubah arus AC ke DC, dan

21

9) Pembangkit gelombang AC atau ocilator, dan sebagainya.

Sebagai kapasitas kapasitor disebut kapasitansi atau kapasitif, yaitu

suatu ukuran yang menyimpan muatan listrik. Makin besar muatan listriknya

semakin besar muatan potensial listriknya. Besaran kapasitansi dalam suatu

rangkaian dihitung dengan persamaan:

C =

Dimana:

C = Kapasitas kapasitor dalam satuan Farad (F)

Q = muatan yang tersimpan dalam satuan Coulomb (C)

V = beda potensial (tegangan), dalam satuan Volt (V)

Berdasarkan pada formulasi persamaan tersebut dapat disimpulkan

bahwa apabila semakin besar muatan listrik pada pelat konsuktor yaitu kaki

kapasitor maka semakin besar pula beda potensial antara kedua pelat

kapasitor. Dalam hal ini muatan listrik (Q) berbanding lurus dengan beda

tegangan (V).

Nilai besaran kapasitansi atau kapasitor ditentukan oleh ukuran pelat

konduktor (penghantar) dan bentuknya dan kapasitasnya tergantung dari

jenis material yang digunakan pada kedua pelat sebagai dielektrik (pemisah)

Ditinjau dari nilai kapasitansi dan kegunaan kapasitor, komponen ini terdiri

dari kapasitor memiliki nilai tetap dan kapasitor bernilai yang dapat diubah-

ubah atau diberi istilah kapasitor variabel, yaitu komponen ini dirancang

khusus agar dapat diubah-ubah sesuai dengan kebutuhann untuk rangkaian

22

listrik/elektronika.Berikut ini dikemukakan jenis-jenis kapasitor yang

memiliki nilai tetap, yaitu:

1) Kapasitor Timer, komponen ini termasuk jenis variabel tetap, tetapi

kapasitasnya dapat diubah-ubah sehingga alat ini dirancang khusus pada

bagian kepalanya untuk memutar bagian dalam poros kapasitor dengan

menggunakan obeng. Seperti ditunjuk pada gambar dibawah


Gambar II.8

Kapasitor Timer

2) Kapasitor Varco, yaitu suatu komponen memiliki prinsip kerja identik

dengan Kapasitor Timer tetapi bentuknya seperti potensiometer.

3) Kapasitor Elektrolit, komponen ini sering diberi istilah elcho, yaitu

kapasitor yang memiliki bahan isolasi yang terbuat dari elektrolit dan

berbentuk tabung. Kapasitor Elektrolit memiliki polaritas arah positif dan

negative yang terbuat dari material aluminium yang berfungsi untuk

membungkus dan sekaligus sebagai terminal negatif. Kapasitor Elektrolit

memiliki nilai kapasitansi sebesar 0,47 sampai ribuan μF.

4) Kapasitor Tantanum, yaitu suatu komponen yang terbuat dari material

atau bahan logam tantanum yang berfungsi sebagai Anoda atau elektroda

positif (+). Sebagaimana kapasitor elektrolit, kapasitor tantanum memiliki

arah positif dan arah negatif (-). Material isolasi terbuat dari material

23

elektrolit. Pada umumnya kapasitor tantanum digunaka pada peralatan

elektronika yang berukuran kecil seperti notebook (laptop), handphone,

dan sebagainya.

5) Kapasitor Kramik, adalah komponen kapasitor berbentuk bulat tipis

pesergi empat yang terbuat dari material kramik. Kelebihan kapasitor ini

tidak memiliki arah atau polaritas yang dapat dipasang bolak-balik pada

rangkaian elektronika. Nilai kapasitor keramik antara 1pF sampai dengan

0,01 μF.

6) Kapasitor Kertas, adalah suatu komponen jenis non-variable (tidak

berubah atau tetap) yang memiliki isolasi terbuat dari kertas. Bernilai

kapasitansi antara 300 μF sampai dengan 4 F.

7) Kapasitor Mika, komponen jenis ini menggunakan material isolasi dari

bahan mika. Nilai kapasitansi antara 50 pF sampai 0,02 μF.

8) Kapasitor Polyester, yaitu kapasitor berbentuk persegi empat yang

menggunakan isolasi dari polyester. Komponen ini dapat dipasang

terbalik dalam rangkaian elektronika.

Kondensator / kapasitor dapat mengalami kerusakan, maka dari itu

perlu dilakukan pemeriksaan untuk mengetahui kondisi dari kapasitor

tersebut. Pemeriksaan dilakukan dengan menggunakan multimeter. Berikut

cara pemeriksaan kondensator / kapasitor:

1) Kondensator Elektrolit / Elco / Polar.

a) Putar posisi multimeter ke skala Ohm meter.

b) Hubungkan probe merah multimeter dengan kaki negatif dan probe

hitam dengan kaki positif.

c) Amati jarum.

