tugas akhir bab ii dasar teori - institut teknologi telkom

Tugas Akhir BAB II Dasar Teori

AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D309052 13

BAB II

DASAR TEORI

Bab ini merupakan bab yang membahas mengenai teori dasar dari

pembuatan Tugas Akhir, baik dalam perangkat keras maupun perangkat lunak

yang dipergunakan seperti mikrokontroler ATMega 16, sensor infra merah, Real

Time Clock (RTC), IC MAX 232 Bahasa C dan teori lain yang mendukung dalam

proses pembuatan Tugas Akhir seperti alat penghitung jumlah peserta di dalam

ruangan yang memanfaatkan SMS sebagai report nya dan memanfaatkan jaringan

Global System for Mobile communication (GSM) yang berfungsi sebagai

pengirim dan penerima dari SMS tersebut.

A. PENGENALAN SISTEM KOMUNIKASI SELULAR

1. Mengenal Teknologi Selular

Banyak orang diseluruh dunia telah mengenal dan menggunakan

teknologi selular sebagai peralatan yang praktis untuk melakukan

komunikasi di manapun berada tanpa dibatasi waktu dan panjang

rentangan kabel. Saat ini selular bukan hanya dijadikan sebagai alat

komunikasi melulu melaikan dapat diintegrasikan ke perangkat lain

seperti alat penghitung yang mengaplikasikan sensor infra merah

sebagai penghitung jumlah peserta di dalam ruangan berbasis

mikrokontroler ATMega 16 ini dengan report berupa SMS. Salah satu

teknologi selular sendiri ialah GSM merupakan suatu sistem standar

14


AKATEL Sandhy Putra Purwokerto D309052

komunikasi bergerak yang berada pada frekuensi 900 MHz dan 1800

MHz. Yang mana GSM merupakan sistem komunikasi yang

dipergunakan untuk mendukung pembuatan alat ini.

2. Short Message Service (SMS)

SMS merupakan sebuah layanan yang banyak diaplikasikan pada

sistem komunikasi tanpa kabel, memungkinkan dilakukannya

pengiriman pesan dalam bentuk angka dan huruf antara satu terminal

pelanggan ke terminal lain. Selain itu karakteristik dari SMS adalah

sebuah pengiriman data dalam bentuk paket yang bersifat out of band

dengan memanfaatkan bandwidth kecil. Dengan karakteristik tersebut,

pengiriman suatu burst data yang pendek dapat dilakukan dengan

efisiensi yang sangat tinggi. Dan berikut merupakan struktur jaringan

SMS.

Gambar 2.1 Struktur Jaringan SMS.[16]

Jaringan SMS di atas terdiri dari beberapa elemen di antaranya

ialah sebagai transmitter dan receiver. Transmitter terdiri dari Mobile

Station (MS) yang akan mengirimkan SMS melalui Base Transceiver

15



Station (BTS) untuk kemudian diteruskan ke bagian Base Station

Controler (BSC) dan selanjutnya Short Message Service Center

(SMSC) lah yang akan bertugas untuk mengirimkan SMS tersebut ke

nomor tujuan. Jika nomor tujuan tidak aktif, maka SMSC akan

menyimpan SMS tersebut dalam jangka waktu tertentu. Namun jika

dalam jangka waktu yang telah ditentukan tersebut SMS tidak kunjung

terkirim maka SMSC akan menghapus SMS tersebut secara otomatis,

ini merupakan sistem SMS yang mendasar.

B. PERANGKAT KERAS

Perangkat keras yang akan dibahas pada bab ini ialah perangkat keras

yang meliputi input, proses dan output. Adapun perangkat keras yang

termasuk kepada input ialah sensor infra merah dan RTC. Sedangkan proses

ialah mikrokontroler. Sedangkan output ialah LCD 2x16, Seven Segment,

Komunikasi Serial, Modem dan HP. Dan berikut merupakan penjelasan dari

masing-masing perangkat mulai dari input, proses sampai pada output.

