bab ii landasan teori -...

BAB II LANDASAN TEORI

Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 7

BAB II

LANDASAN TEORI

Bab ini membahas mengenai teori yang mendukung dalam pembuatan

proyek akhir. Materi yang dibahas diantaranya Mikrokontroler Atmega32, Modul

perekam suara A93010, Decoder dan Encoder, Penguat daya TEA2025B, LCD

(Liquid Crystal Display) 16x2, Driver Led ULN2003, Pemrograman Basic

Compiler, dan Downloader USBasp. Didalam bab ini juga akan dibahas materi

tentang kepramukaan yaitu Kode Morse dan Semaphore serta aplikasinya di

bidang industri.

2.1 Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah suatu IC (Integrated Circuit) digital yang

mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis

dan dihapus dengan cara khusus, dengan kata lain cara kerja mikrokontroler

sebenarnya hanya membaca dan menulis data. Mikrokontroler juga merupakan

komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik

yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya, dimana sebuah sistem elektronik

yang sebelumnya banyak memerlukan komponen – komponen pendukung seperti

IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta

dikendalikan oleh mikrokontroler ini (Sumber: Grahacendikia, wordpress.com).

Dengan penggunaan mikrokontroler ini maka :

Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas

Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar

dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi

Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri

Mikrokontroler mempunyai banyak jenis, diantaranya keluarga Motorola

dengan seri 68xx, keluarga AVR yang diproduksi Atmel, Philip, Dallas, keluarga

PIC dari Microchip, Renesas, Zilog. Mikrokontroler memiliki perangkat

penunjang seperti yang terdapat dalam mikrokomputer yaitu unit pusat

pengolahan data, unit memori (ROM dan RAM) dan unit Input/Output. Selain itu

terdapat juga fasilitas – fasilitas seperti timer, counter, dan kontrol interupsi.



2.1.1 Mikrokontroler AVR

Mikrokontroler AVR (Alf and vegard‟s Risc processor) merupakan

bagian dari keluarga mikrokontroller CMOS 8-bit buatan Atmel. AVR

memiliki arsitektur 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-

bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock.

Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur Havard, yaitu memisahkan

memori untuk kode program dan memori data.AVR berteknologi RISC

(Reduced Instruction Set Computing), sedangkan seri MCS51 berteknologi

CISC (Complex Instruction Set Computing). AVR dapat dikelompokkan

menjadi empat kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT 90Sxx, keluarga

ATmega dan AT86RFxx. Pada dasarnya yangmembedakan masing-masing

kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya.

2.1.2 Mikrokontroler Atmega32

Mikrokontroler AVR Atmega32 memiliki fitur yang cukup lengkap.

Mikrokontroler AVR Atmega32 telah dilengkapi dengan ADC internal,

EEPROM internal, Timer/Counter, PWM, analog comparator, dan

sebagainya. Sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini memungkinkan kita

belajar mikrokontroler keluarga AVR dengan lebih mudah dan efisien, serta

dapat mengembangkan kreativitas penggunaan mikrokontroler Atmega32.

Adapun fitur – fitur yang dimiliki oleh mikrokontroler Atmega32 (Sumber:

Datasheet Atmega32) adalah sebagai berikut:

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu portA, portB, portC, dan portD.

2. ADC internal sebanyak 8 saluran.

3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.

4. CPU yang terdiri atas 32 buah register dan SRAM sebesar 512 byte.

5. Memori Flash sebesar 32 Kb dengan kemampuan Read While Write.

6. Port antarmuka SPI

7. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.

8. Antarmuka komparator analog.

9. Port USART untuk komunikasi serial.

10. Sistem mikroprosesor 32 bit berbasis RISC dengan kecepatan

maksimal 16 MHz.



2.1.3 Serial Pheriperal Interface (SPI)

Serial Peripheral Interface (SPI) merupakan salah satu mode

komunikasi serial syncrhronous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh

Atmega32. Universal Syncrhronous, Asyncrhronous Serial Receiver dan

Transmitter (USART) juga merupakan salah satu mode komunikasi serial

yang dimiliki oleh Atmega32. USART merupakan komunikasi yang

memiliki fleksibilitas tinggi yang dapat digunakan untuk melakukan transfer

data baik antar mikrokontroler maupun dengan modul – modul eksternal

termasuk PC yang memiliki fitur UART.

USART memungkinkan transmisi data baik secara syncrhronous

maupun asyncrhronous, sehingga dengan memiliki USART pasti

kompatibel dengan UART. Pada Atmega32, secara umum pengaturan mode

syncrhronous maupun asyncrhronous adalah sama. Perbedaannya hanyalah

terletak pada sumber clock saja.