24


a) Kondensator dalam kondisi baik bila jarum bergerak dan kembali ke

tempat semula.

b) Kondensator sudah rusak bila jarum bergerak namun tidak kembali ke

posisi semula.

c) Kondensator bocor bila jarum bergerak tapi tidak kembali.

d) Kondensator putus bila jarum tidak bergerak sama sekali.

2) Kondensator Non Polar.

a) Putar posisi multimeter ke skala Ohm meter x10 / x1K

b) Hubungkan probe multimeter ke masing-masing kaki.

c) Amati jarum.


a) Kondensator baik bila jarum tidak bergerak.

b) Kondensator rusak bila jarum bergerak.

2. Komponen Aktif

Komponen aktif termasuk komponen semikonduktor yaitu komponen yang

dapat bekerja bila adanya sumber tegangan. Komponen ini terdiri dari dioda (dioda),

transistor, IC(Integrated Circuit).

a. Dioda

Menurut (Setiyo, 2017) “Dioda adalah bagian komponen

semikonduktor yang berfungsi mengalirkan arus listrik dalam satu arah.”

Jenis-jenis dioda:

1) Dioda Penyearah

Jika arah arus listrik sama dengan arah dioda, yaitu dari potensial

tinggi ke potensial rendah, nilai tegangannya lebih besar dari tegangan

25

minimum dioda, arus akan dilewatkan. Jika dipasang berkebalikan dengan

arah arus listrik, dioda berfungsi untuk menghambat arus listrik yang

lewat.

Dioda memiliki batas kapasitas. Oleh karena itu, jika beda tegangan

disambungkan dengan N jauh lebih besar daripada tegangan di

sambungkan P puluhan aau ratusan volt, kemungkinan dioda akan rusak

karena tidak mampu menahan aliran arus listrik yang terlalu besar.

Pada dioda penyearah hanya terdapat satu variabel nilai yaitu arus

(ampere). Besar arus pada dioda menyatukan arus maksimum yang dapat

disaring oleh dioda.

Sumber : (Setiyo, 2017)

Gambar II.9

Simbol dan Bentuk Dioda

2) Dioda Zener

Dioda Zener hampir sama dengan dioda biasa. Pada dioda biasa,

kerusakan dapat terjadi pada saat tegangan mencapai ratusan volt.

Sedangkan pada dioda zener, kerusakan dapat terjadi pada tegangan

puluhan atau satuan volt. Dioda biasa bekerja pada bias maju, sedangkan

dioda zener bekerja pada bias mundur.

26


Gambar II.10

Gambar Bentuk Dioda Zener

b. Transistor

Menurut (Setiyo, 2017) “Transistor merupakan komponen

elektronika pertama yang mengantarkan dunia elektronika kuno menuju

elektronika modern”. Umumnya, transistor berfungsi sebagai sakelar dan

komponen penguat tegangan atau arus listrik.

Sumber : teknikelektronika.com

Gambar II.11

Transistor

Jenis-jenis transistor:

1) BJT (Bipolar Junction Transistor)

Transistor jenis ini memiliki dua dioda yang kutub positif atau kutub

negatifnya berhimpit, dan memiliki tiga terminal, yaitu emitter (E),

27

kolektor (C), dan basis (B). Transistor jenis BJT dibagi menjadi dua

jenis berikut ini.

a) NPN (Negative Positif Negative)

N dan P pada transistor jenis ini menunjukkan pembawa

muatan mayoritas pada daerah yan berbeda pada transistor.

Transistor NPN terdiri dari selapis semikonduktor tioe P diantara dua

lapis smikonduktor tipe N. Arus kecil yang memasuki basis pada

moda tunggal emitor dikuatkan di keluaran kolektor. Dengan kata

lain, transistor NPN hidup ketika tegangan basis lebih tinggi

daripada tegangan emitter. Tanda panah dalam symbol diletakkan

pada kaki emitor dan menunjukkan keluar (arah aliran arus

konvensional ketika piranti dipanjar maju).


Gambar II.12

Simbol Transistor NPN

b) PNP (Positive Negative Positive)

Transistor PNP terdiri dari selapis semikonduktor tipe N di

antara dua lapis semikonduktor tipe P. Arus kecil yang

meninggalkan basis pada moda tunggal emitter dikuatkan pada

keluaran kolektor Dengan kata lain, transistor PNP hidup ketika

28

tegangan basis lebih rendah daripada tegangan emitter. Tanda panah

pada simbol diletakkan pada emiter dan menunjuk ke dalam.


Gambar II.13

Simbol Transistor PNP

c) FET (Field Effect Transistor)

Transistor jenis ini menggunakan medam listrik untuk

mengendalikan konduktivitas suatu kanal dari pembawa muatan

tunggal dalam bahan semikonduktor. FET tersusun menggunakan

tiga terminal, yaitu Source (S), Gate (G), dan Drain (D).