1. Infra Merah

Sinar infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak atau sinar

yang dipancarkan tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Untuk

melihat pancaran dari infra merah dapat menggunakan bantuan dari

kamera HP dengan menposisikan infra merah sejajar dengan kamera.

16



Salah satu komponen elektronika yang bekerja sama dalam

pemancaran sinar infra merah adalah Infrared Emitting Diode (IRED),

sedangkan detektor sinar infra merah tersebut ialah photodioda.

a) LED Infra Merah

LED infra merah digunakan untuk menghasilkan radiasi infra

merah. Led infra merah adalah suatu bahan semikonduktor yang

memancarkan cahaya monokromatik atau cahaya yang hanya

terdiri atas satu warna dan satu panjang gelombang yang tidak

koheren ketika diberi tegangan maju.

Cahaya infra merah pada dasarnya adalah radiasi

elektromagnetik dari panjang gelombang yang lebih panjang dari

cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio.

Gambar 2.2 Bentuk fisik infra merah.[8]

Gambar 2.2 merupakan bentuk fisik dan simbol dari infra

merah. Infra merah memiliki beberapa kelibihan di antaranya

adalah dapat dipergunakan dalam waktu yang lama dan tidak

mudah panas sehingga cocok untuk dipergunakan pada pembuatan

alat ini.

17



b) Photodioda

Photodioda yang peka terhadap cahaya infra merah

mempunyai bentuk seperti dioda LED. Pada keadaan normal

photodioda berlaku sebagai dioda biasa yang dapat menghantarkan

arus listrik dari anoda ke katoda, namun mempunyai tahanan balik

yang besar. Bila cahaya luar mengenai junction photodioda, maka

tahan balik akan mengecil dan menimbulkan arus balik sehingga

photodioda berlaku sebagai dioda yang dipasang balik atau dibias

reverse.[2]

Gambar 2.3 Bentuk fisik photodioda.[8]

Gambar 2.3 merupakan bentuk fisik dari photodioda beserta

simpolnya. Photodioda ini memiliki kelebihan yang sangat

membantu dalam pembuatan alat ini yaitu respon yang cepat dari

photodioda terhadapat cahaya LED infra merah yang dipancarkan.

Dan ini dapat dipergunakan untuk aplikasi yang membutuhkan

proses transmisi yang cepat.

18



2. Mikrokontroler ATMega 16

AVR adalah mikrokontroler Reduce Instruction Set Compute

(RISC) 8 bit berdasarkan arsitektur Harvard, yang diproduksi oleh

Atmel pada tahun 1996. AVR mempunyai kepanjangan dari advanced

versatile RISC atau Alf and vegard’s risc processor.[1]

AVR memiliki keunggulan dibandingakan dengan mikrokontroler

lain. Keunggulan mikrokontroler AVR yaitu AVR memiliki kecepatan

eksekusi program yang lebih cepat. Selain itu, mikrokontroler AVR

memiliki fitur yang lengkap seperti ADC internal, EEPROM internal,

Timer/Counter, Watchdog Timer, PWM, Port I/O, komunikasi serial

dan lain-lain. Sehingga dengan adanya fasilitas yang cukup lengkap ini

akan memudahkan programmer dan desainer dapat memanfaatkan

untuk berbagai aplikasi sistem elektronika seperti robot, peralatan

komunikasi dan berbagai keperluan lain yang menggunakan fasilitas

mikrokontroler sebagai pengelolah datanya.

Mikrokontroler AVR dapat dikelompokan menjadi tiga kelompok

yaitu keluarga AT90SXX, ATMega dan Attiny.