Jika pada mode asyncrhronous masing – masing peripheral memiliki

sumber clock sendiri, maka pada mode syncrhronous hanya ada satu sumber

clock yang digunakan secara bersama – sama. Dengan demikian, secara

hardware untuk mode asyncrhronous hanya membutuhkan 2 pin yaitu TXD

dan RXD, sedangkan untuk mode syncrhronous harus 3 pin yaitu TXD,

RXD dan XCK (Sumber: Datasheet Atmega32).



2.1.4 Konfigurasi Pin Atmega32

Konfigurasi pin Atmega32 mempunyai 40 pin PDIP dan 44 pin

TQFP/MLF seperti yang ditunjukan pada gambar 2.1.

44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34

11

10

98

76

54

32

1

2221201918171615141312

33

32

31

30

29

28

27

26

25

24

23

(MOSI) PB5

(MISO) PB6

(SCK) PB7

RESET

VCC

GND

XTAL2

XTAL1

(RXD) PD0

(TXD) PD1

(INT0) PD2

PB

4 (

SS

)

PB

3 (

AIN

1/O

C0

)

PB

3 (

AIN

0/I

NT

2)

PB

1 (

T1

)

PB

0 (

XC

K/T

0)

GN

D

VC

C

PA

0 (

AD

C0)

PA

1 (

AD

C1)

PA

2 (

AD

C2)

PA

3 (

AD

C3)

(IN

T1

) P

D3

(OC

1B

) P

D4

(OC

1A

) P

D5

(IC

P1

) P

D6

(OC

2)

PD

7

VC

C

GN

D

(SC

L)

PC

0

(SD

A)

PC

1

(TC

KD

) P

C2

(TM

S)

PC

3

PA4 (ADC4)

PA5 (ADC5)

PA6 (ADC6)

PA7 (ADC7)

AREF

GND

AVCC

PC7 (TOSC2)

PC6 (TOSC1)

PC5 (TDI)

PC4 (TDO)

Gambar 2.1 Konfigurasi Pin Atmega32 (TQFP/MLF)

(Sumber: Datasheet Atmega32)

Dari gambar konfigurasi pin tersebut dapat dijelaskan fungsi dari

masing – masing pin Atmega32 sebagai berikut:

a) VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.

b) GND merupakan pin ground

c) Port A (PortA0 – PortA7) berfungsi sebagai input analog to digital

converter (ADC). Port A juga berfungsi sebagai port I/O 8 bit

bidirectional jika ADC tidak digunakan. Setiap pin pada port A

menyediakan internal pull-up resistor (dipilih untuk setiap bit). Output

port A memiliki karakteristik buffer hard simetris dengan higg sink

dan source capability. Ketika pin PA0 ke PA7 digunakan sebagai

input dan secara eksternal memakai pull-down, maka pull-up resistor

internal yang diaktifkan.

d) Port B (PortB0 – PortB7) berfungsi sebagai port I/O 8 bit bidirectional

dengan internal pull-up resistor (dipilih untuk masing-masing bit).



Output port B memiliki karakteristik buffer hard simetris dengan high

sink dan source capability. Ketika pin PB0 ke PB7 digunakan sebagai


internal yang diaktifkan. Port B juga melayani fungsi dari fitur-fitur

khusus berbagai Atmega32 seperti yang ditunjukan pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Fungsi khusus PortB

PIN Fungsi Khusus

PortB7 SCK (SPI Bus Serial Clock)

PortB6 MISO (SPI Bus Master Input/ Slave Output)

PortB5 MOSI (SPI Bus Master Output/ Slave Input)

PortB4 SS (SPI Slave Select Input

PortB3 AIN1 (Analog Comparator Negative Input)

OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match Output)

PortB2 AIN0 (Analog Comparator Positive Input)

INT2 (External Interrupt 2 Input

PortB1 T1 (Timer/ Counter1 External Counter Input)

PortB0 T0 T1 (Timer/Counter External Counter Input)

XCK (USART External Clock Input/Output)

e) Port C (PortC0 – PortC7) berfungsi sebagai port I/O 8 bit bidirectional


Output port C memiliki karakteristik buffer hard simetris dengan high

sink dan source capability. Ketika pin PC0 ke PC7 digunakan sebagai


internal yang diaktifkan. Jika antarmuka JTAG diaktifkan, pull-up

resistor pada pin PC5 (TDI), PC3 (TMS) dan PC2 (TCK) akan

diaktifkan bahkan setelah dilakukan reset. Port C juga melayani fungsi

dari antarmuka JTAG dan fitur khusus lainnya dari ATmega32 seperti

yang ditunjukan pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2 Fungsi khusus PortC