Gambar II.14

Simbol Transistor FET

29

Berikut adalah beberapa jenis transistor jenis FET:

(1) JFET (Junction FET), menggunakan pertemuan P-N yang

dipanjar terbalik untuk memisahkan gerbang dan badan.

(2) MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET), menggunakan

isolator di antara gerbang dan badan.

(3) MESFET (Metal Semiconductor FET) menggantikan pertemuan

P-N pada JFET dengan penghalang Schottky, digunakan pada

GaAs dan bahan semikonduktor lainnya.

(4) HEMT ( High Electron Mobility Transistor, Transistor

Pergerakan Elektron Tinggi), juga disebut HFET

(Heterostructure FET, FET Struktur Campur). Material celah

jalur lebar yang membentuk isolasi antara gerbang dan badan.

(5) FREDFET (Fast Reserve/Recovery Epitaxial Dioda FET, FET

Dioda Epitaksial Cepat Balik/Penuh), sebuah FET yang didesain

khusus untuk memberikan kecepatan pemulihan (pematian)

dioda badan.

(6) ISFET (Ion Sensitive FET, FET Sensitif Ion), digunakan untuk

mengukur konsentrasi ion pada larutan. Ketika konsentrasi ion

(seperti pH) berubah, arus yang mengalir melalui transistor juga

berubah.

(7) DNAFET adalah FET khusus yang berfungsi sebagai sebuah

biosensor denganmenggunakan gerbang yang dibuat dari

molekul salah satu helai DNA untuk mendeteksi helaian DNA

yang cocok.

30

(8) IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) Transistor Dwikutub

Gerbang Terisolasi, peranti pengendali daya tinggi. Transistor

ini mempunyai struktur mirip sebuah MOSFET yang

digandengkan dengan kanal konduksi urama yang mirip

transistor dua kutub. Transistor ini sering digunakan pada

tegangan ambang ke sumber antara 200-3.000 volt. MOSFET

daya merupakan peranti pilihan utama untuk tegangan ambang

ke sumber antara 1-200 volt.

Transistor memiliki tiga kaki yaitu kaki basis (B), kolektor (C), dan

emitor (E). Untuk menentukan kaki tersebut maka dapat dilakukan dengan

pengecekan menggunakan multimeter sebagai berikut:

1) Arahkan switch multimeter dalam posisi ohm meter 1x atau diatasnya.

2) Hubungkan probe hitam ke salah satu kaki transistor.

3) Hubungkan probe merah ke kaki yang lainnya secara bergantian.

4) Jika terjadi gerakan pada kedua kaki yang dihubungkan dengan probe

merah, maka dipastikan jenis transistor adalah NPN dan kaki yang

terubung ke probe hitam adalah kaki basis.

5) Jika probe merah yang menjadi acuan berarti transistor tersebut adalah

jenis transistor PNP

6) Untuk mengetahui kaki emitor dan kaki kolektor, bandingkan nilai

tahanannya. Untuk kolektor relative memiliki tahanan yang lebih besar

sedikit dari tahanan kaki emitor.

31

2.1.4 Sensor

Menurut (Kadir, 2018) mengatakan bahwa “Sensor adalah peranti yang

mengubah parameter fisik seperti temperatur, tekanan, kecepatan, atau kelembapan,

menjadi isyarat listrik”, dan menurut (Jati, 2018) “Sensor adalah jenis tranduser yang

digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia

menjadi tegangan dan arus listrik”.

Jenis sensor secara garis besar bisa dibagi menjadi 2 jenis yaitu :

1. Sensor fisika

Sensor fisika adalah sensor yang mendeteksi suatu besaran berdasarkan

hukum-hukum fisika. Yang termasuk kedalam jenis sensor fisika yaitu sensor

cahaya, sensor suara, sensor suhu, sensor gaya, sensor percepatan.

2. Sensor Kimia

Sensor kimia adalah sensor yang mendeteksi jumlah suatu zat kimia dengan

cara mengubah besaran kimi menjadi besaran listrik. Biasanya ini melibatkan

beberapa reaksi kimia. Yang termasuk kedalam jenis sensor kimia yaitu sensor

PH, sensor gas, sensor oksigen, sensor ledakan,dll.

Dalam penulisan tugas akhir ini, penulis menggunakan sensor proximity

sebagai sensor utama. Untuk itu penulis akan membahas sedikit tentang sensor

proximity.

Menurut (Kho, 2019) “Proximity Sensor (Sensor Proksimitas) atau dalam

bahasa Indonesia disebut dengan Sensor Jarak adalah sensor elektronik yang mampu

mendeteksi keberadaan objek di sekitarnya tanpa adanya sentuhan fisik”

1. Inductive Proximity Sensor (Sensor Jarak Induktif)

Sensor Jarak Induktif atau Inductive Proximity Sensor adalah Sensor Jarak

yang digunakan untuk Sensor Jarak yang digunakan untuk mendeteksi

32

keberadaan logam baik logam jenis Ferrous maupun logam jenis non-ferrous.