Tabel 2.1 Jenis Mikrokontroler AVR.[1]

Mikrokontroler AVR Memori

Tipe Jumlah PIN Flash EEPROM SRAM

TinyAVR 8 – 32 1 – 2K 64 – 128 0 – 128

AT90Sxx 20 – 44 1 – 8K 128 – 512 0 – 1K

ATMega 32 – 64 8 – 128K 512 – 4K 512 – 4K

19



Seperti yang tanpak pada tabel 2.1 salah satu yang merupakan

kelas dari mikrokontroler AVR yaitu ATMega yang terdiri dari beberapa

jenis seperti ATMega 8, ATMega 8535, ATMega 16 dan ATMega 32.

Pada proyek Tugas Akhir menggunakan jenis mikrokontroler ATMega

16 karena kelebihannya dalam penempatan PIN mikrokontrolernya.

Dan berikut merupakan blok diagram dari fitur peripheral ATMega 16.

Gambar 2.4 Blok Diagram ATMega 16.[5]

20



a) Konfigurasi PIN AVR ATMega 16

Konfigurasi PIN ATMega 16 dengan kemasan 40 PIN Dual

in Line Package (DIP) memiliki fungsinya masing-masing seperti

32 PIN berfungsi sebagai I/O, PIN Reset, dan PIN yang berfungsi

sebagai VCC serta ground. Berikut merupakan bentuk fisik dan

konfigurasi PIN Mikrokontroller ATMega 16.

Gambar 2.5 Bentuk Fisik Mikrokontroler ATMega 16.[1]

Gambar 2.6 Konfigurasi PIN ATMega 16.[5]

Gambar 2.6 merupakan konfigurasi keseluruhan dari PIN

ATMega 16. Penjelasan PIN mikrokontroler ATMega 16 akan

mempermudah perencanaan rancangan. Adapun penjelasan dari

PIN ATMega 16 adalah sebagai berikut :

21



1) VCC merupakan PIN yang berfungsi sebagai masukan Catu

Daya adapun nilai dari VCC yang dipergunakan pada

pembuatan alat ini adalah 5 V dan GND merupakan ground.

2) Port A (PA0 . . . PA7) merupakan PIN I/O dua arah dan

merupakan PIN masukan ADC karena pada pembuatan alat

ini tidak menggunakan ADC, maka port A di pergunakan

untuk pemasangan LCD.

3) Port B ( PB0 . . . PB7) merupakan PIN I/O dua arah dan PIN

yang memiliki fungsi khusus dan port B pada pembuatan alat

digunakan sebagai jalur output dari Seven Segment. Fungsi

khusus dari PIN ditunjukan tabel di bawah ini.

Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port B[1]

PIN Fungsi

PB 7 SPI Bus Serial Clock (SCK)

PB 6 SPI Bus Master Input/slave Output (MISO)

PB 5 SPI Bus Master Output/Slave Input (MOSI)

PB 4 SPI Slave Select Input (SS)

PB 3 Analog Comperator Negative Input (AIN 1)

Timer/Counter0 Output Compare Match Output

(OC0)

PB 2 Analog Comperator Positive Input (AIN 0)

External Interrupt 2 input (INT 2)

PB 1 Timer/Counter0 External Counter Input (T1)

PB 0 Timer/Counter0 External Counter Input (T0 T1)

USART External Clock Input/Output (XCK)

22



4) Port C (PC0 . . . PC7) merupakan PIN I/O dua arah dan PIN

dengan fungsi khusus seperti yang ditunjukan tabel 2.3. Pada

pembuatan alat ini, perancang menggunakan port ini sebagai

masukan dari IC DS1307, yang mana IC ini berfungsi sebagai

RTC yang akan mengatur waktua dari kerja alat penghitung

jumlah peserta di dalam ruangan dengan report berupa SMS,

yang mana memerlukan akurasi waktu yang tepat.

Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port C[1]

PIN Fungsi

PC 7 Timer Oscillator PIN2 (TOSC2)

PC 6 Timer Oscillator PIN2 (TOSC1)

PC 5 JTAG Test Data In (TDI)

PC 4 JTAG Test Data Out (TDO)

PC 3 JTAG Test Mode Select (TMS)

PC 2 JTAG Test Clock (TCK)

PC 1 Two-Wire Serial Bus Data Input/Output Line (SDA)

PC 0 Two-Wire Serial Bus Clock Line (SCL)

5) Port D (PD0 . . . PD7) merupakan PIN I/O dua arah dengan

fungsi khusus seperti yang ditunjukan tabel 2.4. Seperti tampak

pada tabel 2.4 pada port ini terdapat PIN untuk meletakan

proses interupsi yang difungsikan sebagai tempat dari sensor

infra merah. Dan PIN Tx dan Rx yang dijadikan sebagai jalur

23



komunikasi serial yang akan menghubungkan alat dengan

modem sehingga dapat berkomunikasi dengan HP.

Tabel 2.4 Fungsi Khusus Port D[1]

PIN Fungsi

PD 7 Timer/Counter2 Output Compare Match Output

(OC2)

PD 6 Timer/Counter1 input Capture PIN (ICP)

PD 5 Timer/Counter1 Output Compare A Match Output

(OC1A)

PD 4 Timer/Counter1 Output Compare B Match Output

(OC1B)

PD 3 External Interrupt 1 Input (INT1)

PD 2 External Interrupt 0 Input (INT1)

PD 1 USART Output PIN (TXD)

PD 0 USART input PIN (RXD)

6) RESET merupakan PIN yang dipergunakan untuk reset

mikrokontroler. Reset berfungsi untuk mengembalikan kondisi

mikrokontroler ke kondisi semula di karekan terja error pada

saat proses pengeksekusian program dilakukan. Agar reset

dapat berfungsi dengan baik, maka diperlukan komponen

pendukung seperti resistor dan kapasitor.

7) XTAL1 dan XTAL2 merupakan PIN yang masuk ke clock

ekstenal. kristal berfungsi sebagai penghasil siklus detak dan

ini sangat diperlukan dalam dunia digital.

24



8) AVCC merupalan PIN yang merupakan masukan tegangan

untuk ADC, di mana pada pembuatan alat ini, AVCC diberi

tegangan 5 V.

9) AREF merupakan PIN yang merupakan masukan untuk

tegangan refrensi ADC pada pembuatan alat ADC tidak

dipergunakan sehingga AREF juga tidak dipergunakan.

b) Organisasi Memori ATMega 16

Di dalam mikrokontroler ATMega 16 mempunyai beberapa

ruang memori yang terbagi menjadi beberapa bagian di antaranya

ialah memori program, memori data SRAM dan memori data

EEPROM. Adapun defenisi singkat dari kedua memori ini adalah

EEPROM dapat menyimpan data meskipun alat dalam keadaan off

sedangkan SRAM tidak dapat menyimpan data namun hanya

bersifat sementara, jika alat dimatikan maka data pada SRAM akan

terhapus.

1) Memori Program

ATMega 16 memiliki 16 kbyte on the chip in system

reprogrammable flash memory untuk menyimpan data berupa

program. Untuk keamanan program dan pada saat

pengeksekusian program tidak terjadi error maka memori dan

aplikasi dibagi menjadi dua bagian yaitu program boot dan

aplikasi.

25



Bootleader ialah program kecil yang akan bekerja pada

saat start up time yang dapat memasukan seluruh program

aplikasi ke dalam memori. Pada memori program hanya

berisikan perintah yang nantinya akan dieksekusi mikro.[1]

Gambar 2.7 Peta memori program ATMega 16.[5]

2) Memori Data (SRAM)

Memori Data AVR ATMega 16 terbagi menjadi tiga

bagian, yaitu 32 buah register umum, 64 buah register I/O dan

512 byte SRAM internal. General purpose register menempati

alamat data terbawah, yaitu $00 sampai $1F. Sedangkan

memori I/O menempati 64 alamat berikutnya mulai dari $20

hingga $5F. [1]

Memori I/O merupakan register khusus yang

dipergunakan untuk mengatur fungsi kerja terhadap berbagai

peripheral mikrokontroler seperti control register,

26



Time/Counter, fungsi-fungsi I/O dan sebagainya. Namun

memori data SRAM tidak dapat menyimpan data. Data yang

diletakkan pada memori data SRAM akan hilang. 1024 alamat

memori berikut mulai alamat $60 hingga $45F dipergunakan

untuk SRAM internal.