PIN Fungsi Khusus

PortC7 TOSC2 ( Timer Oscillator Pin2)

PortC6 TOSC1 ( Timer Oscillator Pin1)

PortC5 Input/Output

PortC4 Input/Output

PortC3 Input/Output

PortC2 Input/Output

PortC1 SDA ( Two-wire Serial Buas Data Input/Output Line)

PortC0 SCL ( Two-wire Serial Buas Clock Line)



f) Port D (PortD0 – PortD7) berfungsi sebagai port I/O 8 bit bidirectional


Output port D memiliki karakteristik buffer hard simetris dengan high

sink dan source capability. Ketika pin PD0 ke PD7 digunakan sebagai


internal yang diaktifkan. Port D juga melayani fungsi dari fitur-fitur

khusus berbagai ATmega32 seperti yang ditunjukan pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3 Fungsi khusus PortD

PIN Fungsi Khusus

PD7 OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output)

PD6 ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)

PD5 OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match Output)

PD4 OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output)

PD3 INT1 (External Interrupt 1 Input)

PD2 INT0 (External Interrupt 0 Input)

PD1 TXD (USART Output Pin)

PD0 RXD (USART Input Pin)

g) RESET berfungsi untuk mengatur ulang mikrokontroler pada kondisi

awal.

h) XTAL1 merupakan input untuk oscillator amplifier dan input

inverting dari rangkaian clock internal.

i) XTAL2 merupakan output dari inverting oscillator amplifier.

j) AVCC adalah tegangan referensi untuk Port A dan analog to digital

converter (ADC) dan harus terhubung ke VCC eksternal, meskipun

ADC tidak digunakan. Jika ADC digunakan, maka VCC harus

dihubungkan ke melalui low pass filter.

k) AREF merupakan pin referensi analog to digital converter (ADC).



2.2 Modul Perekam Suara (A93010)

Modul A93010 ini merupakan modul perekam suara yang mampu merekam

dengan durasi 20 detik dan hanya dapat dilakukan secara manual tanpa

menggunakan software. Durasi rekaman pada modul ini juga dapat ditingkatkan

hingga 30 detik tergantung dari osilator resistor yang dipakai pada modul ini,

seperti yang ditunjukan pada Tabel 2.4. dan Gambar 2.2. semakin tinggi nilai

samplingnya maka suara yang dihasilkan akan semakin bagus akan tetapi durasi

perekaman nya akan semakin pendek.

Tabel 2.4 Nilai sampling pada modul A93010

(Sumber: Datasheet Modul A93010)

No. Durasi Sampling Osilator Resistor

1 20 detik 6,4 KHz 52 KΩ



Modul ini juga mempunyai ukuran yang kecil (34 mm x 23 mm) seperti

yang ditunjukan pada Gambar 2.x, dengan konsumsi arus yang rendah, yaitu:

Proses Recording = 25 mA

Proses Play = 25 mA

Proses Standby = 10 uA

oscillator

Gambar 2.2 Modul A93010

(Sumber: Datasheet Modul A93010)

Selain menggunakan modul A93010 untuk proses rekaman suara, dapat juga

menggunakan IC perekam suara ISD400x yang mempunyai durasi rekaman yang

lebih lama (4-16 menit, sesuai dengan tipe ISD yang digunakan). Adapun

kelebihan dan kekurangan pada modul perekam suara dengan IC ISD400x sebagai

berikut:



A. Kelebihan Modul A93010

Modul A93010 lebih mudah digunakan

Tidak memerlukan software dalam proses rekam maupun play

B. Kekurangan Modul A93010

Durasi rekaman pada modul A93010 lebih pendek

Hanya dapat memainkan satu rekaman saja

2.2.1 Fitur Pada Modul A93010

Modul ini mempunyai beberapa fitur yang mendukung kinerja dari

proses perekaman suara, diantaranya:

Non volatile flash memory technology

Operasi input menggunakan supply 5 volt karena didalam modul ini

tidak mempunyai baterai

User friendly (mudah digunakan dalam pengoperasiannya)

Mempunyai dua buah tombol operasi yang berfungsi untuk merekam

dan memainkan suara

Mempunyai konsumsi daya yang rendah

Mempunyai LED indikator untuk menunjukkan proses perekaman

suara

Mempunyai sebuah mic - kondensor

Power down otomatis

2.2.2 Proses Recording

Proses perekaman suara yang berada pada modul ini sangat mudah,

yaitu bisa dilakukan dengan cara:

Tekan tombol REC ketika akan memulai proses perekaman sampai

proses perekaman selesai, dalam proses ini led indikator akan

menyala. Jika proses perekaman suara melebihi batas waktu yang

ditentukan pada modul ini (20 detik), maka maka proses perekaman

akan berhenti secara otomatis.