Sensor ini dapat digunakan untuk mendeteksi keberadaan (ada atau tidak adanya

objek logam), menghitung objek logam dan aplikasi pemosisian. Sensor induktif

sering digunakan sebagai pengganti saklar mekanis karena kemampuannya yang

dapat beroperasi pada kecepatan yang lebih tinggi dari sakelar mekanis biasa.

Sensor Jarak Induktif ini juga lebih andal dan lebih kuat.

Sensor Proximity Induktif pada umumnya terbuat dari kumparan/koil dengan

inti ferit sehingga dapat menghasilkan medan elektromagnetik frekuensi

tinggi. Output dari sensor jarak jenis induktif ini dapat berupa analog maupun

digital. Versi Analog dapat berupa tegangan (biasanya sekitar 0 – 10VDC) atau

arus (4 – 20mA). Jarak pengukurannya bisa mencapai hingga 2 inci. Sedangkan

versi Digital biasanya digunakan pada rangkaian DC saja ataupun rangkaian

AC/DC. Sebagian besar Sensor Induktif Digital dikonfigurasi dengan Output

“NORMALLY – OPEN” namun ada juga yang dikonfigurasi dengan Output

“NORMALLY – CLOSE”. Sensor Induktif ini sangat cocok untuk mendeteksi

benda-benda logam di mesin dan di peralatan otomatisasi.

Inductive Proximity Sensor ini pada dasarnya terdiri dari sebuah osilator,

sebuah koil dengan inti ferit, rangkaian detektor, rangkaian output, kabel dan

konektor. Osilator pada Sensor Jarak ini akan membangkitkan gelombang sinus

dengan frekuensi yang tetap. Sinyal ini digunakan untuk menggerakkan

kumparan atau koil. Koil dengan Inti Ferit ini akan menginduksi medan

elektromagnetik. Ketika garis-garis medan elektromagnetik ini ter-interupsi oleh

objek logam, tegangan osilator akan berkurang sebanding dengan ukuran dan

jarak objek dari kumparan/koil. Dengan demkian, Sensor Proksimitas ini dapat

mendeteksi adanya objek yang sedang mendekatinya. Pengurangan tegangan

33

osilator ini disebabkan oleh arus Eddy yang diinduksi pada logam yang meng-

interupsi garis-garis logam.

2. Capacitive Proximity Sensor (Sensor Jarak Kapasitif)

Sensor Jarak Kapasitif atau Capacitive Proximity Sensor adalah Sensor Jarak

yang dapat mendeteksi gerakan, komposisi kimia, tingkat dan komposisi cairan

maupun tekanan. Sensor Jarak Kapasitif dapat mendeteksi bahan-bahan dielektrik

rendah seperti plastik atau kaca dan bahan-bahan dielektrik yang lebih tinggi

seperti cairan sehingga memungkinkan sensor jenis ini untuk mendeteksi tingkat

banyak bahan melalui kaca, plastik maupun komposisi kontainer lainnya.

Sensor Jarak Kapasitif ini pada dasarnya mirip dengan Sensor Jarak Induktif,

perbedaannya adalah sensor kapasitif menghasilkan medan elektrostatik

sedangkan sensor induktif menghasilkan medan elektromagnetik. Sensor Jarak

Kapasitif ini dapat digerakan oleh bahan konduktif dan bahan non-konduktif.

Elemen aktif Sensor Jarak Kapasitif dibentuk oleh dua elektroda logam yang

diposisikan untuk membentuk ekuivalen (sama dengan) dengan Kapasitor

Terbuka. Elektroda ini ditempatkan di rangkaian osilasi yang berfrekuensi tinggi.

Ketika objek mendekati permukaan sensor jarak kapasitif ini, medan elektrostatik

pelat logam akan terinterupsi sehingga mengubah kapasitansi sensor jarak.

Perubahan ini akan mengubah kondisi dalam pengoperasian sensor jarak

sehingga dapat mendeteksi keberadaan objek tersebut.

2.1.5 Motor Servo dan LCD 16x2

Menurut (Andrianto & Darmawan, 2017) “Motor servo adalah sebuah

motor dengan system umpan balik tertutup, posisi dari motor akan diinformasikan

kembali kerangkaian control yang ada di dalam motor servo”

34

Sumber : Penulis

Gambar II.15

Motor Servo

Motor ini terdiri dari sebuah motor DC, serangkaian roda gigi (gear),

potensiometer dan rangkaian control. Potensiometer berfungsi untuk menentukan

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

(dengan sinyal PWM) berdasarkan lebar pulsa (berkisar antara 0,5ms s.d. 2ms) yang

dikirim melalui kaki sinyal dari motor servo. Secara umum terdapat 2 jenis motor

servo, yaitu motor servo standard (dapat berputar 180 derajat) dan motor servo

Continous (dapat berputar sebesar 360 derajat).