Gambar 2.8 Peta Memori Data ATMega 16.[5]

3) Memori Data EEPROM

ATMega 16 terdiri dari 512 byte memori data EEPROM

8 bit, data dapat ditulis atau baca dari memori ini. Pada saat

catu daya dimatikan, data terakhir yang ditulis pada memori

EEPROM secara otomatis akan tersimpan pada memori ini

atau memori ini bersifat nonvolatile. Sehingga pada saat alat

dinyalakan kembali tidak memerlukan pemrograman ulang

seperti SRAM.

27



3. Sistem Interupsi Eksternal

Interupsi merupakan kondisi di mana pada saat program utama

dieksekusi oleh mikro kemudian berhenti untuk sementara waktu

karena ada rutin khusus yaitu interupsi yang harus ditangani oleh mikro

terlebih dahulu. Program yang sedang berjalan pada saat melayani

interupsi disebut juga dengan Interrupt Service Routine. Setelah mikro

selesai melakukan interupsi tersebut, maka mikro dapat kembali

mengerjakan program utama.

Gambar 2.9 Proses Jalannya Interupsi.

Gambar 2.9 merupakan alur dari jalan nya interupsi. Prosesnya

program utama yang sedang berjalan akan diselesaikan terlebih dahulu,

kemudian program counter akan disimpan ke stack secara internal.

Kemudian interupsi akan dilayani sesuai dengan perintah dari interupsi

yang diinginkan. Program counter yang telah terisi dengan alamat dari

vektor interupsi akan diperoses mikrokontroler dan langsung

menjalankan program yang sudah terletak pada vektor interupsi

28



tersebut. ATMega 16 memiliki 21 sumber interupsi, seperti yang

ditunjukan pada tabel di bawah ini.

Tabel 2.5 Interupsi Vektor Pada Atmega 16

No

Vektor

Alamat

Program

Sumber

Interupsi Keterangan

2 0x001 INT0 External Interrupt Request 0



Pada ATMega 16 terdapat tiga PIN untuk interupsi eksternal, di

antaranya yaitu INT0, INT1 dan INT2. Interupsi dapat dibangkitakan

jika terdapat perubahan logika “0” pada PIN INT0, INT1 dan INT2.

Pengaturan kondisi keadaan yang menyebabkan terjadinya interupsi

eksternal diatur oleh register MCU Control Register (MCUCR).

Tabel 2.6 Konfigurasi Bit ISC11 dan ISC10

ISC01 ISC00 Keterangan

0 0 Logika “0” pada PIN INT1 menyebabkan interupsi.

0 1 Perubahan logika pada PIN INT1 menyebabkan

interupsi.

1 0 Perubahan logika dari “1” ke “0” pada PIN INT1

menyebabkan interupsi.

1 1 Perubahan logika dari “0” ke “1” pada PIN INT1

meyebabkan interupsi.

29



Tabel 2.6 merupakan tabel konfigurasi dari Bit ISC11 dan ISC10

yang mana hasilnya diperoleh dari proses interupsi yang telah

dijelaskan sebelumnya. Dan tabel 2.7 merupakan konfigurasi dari bit

ISC01 dan ISC00 merupakan bit yang dapat menyebabkan interupsi

eksternal pada PIN INT0. Untuk proses terjadinya interupsi, hampir

sama dengan konfigurasi Bit ISC11 dan ISC10 hanya saja konfigurasi

Bit ISC11 dan ISC10 untuk INT “1” dan dari Bit ISC01 dan ISC00

untuk INT “0”.