Untuk memulai proses perekaman yang baru, tekan kembali tombol

REC, maka suara yang baru akan terekam dan suara yang lama akan

terhapus secara otomatis.



2.2.3 Proses Play

Untuk memainkan suara yang telah direkam pada modul, dapat

dilakukan dengan cara:

Tekan tombol PLAY untuk memutar ulang suara yang telah direkam,

jika tombol PLAY terus ditekan, maka suara yang direkam akan terus

diputar ulang sampai tombol PLAY dilepas, tetapi jika tombol PLAY

hanya ditekan satu kali, maka modul akan memutar ulang suara yang

direkam sebanyak satu kali.

Jika proses rekaman yang baru durasinya lebih pendek dari rekaman

yang lama, maka pada saat memutar ulang, sisa suara dari proses

perekaman sebelumnya akan dihapus secara otomatis.

2.2.4 Proses Standby

Modul ini akan berada pada posisi Standby secara otomatis ketika

proses rekaman selesai dilakukan dan ketika tombol PLAY selesai memutar

ulang suara rekaman.

2.3 Decoder

Decoder adalah rangkaian logika yang menerima input-input biner dan

mengaktifkan salah satu output-nya sesuai dengan urutan biner input-nya

(Sumber: Digital Systems Principles and Aplications, Hal. 504). Beberapa

rangkaian decoder yang sering digunakan diantaranya decoder 3x8 (3 bit input

dan 8 output line), decoder 4x16, decoder BCD to Decimal (4 bit input dan 10

output line), decoder BCD to 7 segment (4 bit input dan 8 output line). Khusus

untuk BCD to 7 segment mempunyai prinsip kerja yang berbeda dengan decoder

– decoder yang lain, di mana kombinasi dari setiap inputnya dapat mengaktifkan

beberapa output line-nya (bukan salah satu line). Pada perancangan ini akan

digunakan dua buah decoder 3x8 tipe 74HC238 untuk menyimulasikan

semaphore led pada tangan kanan dan tangan kiri.



2.3.1 Decoder 74HC238

IC Decoder ini merupakan IC CMOS yang mempunyai tiga buah

input biner (pada alamat A0, A1, A2) dan menghasilkan delapan buah

output berlogic 1 yang aktif secara bergantian pada salah outputnya (Y0 -

Y7). IC Decoder ini mempunyai tiga buah input Enable, dua buah Enable

beroperasi pada keadaan Active LOW (E1, E2), dan satu buah Enable

beroperasi pada keadaan Active High ( E3), input Enable ini digunakan

untuk mengontrol decoder saat beroperasi/bekerja (Sumber: Datasheet

74HC/HCT238). Berikut ini merupakan skema rangkaian gerbang logika

yang terdapat pada IC Decoder 74HC/HCT238 yang ditunjukan pada

Gambar 2.3.

Gambar 2.3 Skema Rangkaian Decoder 74HC/HCT238 (Sumber: Datasheet 74HC/HCT238)

Dari skema rangkaian diatas, menghasilkan data output seperti yang

ditunjukan pada Tabel 2.5.



Tabel 2.5. Tabel kebenaran Decoder 74HC/HCT238

(Sumber: Datasheet 74HC/HCT238)

INPUT OUTPUT

E1 E2 E3 A2 A1 A0 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0

0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0

0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0

0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0

0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0

0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0

0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0

0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0

2.4 Encoder 74C922

IC encoders ini merupakan IC CMOS 16 to 4 yang mengeluarkan output

berupa biner, IC ini menyandikan sistem scanning keypad 4x4 yang hanya

memerlukan kapasitor eksternal tunggal untuk menghindari Bouncing yang biasa

terjadi pada proses scanning keypad (Sumber: Datasheet 74C922N). IC encoder

ini juga memiliki on-chip pullup yang memungkinkan switch dengan sampai 50

KX pada resistansi yang akan digunakan. Berikut ini merupakan skema rangkaian

didalam IC Encoder 74C922 yang ditunjukan pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Blok Diagram IC 74C922

(Sumber: Datasheet 74C922N)



Dari blok diagram diatas, menghasilkan data output seperti yang

ditunjukan pada Tabel 2.6.