Sumber : www.nyebarilmu.com

Gambar II.16

LCD 16x2

Menurut (Andrianto & Darmawan, 2017) “LCD (Liquid Crystal Display)

16x2 adalah suatu display dari bahan cairan kristal yang pengoperasiannya

menggunakan system dot matriks. LCD (Liquid Crystal Display) 16 x 2 dapat

35

menampilkan sebanyak 32 karakter yang terdiri dari 2 baris dan tiap baris dapat

menampilkan 16 karakter”.

Sumber : sekolahrobot.com

Gambar II.17

Modul I2C

Dalam pembuatan alat pada Tugas Akhir ini, penulis menggunakan module

I2C yang dihubungkan ke LCD 16x2 untuk menyederhanakan pin yang

disambungkan ke arduino.

2.1.6 Arduino

Menurut (Andrianto & Darmawan, 2017) menyatakan bahwa “Arduino

adalah suatu perangkat prototipe elektronik yang berbasis mikrokontroller yang

fleksibel dan open-source, perangkat keras dan perangkat lunaknya mudah

digunakan”. Sedangkan menurut (Sanjaya, 2016) “Arduino dikatakan sebagai sebuah

platform dari physical computing yang bersifat open source”.

Perangkat ini ditujukan untuk siapapun yang tertarik/memanfaatkan

mikokontroller secara praktis dan mudah. Bagi pemula dengan menggunakan Board

ini akan mudah mempelajari pengendalian dengan mikrokontroller, bagi desainer

pengontrol lebih mudah dalam membuat prototype maupun implementasi, dengan

demikian juga bagi para hobi yang mengembangkan mikrokontroller.

Kelebihan-kelebihan dari Board Arduino diantaranya adalah:

36

1. Tidak perlu perangkat chip programmer karena didalamnya memiliki

bootloader yang akan menangani program yang di-upload dari computer

2. Bahasa pemrogramannya relatif mudah (bahasa C), dan software Arduino

mudah dioperasikan karena berbentuk GUI (Graphical User Interface), IDE

(Integrated Development Environment), memiliki library yang cukup lengkap

serta gratis dan open source.

3. Komunikasi serial dan komunikasi untuk upload program menggunakan jalur

yang sama yaitu jalur USB atau komunikasi serial, jadi membutuhkan sedikit

kabel.

Beberapa Board Arduino yang sering digunakan, yaitu:

1. Board Arduino NG/Older (Severino)

Board Arduino NG/Older (Severino) menggunakan mikrokontroller

ATmega8 atau ATmega 168. Fungsi dari pin dan terminal pada Board Arduino

NG/Older (Severino)

a. DB-9 connector

Ciri khas dari Board Arduino NG/Older (Severino) dibandingkan

dengan board Arduino lain yaitu menggunakan sarana komunikasi

menggunakan port serial, agar dapat menggunakan komunikasi

menggunakan port USB perlu menggunakan konverter dari serial RS232 ke

USB.

37

b. DC1, 2.1mm power jack

Digunakan untuk tambahan sumber tegangan (catu daya) dari luar.

Dalam solverino sudah terdapat regulator tegangan yang dapat meregulasi

masukan tegangan antara +7V sampai +20V (masukan tegangan yang

disarankan antara +9V s/d +12V)

c. ICSP, 2x3 pinheader

Untuk memprogram bootloader ATmega atau memprogram Arduino

severino dengan software lain, misalnya: khazama. Board Arduino juga

dapat diprogram tanpa menggunakan bootoader dengan menggunakan

ICSP (In-Circuit Serial Programming) ini

Tabel II.4

Keterangan pin ICSP pada Arduino NG/Older (Soverino)

1 MISO +5V 2

3 SCK MOSI 4

5 RST GND 6

Sumber : (Andrianto & Darmawan, 2017)

d. JP0, 3 pin jumper

Ketika posisi 2-3, board pada keadaan serial enabled (X1 connector

dapat digunakan). Ketika posisi 1-2, board pada keadaan serial disabled

(X1 connector tidak berfungsi) dan eksternal pull-down resistors pada

pin0(RX) dan pin1(TX) dalam keadaan aktif, resistor pull-down untuk

mencegah noise dari RX.

e. JP4

Ketika pada posisi 1-2, board dapat mengaktifkan fungsi auto-reset,

yang berfungsi ketika meng-upload program pada board tanpa perlu

menekan tombol S1.

38

f. S1

Adalah push button yang berfungsi sebagai tombol reset.

g. LED

POWER led : menyala ketika Arduino dinyalakan dengan diberi

tegangan dari DC1

RX led : berkedip ketika menerima data melalui komputer lewat

komunikasi serial

TX led : berkedip ketika mengirim data melalui komunikasi serial

L led : terhubung dengan digital pin13. Berkedip ketika

bootloading.

h. DIGITAL PINOUT IN/OUT

8 digital pin inputs/outputs : pin 0-7 (terhubung pada PORT D dari

ATMEGA). Pin -0(RX) dan PIN-1(TX) dapat digunakan sebagai pin

komunikasi. Untuk ATmega 168/328 pin 3,5 dan 6 dapat digunakan

sebagai output PWM.

6 digital pin inputs/outputs : pin 8-13 (terhubung pada PORT B).

Pin10(SS), PIN11(MOSI), pin12 (MISO), pin13 (SCK) yang bias

digunakan sebagai SPI (Serial Peripheral Interface), pin 9,10,11 dapat

digunakan sebagai output PWM untuk ATmega8 dan ATmega 168/328.

i. ANALOG PINOUT IN/OUT

6 analog input analog : pin 0-5 (A0-A5) (terhubung pada PORT C). Pin4

(SDA) dan PIN5 (SCL) yang dapat digunakan sebagai 12C (two –wire

serial bus). Pin analog ini dapat digunakan sebagai pin digital14 (A0)

sampai pin digital pin19(A5).

39

2. Arduino UNO

Sumber : Penulis

Gambar II.18

Board Arduino UNO

Board Aduino UNO menggunakan mikrokontroller ATmega 328. Secara

umum posisi/letak pin-pin terminal I/O pada berbagai board Arduino posisinya

sama dengan posisi/letak pin-pin terminal I/O dari Arduino UNO yang

mempunyai 14 pin digital yang dapat di set sebagai input/output (beberapa

diantaranya memiliki fungsi ganda), 6 pin input analog.

Fungsi dari pin dan terminal pada board Arduino UNO

a. USB to Computer

Digunakan untuk koneksi komputer ke alat lain menggunakan komunikasi

serial RS-232 standard. Bekerja ketika JP0 dalam posisi 2-3

b. DC1, 2.1mm power jack DC1, 2.1mm power jack

Digunakan sebagai sumber tegangan (catu daya) dari luar, sudah terdapat

regulator tegangan yang dapat meregulasi masukan tegangan antara +7V

sampai +18V (masukan tegangan yang disarankan antara +9V s/d +12V).

c. ICSP, 2x3 pinheader

Untuk memprogram bootloader ATmega atau memprogram Arduino

dengan software lain, berikut ini keterangan fungsi tiap pin

40

Tabel II.5

Keterangan pin ICSP pada Arduino UNO

1 MISO +5V 2

3 SCK MOSI 4

5 RST GND 6


d. JP0, 3 pin jumper

Ketika posisi 2-3, board pada keadaan serial enabled (X1 connector dapat

digunakan). Ketika posisi 1-2 board pada keadaan serial disabled (X1

connector tidak berfungsi) dan eksternal pull-down resistors pada pin0(RX)

dan pin1(TX) dalam keadaan aktif, resistor pull-down untuk mencegah

noise dari RX.

e. JP4

Ketika pada posisi 1-2, board dapat mengaktifkan fungsi auto-reset, yang

berfungsi ketika meng-upload program pada board tanpa perlu menekan

tombol reset S1.

f. S1

Adalah push button yang berfungsi sebagai tombol reset.

g. LED

POWER led : menyala ketika Arduino dinyalakan dengan diberi

tegangan dari DC1

RX led : berkedip ketika menerima data melalui komputer lewat

komunikasi serial

TX led : berkedip ketika mengirim data melalui komunikasi serial

L led : terhubung dengan digital pin13. Berkedip ketika

bootloading.

41

h. DIGITAL PINOUT IN/OUT

8 digital pin inputs/outputs : pin 0-7 (terhubung pada PORT D dari

ATMEGA). Pin-0(RX) dan PIN-1(TX) dapat digunakan sebagai pin

komunikasi. Untuk ATmega 168/328 pin 3,5 dan 6 dapat digunakan

sebagai output PWM.

6 digital pin inputs/outputs : pin 8-13 (terhubung pada PORT B).

Pin10(SS), PIN11(MOSI), pin12 (MISO), pin13 (SCK) yang bisa

digunakan sebagai SPI (Serial Peripheral Interface), pin 9,10, dan 11 dapat

digunakan sebagai output PWM untuk ATmega8 dan ATmega 168/328.

i. ANALOG PINOUT IN/OUT

6 analog input analog : pin 0-5 (A0-A5) (terhubung pada PORT C).

Pin4(SDA) dan PIN5(SCL) yang dapat digunakan sebagai 12C (two –wire

serial bus). Pin analog ini dapat digunakan sebagai pin digital14(A0)

sampai pin digital pin19(A5).