Tabel 2.6. Tabel kebenaran Encoder 74C922

(Sumber: Datasheet 74C922N)

Posisi Switch OUTPUT

D C B A

0 Y1 – X1 0 0 0 0

1 Y1 – X2 0 0 0 1

2 Y1 – X3 0 0 1 0

3 Y1 – X4 0 0 1 1

4 Y2 – X1 0 1 0 0

5 Y2 – X2 0 1 0 1

6 Y2 – X3 0 1 1 0

7 Y2 – X4 0 1 1 1

8 Y3 – X1 1 0 0 0

9 Y3 – X2 1 0 0 1

10 Y3 – X3 1 0 1 0

11 Y3 – X4 1 0 1 1

12 Y4 – X1 1 1 0 0

13 Y4 – X2 1 1 0 1

14 Y4 – X3 1 1 1 0

15 Y4 – X4 1 1 1 1

2.5 Amplifier TEA2025B

TEA2025 merupakan IC dual audio amplifier yang dapat digunakan untuk

aplikasi stereo dengan konfigurasi pin seperti yang ditunjukan pada Gambar

2.5. IC TEA2025 ini awalnya dirancang untuk pemutar kaset portabel dan

radio, tetapi dapat digunakan untuk membuat penguat audio stereo cukup

baik. IC TEA2025 ini membutuhkan komponen eksternal sangat sedikit dan

dapat berjalan pada tegangan serendah 3 volt.

Gambar 2.5 Konfigurasi pin TEA2025B

(Sumber: Datasheet TEA2025B)



Frekuensi cut – off rendah (fL) dari sinyal output tergantung pada resistansi

beban (speaker, RL) dan output kapasitor 470 μF. Jika resistensi speaker 4Ω,

maka frekuensi cut-off rendah akan,

fL = 1 / (2π CRL) = 80 Hz

dengan demikian, output dari IC TEA2025 ini dapat bervariasi seperti yang

ditunjukan pada tabel 2.7.

Tabel 2.7 Output Amplifier TEA2025B


MODE Supply Input Resistansi

Speaker

Output Power

(d=10%)

ST

ER

EO

9 Volt

9 Volt

6 Volt

6 Volt

6 Volt

6 Volt

3 Volt

3 Volt

12 Volt

4 Ω

8 Ω

4 Ω

8 Ω

16 Ω

32 Ω

4 Ω

32 Ω

8 Ω

2.3 Watt

1.3 Watt

1 Watt

0.6 Watt

0.25 Watt

0.13 Watt

0.1 Watt

0.02 Watt

2.4 Watt

BR

IDG

E 9 Volt

6 Volt

6 Volt

3 Volt

3 Volt

8 Ω

4 Ω

8 Ω

16 Ω

32 Ω

4.7 Watt

2.8 Watt

1.5 Watt

0.18 Watt

0.06 Watt

Dari tabel di atas dapat diaplikasikan dua mode tersebut ke dalam sebuah

rangkaian seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.6. dan Gambar 2.7.

Gambar 2.6 Rangkaian TEA2025B Mode STEREO




Gambar 2.7 Rangkaian TEA2025B Mode BRIDGE


2.6 Saklar Elektronik

Saklar merupakan perangkat untuk menghubungkan maupun memutuskan

arus beban. Walaupun terdapat beberapa jenis saklar, namun pada prinsipnya

sama, yaitu untuk memutus dan menghubungkan arus. Ada dua jenis saklar, yaitu

saklar manual dan saklar mekanik.

2.6.1 Saklar Manual

Saklar manual cara mengoperasikannya ialah dengan memindahkan

tuas saklar secara mekanis oleh operator. Biasanya saklar manual dipakai

pada rangkaian elektronik dengan kapasitas daya yang kecil dan tegangan

yang kecil agar tidak menimbulkan kemungkinan bahaya yang besar.

ukuran, bentuk dan cara pemasangannya sangat bervariasi seperti yang

ditunjukan pada Gambar 2.8. Saklar manual biasanya dipasang pada

rangkaian kontrol. Saklar yang digunakan sebagai komponen elektronik

biasanya berjenis Toggle, Push Button, Selector, dan Push wheel.

Gambar 2.8 Macam – macam Saklar Manual



2.6.2 Saklar Mekanik

Saklar mekanik akan on atau off secara otomatis oleh sebuah proses

perubahan parameter, misalnya posisi, tekanan, atau temperatur. Saklar akan

On atau Off jika set titik proses yang ditentukan telah tercapai. Saklar

mekanik digunakan untuk automatisasi dan juga proteksi rangkaian.

Terdapat beberapa tipe saklar mekanik seperti yang ditunjukan pada

Gambar 2.9. antara lain, Limit Switch, Flow Switch, Level Switch, Pressure

Switch dan Temperature Switch.

Gambar 2.9 Macam – macam Saklar Mekanik

2.7 LCD (Liquid Crystal Display)

LCD adalah suatu display dari bahan cairan Kristal yang pengoperasiannya

menggunakan sistem dot matriks. LCD banyak digunakan sebagai display dari

alat-alat elektronika seperti kalkulator, multimeter digital, jam digital, dan

sebagainya.