3. Arduino Mega 2560

Board Arduino mega 2560 adalah board Arduino yang menggunakan IC

mikrokontroller ATmega 2560. Board ini memiliki 54 digital input/output (15

buah diantaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 16 buah analog input,

4 UARTs (universal asynchronous receiver/transmitter), osilator Kristal 16

MHz, koneksi USB, jack power, soket ICSP (In-Circuit System Programming),

dan tombol reset.

42

Tabel II.6

Spesifikasi Arduino Mega 2560

Spesifikasi Keterangan

Mikrokontroler ATmega 2560

Tegangan operasional 5V

Tegangan input (rekomendasi) 7-12V

Tegangan input (limit) 6-20V

PIN Digital I/O 54 (15 buah diantaranya dapat

digunakan sebagai output PWM)

PIN Analog Input 16 (A0 s.d. A.15)

Arus DC per PIN I/O 40 mA

Arus DC untuk PIN 3.3V 50 mA

Memori Flash 256 KB, 8 KB digunakan untuk

bootloader

SRAM 8 KB

EEPROM 4 KB

Clock speed 16 MHz


a. PIN Input dan Output Digital

Semua pin digital yang terdapat pada Arduino Mega2560 dapat

digunakan baik sebagai input maupun output dengan menggunakan fungsi

pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Output tegangan setiap pin

adalah 5 Volt. Arus maksimum yang dapat diberikan dan diterima sebesar

40 mA. Pada pin digital ini juga terdapat internal pull up resistor sebesar

20-50 KOhm.

Arduino Mega2560 memiliki kemampuan untuk berkomunikasi

dengan komputer, board Arduino lain, dan mikrokontroler lainnya.

ATMega 2560 memiliki 4 buah UART untuk komunikasi serial TTL. Pin 0

dan 1 terhubung langsung dengan IC ATMega16U2 USB to TTL serial

chip. IC tersebut merupakan IC converter USB ke serial. TTL LED RX dan

TX pada board akan menyala saat ada data yang dikirim melalui

43

ATMega16U2 dan koneksi ke komputer melalui USB. Berikut ini port

serial yang ada pada Arduino Mega2560, yaitu:

a. Port Serial : pin 0 (RX) dan pin 1 (TX)

b. Port Serial 1 : pin 19 (RX) dan pin 18 (TX)

c. Port Serial 2 : pin 17 (RX) dan pin 16 (TX)

d. Port Serial 3 : pin 15 (RX) dan pin 14 (TX). Pin RX digunakan untuk

menerima data serial TTL dan pin TX untuk menerima data serial TTL.

e. External Interupt : pin 2 (interrupt 0), pin 3 (interrupt 1) , pin 18

(interrupt 5) , pin 93 (interrupt 4) , pin 20 (interrupt 3) , dan pin 21

(interrupt 2).

f. PWM : pin 2 s.d. pin 13 dan pin 44 s.d. 46. Pin-pin tersebut dapat

digunakan sebagai output PWM 8bit

g. SPI : pin 50 (MISO), pin 51 (MOSI), pin 52 (SCK), pin 53 (SS).

Digunakan untuk komunikasi SPI.

h. LED : pin 13. Terdapat LED yang terhubung dengan dengan pin 13.

i. TWI : pin 20 (SDA) dan pin 21 (SCL). Pin-pin tersebut dapat digunakan

untuk komunikasi TWI. ATMega 2560 juga mendukung komunikasi

TWI dan SPI. Software Arduino memiliki wire library dan SPI library

untuk mempermudah penggunaan fitur komunikasi TWI dan SPI.

j. Arduino Mega 2560 juga memiliki 16 buah input analog (ADC) yaitu

pin A0 s.d. A15. Setiap input memiliki resolusi sebesar 10bit.

b. USB OverCurrent Protection

Arduino Mega 2560 dilengkapi dengan resettable polyfuse yang dapat

melindungi port USB dari hubungan arus pendek dan kelebihan arus.

Meskipun pada setiap komputer sudah terdapat pelindung internal, fuse ini

44

akan memberikan perlindungan tambahan. Apabila arus yang lewat lebih

besar dari 500mA, fuse akan otomatis terputus sampai kelebihan arus atau

hubungan arus pendek dapat diperbaiki.

4. Arduino Mega ADK

Modul Arduino Mega ADK adalah sebuah mikrokontroller yang

menggunakan IC mikrokontroller ATMega 2560. Perbedaan board Arduino

mega ADK dengan board Arduino mega 2560 yaitu board Arduino ADK

dilengkapi denga USB Host Interface untuk berkomunikasi dengan smartphone

berbasis android, berdasarkan IC MAX 3421e.

2.2 Perangkat Lunak

Menurut (Roihan, 2018) mengatakan bahwa:

Perangkat lunak adalah bagian yang tidak berwujud dalam sebuah perangkat

elektronika yang dimasukkan ke dalam perangkat keras (hardware)

berfungsi sebagai pelaksana tugas dan instruksi yang diberikan oleh

pengguna (user), instruksi tersebut dienterpretasi dan dikompilasi menjadi

bahasa mesin lalu mengaktif kan fungsi dan perangkat keras sehingga dapat

menjalankan sistem secara keseluruhan.