2.7.1 LCD 16x2

LCD 2x16 merupakan LCD yang memiliki 2 baris dimana setiap

barisnya dapat memuat 16 karakter. LCD inilah yang sering digunakan

sebagai display data sederhana untuk data yang tidak panjang (tidak banyak

jumlahnya), seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.10. LCD ini mudah

dihubungkan dengan mikrokontroler keluarga AVR seperti Atmega32.

Gambar 2.10 Tampilan LCD 16x2

(Sumber: Datasheet JHD 162A)



2.7.2 Konfigurasi LCD 16x2

LCD 16x2 memiliki 16 pin konektor yang didefenisikan seperti yang

ditunjukan pada Tabel 2.8 berikut:

Tabel 2.8. Fungsi pin LCD 16x2

(Sumber: Datasheet JHD 162A)

PIN NAMA PIN FUNGSI

1 VSS Ground voltage

2 VCC +5 volt

3 VEE Contrast voltage

4 RS

Register Select

0 = Instruction Register

1 = Data Register

5 R/W

Enable

0 = Write Mode

1 = Read Mode

6 E

Enable

0 = Start to latch data to LCD character

1 = Disable

7 DB0 Data bit ke – 0 (LSB)

8 DB1 Data bit ke – 1







15 BPL Ground voltage

16 GND Ground voltage

2.8 Driver Led ULN2003

IC ULN 2003 adalah sebuah IC yang memiliki 7 bit Input dengan

tegangan maksimal 95 volt dan arus maksimal 500 mA. IC ini mempunyai saluran

driver penggerak sebanyak 7 saluran, pin 9 adalah common free yang terhubung

dengan dioda pembatas dalam hal ini dihubungkan ke Vcc, seperti yang

ditunjukan pada Gambar 2.11. Didalam IC ini terdapat transistor darlinton.

Transistor darlington merupakan 2 buah transistor yang dirangkai dengan

konfigurasi khusus untuk mendapatkan penguatan ganda sehingga dapat

menghasilkan penguatan arus yang besar (Sumber: Datasheet ULN2003).



IC ULN 2003 merupakan IC yang mempunyai 16 buah pin. Untuk

setiap pin outputnya dapat dihubungkan kepada aktuator misalnya motor

stepper, led, dan sebagainya, sedangkan inputnya dapat di kontrol oler

mikrokontroler. IC ULN2003 dapat pula berfungsi sebagai catu daya. Catu daya

ini terdiri dari catu daya (+) dan ground. Besar catu daya yang dihubungkan

tergantung pada input pada Vcc – nya.

Gambar 2.11 Konfigurasi Pin ULN2003

(Sumber: Datasheet ULN2003)

Adapun fitur – fitur yang dimiliki oleh IC ULN2003, diantaranya:

TTL, DTL, PMOS, or CMOS-Compatible Inputs

Output Current to 500 mA

Output Voltage to 95 Volt

Transient – Protected Outputs

Dual In – Line Plastic Package or Small-Outline IC Package

2.9 BASCOM - AVR

Basic Compiler (BASCOM) merupakan bahasa tingkat tinggi dengan

menggunakan bahasa BASIC sederhana. Bahasa BASIC adalah salah satu bahasa

pemprograman yang banyak digunakan untuk aplikasi mikrokontroler karena

kemudahan dan kompatibel terhadap mikrokontroler jenis AVR sehingga

pemrogramman pada BASCOM AVR ini lebih mudah dipelajari dan dipahami

dibandingkan dengan bahasa pemrograman yang lainnya (Sumber:

fahmizaleeits.wordpress.com).



2.9.1 Kelebihan Bahasa Basic

Berikut ini adalah beberapa kelebihan bahasa Basic dengan bahasa

yang lainnya:

FastAVR Basic Compiler adalah sebuah bahasa yang mengandung

hampir semua perintah BASIC yang sudah dikenal ditambah dengan

beberapa fungsi-fungsi khusus seperti LCD, I2C, 1WIRE, Keyboard

dan sebagainya.

FastAVR Basic Compiler dibuat secara khusus untuk mendukung

penuh keluarga Mikrokontroler AVR yang baru.

FastAVR Basic Compiler membolehkan operasi-operasi kompleks

dinyatakan dengan perintah-perintah pendek dan ampuh, tanpa perlu

detail dari set instruksi CPU-nya serta arsitektur internal

mikrokontrolernya. Namun datasheet mikrokontroler tetap menjadi

acuan utama.

FastAVR Basic Compiler menyembunyikan detil-detil bagi

pemrogram pemula, tetapi menyediakan luaran assembler untuk

pemrogram lanjut (advanced programmer).