2.2.1. Bahasa Pemrograman

Menurut (Sahyar, 2016) “Bahasa pemrograman adalah perangkat lunak

yang digunakan untuk menerjernahkan atau menuliskan algoritma dalarn bentuk teks

perintah-perintah yang dapat dimengerti oleh komputer untuk menyelesaikan suatu

masalah”.

Berdasarkan hirarki dikenal beberapa bahasa pemrograman diantaranya:

1. Bahasa pemrograman aras dasar seperti: bahasa mesin, bahasa assembley.

2. Bahasa aras tengah seperti: Bahasa C.

3. Bahasa pemrograman aras atas seperti: Pascal, Visual Basic, MatLab, dan lain-

lain.

45

Bahasa pemrograman yang dapat menghasilkan file program komputer yang

berdiri sendiri disebut dengan Compiler, sedangkan bahasa pemrograman yang

hanya berperan sebagai penerjemah kode kode program disebut dengan interpreter.

File program komputer yang ditulis dengan menggunakan interpreter hanya dapat

dieksekusi jika menggunakan bahasa pemrograman tersebut. Melalui defìnisi di atas

maka untuk menyusun program komputer harus dipenuhi hal-hal berikut: ada

masalah yang akan dipecahkan, ada algoritma untuk penyelesaian masalah, dan ada

bahasa pemrograman untuk menerjemahkan algoritma.

1. Sketsa Program

Secara bawaan, sketsa baru akan berupa teks berikut.

void setup()

// put your setup code here, to run once:

void loop()

// put your main code here, to run repeatedly:

Dalam hal ini, setup dan loop adalah nama fungsi. Kedua fungsi harus ada di

dalam setiap sketsa. Kegunaan masing-masing adalah sebagal berikut.

a. Fungsi setup() digunakan untuk melakukan tindakan awal. Tindakan awal

hanya dilakukan sekali.

b. Fungsi loop() berisi kode yang akan diulang secara terus menerus. Eksekusi

sketsa hanya berhenti kalau sumber listrik yang memasok papan Arduino

dihentikan.

46

2. Syntax

Untuk memudahkan pembuat program atau orang lain mernahami kode yang

dituliskan. Komentar tidak disertakan dalam proses kompilasi, dengan kata lain,

tidak mempengaruhi program. Dalam bahasa C, komentar diawali dengan tanda

//. Komentar juga bisa dibuat dengan tanda awal /* dan tanda akhir */, contoh:

/*ini adalah komentar*/.

Tanda dan secara berturut-turut digunakan sebagai tanda awal dan akhir blok.

3. Variabel

Variabel sebenarnya merupakan suatu lokasi di memori. Variabel ini

digunakan untuk menyimpan angka, karakter atau string yang sifatnya sernentara.

Variabel yang akan digunakan di program harus didekiarasikan tcrlcbih dahulu.

Mendeklarasikan variabel sama halnya dengan mengalokasikan tempat di

memori. Terkait dcngan program mikrokontrolcr, lokasi yang dimaksud adalah

lokasi RAM yang ada di mikrokontroler

Tabel II.7

Jenis Variabel

Sumber : (Kadir, 2017)

47

4. Operator

Operasi dalam instruksi melibatkan operator dan operand. Operator menentukan

jenis operasinya, seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian dll. Operand

dalam hal ¡ni adalah data yang akan dioperasikan. Contoh A=B÷C merupakan

operasi yang melibatkan operator = dan + serta operand A, B dan C. Operator

yang melibatkan proses aritmatika adalah sbb:

Tabel II.8

Operator Aritmatika


48

Tabel II.9

Operator Relasional


Tabel II.10

Operator Bit demi bit


49

2.2.2. Software Editor

Sumber : Penulis

Gambar II.19

Arduino IDE

Menurut (Kadir, 2016) “Arduino IDE adalah tool yang bermanfaat untuk

menuliskan program (yang secara khusus dinamakan sketsa di Arduino),

mengompilasinya, dan sekaligus mengunggahkannya ke papan Arduino”. Sedangkan

menurut (Arduino, 2019) mengatakan “Arduino Software (IDE) - berisi editor teks

untuk menulis kode, area pesan, konsol teks, bilah alat dengan tombol untuk fungsi

umum dan serangkaian menu. Terhubung ke perangkat keras Arduino dan Genuino

untuk mengunggah program dan berkomunikasi dengan mereka”.

50

Sumber : Penulis

Gambar II.20

Sketsa Program pada Arduino IDE

bab ii landasan teori - repository.bsi.ac.id · contoh dari perangkat keras yaitu: 1. input device:...

Documents