FastAVR Basic Compiler membolehkan pemrograman dan siklus

pengujian secara cepat.

FastAVR Basic Compiler membolehkan struktur program dinyatakan

secara lebih jelas.

Mendukung semua Mikrokontroler keluarga AVR

2.9.2 Penggunaan BASCOM – AVR

Setiap penggunaan bahasa pemprograman mempunyai standar

penulisan program. Konstruksi dari program bahasa BASIC harus

mengikuti aturan sebagai berikut:

$regfile = “Mikrokontroler AVR”

‟inisialisasi

‟deklarasi variabel

Do

Loop

End, dan sebagainya.



$regfile ini merupakan pengarah program, seperti yang ditunjukan

pada Gambar 2.12. misal $regfile = “m32def.dat” merupakan pengarah

pengarah preprosesor bahasa BASIC yang memerintahkan untuk

meyisipkan file lain, dalam hal ini adalah file m32def.dat yang berisi

deklarasi register dari mikrokonroller Atmega32, pengarah preprosesor

lainnya yang sering digunakan ialah sebagai berikut:

$crystal = 12000000 „menggunakan crystal clock 12 MHz

$eeprom = ‟menggunakan fasilitas eeprom dan sebagainya.

Gambar 2.12 Tampilan BASCOM – AVR

2.10 USBasp Downloader

USBasp adalah programmer mikrokontroler yang sudah menggunakan USB

secara langsung sebagai sarana komunikasinya. USBasp sudah tidak lagi

menggunakan komunikasi berstandar serial RS-232, seperti yng ditunjukan pada

Gambar 2.13. sehingga tidak lagi memerlukan berbagai macam konverter untuk

berkomunikasi dengan perangkat komputasi modern.

Gambar 2.13 USBasp Downloader



2.10.1 Fitur USBasp

USBasp ini mempunyai fitur – fitur yang mendukung kinerja pada

saat proses pengunduhan file ke mikrokontroler tipe AVR, diantaranya:

SLOW SCK (J2), berfungsi untuk memilih kecepatan baca/tulis ke

mikrokontroler. Jika SLOW SCK on, maka secara default target

menggunakan clock internal 1MHz, sedangkan SLOW SCK off

maka targer menggunakan osilator eksternal (Crystal).

Port Pemrograman, terdapat SCK, MOSI, MISO, RESET, +5 volt

VCC dan GND.

Led Indikator Hijau, yang menunjukan bahwa USBasp sudah

terhubung ke komputer.

Led Indikator Merah, yang menunjukan sedang ada komunikasi

antara USB asp dengan mikrokontroler.

Targer Supply Selector (J1), digunakan untuk memberikan atau

memutuskan tegangan supply sebesar +5 volt DC dari VCC USB ke

target dan berfungsi sebagai pengaman komputer apabila ada

rangkaian mikrokontroler terjadi arus balik/hubung singkat.

2.10.2 Ekstreme Burner AVR

Software program ini khusus dibuat untuk membaca maupun

menulis program pada mikrokontroler AVR dengan menggunakan USBasp.

Software ini dibuat sederhana dan mudah di operasikan oleh penggunanya.

Pada software ini terdapat fungsi – fungsi yang akan sering digunakan

diantaranya:

Read/Write Flash

Read/Write EEPROM

Read/Write Fuse Bit dan Lock Bit

Chip Erase

Save Flash dan EEPROM File (*.Hex)

Load Flash dan EEPROM File (*.Hex)

Software ini dapat digunakan untuk memrogram 18 jenis

mikrokontroler tipe AVR, seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.14.

diantaranya: Attiny13A, Attiny24, Attiny44, Attiny84, Attiny2313,



Atmega48, Atmega88, Atmega168, Atmega8515, Atmega32, Atmega8,

Atmega16, Atmega162, Atmega164PA, Atmega324PA, Atmega32,

Atmega64A, Atmega128.

Gambar 2.14 Tampilan Ekstreme Burner

2.11 Kode Morse

Kode Morse adalah sistem representasi huruf dan angka dengan

menggunakan sinyal kode. Kode Morse diciptakan oleh Samuel F.B. Morse dan

Alfred Vail pada tahun 1835. Kode Morse juga digunakan dan dipelajari di dunia

kepramukaan atau kepanduan. Dalam dunia kepramukaan kode Morse

disampaikan menggunakan senter atau peluit pramuka. Kode Morse disampaikan

dengan cara meniup peluit dengan durasi pendek untuk mewakili titik (dot/dit)

dan meniup peluit dengan durasi panjang untuk mewakili garis (dash/dah), seperti

pada Gambar 2.15. Setiap karakter (huruf atau angka) diwakili oleh urutan unik

dari titik dan garis. Durasi tanda garis adalah tiga kali durasi tanda titik. Setiap

titik maupun garis diikuti dengan hening sejenak, sama dengan durasi tanda titik.

Huruf dari sebuah kata dipisahkan dengan spasi sama yaitu tiga kali durasi tanda

titik dan dua kata dipisahkan dengan spasi sama dengan tujuh titik. Maka dari itu

kode morse internasional harus memenuhi lima elemen berikut:



1. Tanda titik, dot atau 'dit' (·), durasinya adalah satu unit panjang

2. Tanda garis, dash atau 'dah' (-), durasinya tiga unit panjang

3. Keheningan antara titik dan garis dalam karakter, durasinya satu titik atau

satu unit durasi panjang

4. Keheningan (spasi) antar huruf, durasinya tiga unit panjang

5. Keheningan (spasi) antar kata, durasinya tujuh unit panjang

Gambar 2.15 Kode Morse

2.11.1 Kecepatan Morse

Kecepatan kode morse diukur dalam kata per menit (WPM) atau

karakter per menit (CPM). Setiap karakter memiliki perbedaan panjang

karena mengandung jumlah titik dan garis yang berbeda, akibatnya kata –

kata juga memiliki durasi panjang yang berbeda, Untuk alasan ini, maka

digunakan kata standar untuk membantu mengukur kecepatan kode morse

yaitu kata "PARIS" dan "CODEX" (Lihat halaman 51).



2.12 Kode Semaphore

Semaphore adalah suatu cara untuk mengirim dan menerima berita dengan

menggunakan bendera, dayung, batang, tangan kosong atau dengan sarung

tangan. Informasi yang didapat dibaca melalui posisi bendera atau tangan. Namun

kini yang umumnya digunakan adalah bendera, yang dinamakan bendera

semaphore. Pengiriman sandi melalui bendera semaphore ini menggunakan dua

bendera, yang masing-masing bendera tersebut berukuran 45 cm x 45 cm. Bentuk

bendera yang persegi merupakan penggabungan dua buah segitiga sama kaki yang

berbeda warna. Warna yang digunakan sebenarnya bisa bermacam-macam,

namun yang lazim digunakan adalah warna merah dan kuning, dimana letak

warna merah selalu berada dekat tangkai bendera, seperti pada Gambar 2.16.

Gambar 2.16 Bentuk Kode Semaphore

(Sumber: aldinofall wordpress.com)



2.13 Aplikasi di Bidang Industri

Selain pada bidang kepramukaan, kode morse dan semaphore juga sering

digunakan pada bidang industri, seperti digunakan untuk pengiriman berita

rahasia melalui telegraf, sinyal navigasi pesawat terbang, sinyal navigasi kapal

laut, sinyal rel kereta api, dan sebagainya.

2.13.1 Aplikasi Kode Morse

Kode morse dapat digunakan sebagai alat bantu Navigasi VOR (Very

High Frequency Omni Directional Radio Range) seperti yang ditunjukan

pada Gambar 2.17. VOR adalah salah satu alat bantu navigasi yang

memancarkan gelombang radio pada frekuensi VHF yg terdiri dari kode

morse dari stasiun pemancar tersebut dan gelombang yang memungkinkan

sebuah pesawat untuk mengetahui arah terbang (magnetic bearing) dari

stasiun pemancar terhadap pesawat

Gambar 2.17 Alat Bantu Navigasi VOR

Selain untuk alat bantu Navigasi VOR, kode morse juga sering

digunakan sebagai sinyal Navigasi NCX (Navigation Communication

Exercise) kapal laut seperti pada Gambar 2.18. sinyal kode morse ini

digunakan untuk mengirimkan suatu berita rahasia. Berita ini di kirim

berupa cahaya sandi morse guna menjaga kerahasian suatu operasi.



Gambar 2.18 Alat Bantu Navigasi NCX

2.13.2 Aplikasi Kode Semaphore

Kode emaphore dapat digunakan sebagai sinyal pada rel kereta api.

Sinyal semaphore ini diperagakan oleh sebuah tiang yang memiliki lengan

yang bisa memutar dan akan menunjukan sinyal kepada masinis seperti

yang ditunjukan pada Gambar 2.18. Sinyal ini dipatenkan oleh Joseph

James Stevens dan hingga saat ini telah menjadi sinyal mekanis yang paling

sering digunakan di berbagai negara (Sumber: aldinofall.wordpress.com).

Gambar 2.19 Alat Bantu Sinyal Rel Kereta Api

bab ii landasan teori -...

Documents