Tabel 2.7 Konfigurasi Bit ISC01 dan ISC00

ISC01 ISC00 Keterangan

0 0 Logika “0” pada PIN INT0 menyebabkan interupsi.

0 1 Perubahan logika pada PIN INT0 menyebabkan

interupsi.

1 0 Perubahan logika dari “1” ke “0” pada pin INT0


1 1 Perubahan logika dari “0” ke “1” pada pin INT)


Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, bahwa pemilihan

interupsi eksternal tidak dapat dilakukan secara sembarang ada sebuah

register yang mengaturnya, yaitu register General Interrupt Control

Register (GICR). Bit-bit INT0, INT1 dan INT2 pada register GICR

dipergunakan untuk mengaktifkan masing-masing interupsi eksternal.

Ketika bit-bit tersebut diset dengan memberika logika “1” (aktif) maka

30



interupsi eksternal akan aktif jika bit I interupsi pada Status Register

(SGER) diset “1” (Enable Interrupt) juga instruksi untuk mengaktifkan

global interupsi yaitu “sei”. Program interupsi dari masing-masing

interupsi akan dimulai dari vektor interupsi pada masing-masing jenis

dari interupsi eksternal tersebut.[1]

4. Rangkaian Oscillator

Rangkaian oscillator merupakan rangkaian wajib untuk

penggunaan mikrokontroler dengan berbagai macam jenis dan

kapasitas. Rangkaian oscillator merupakan rangkaian pembangkit

frekuensi clock pada mikrokontroler ATMega 16. Rangkaian oscillator

sendiri terdiri dari beberapa komponen seperti kristal dan dua kapasitor

dan terhubung ke PIN mikrokontroler dimana pada pembuatan alat ini

peletakan kristal menggunakan PIN 12 dan PIN 13. Berikut merupakan

bentuk konfigurasi dari rangkaian oscillator.

Gambar 2.10 Rangkaian Internal Clock.[5]

Mikrokontroler ATMega 16 sendiri sebenarnya telah memiliki

default clock source internal sebesar 1 MHz dengan waktu operasi yang

31



lama. Gambar 2.10 merupakan konfiguraasi rangkaian umum

oscillator. Untuk nilai dari kristal dan kapasitor dapat ditentukan sesuai

dengan seberapa cepat eksekusi program yang diinginkan. Di mana

pada pembuatan Tugas Akhir ini perangcang menggunakan kristal 8

MHz. Karena 8 MHz dianggap sudah memenuhi kebutuhan eksekusi

program pada mikrokontoler. Bukan hanya mikrokontroler, dalam

dunia digital yang memiliki siklus detak dan sangat membutuhkan

komponen kristal.

5. Rangakain Reset

Rangkaian reset merupakan rangkaian yang berfungsi untuk

mengembalikan kondisi mikrokontoler ke kondisi awal, hal ini biasa

dilakukan jika terdapat program error pada saat pengeksekusian

program sedang berlangsung. Rangkaian reset terdiri dari beberapa

komponen elektronika, diantanya ialah resistor dan kapasitor.

Kondisi reset terjadi karena adanya logika “1” pada kaki RST.

Pada saat aliran daya masuk ke rangkaian reset maka RST akan

berlogika “1” kemudian aliaran daya tersebut masuk ke komponen

kapasitor sampai dengan VCC sehingga secara langsung tegangan yang

ada pada resistor akan turun menjadi berlogika “0”. Kaki yang

berlogika “0” tersebut berada pada PIN RST sehingga proses reset akan

selesai.[16] Dan berikut merupakan konfigurasi rangkaian reset dan

mikrokontroler.

32



Gambar 2.11 Rangkaian Reset.

Dari gambar 2.11 di atas pada rangkaian reset konstanta waktu

pengisian proses melakukan reset pada mikrokontroler ATMega 16

dapat dihitung dengan cara mengalikan nilai R (resistor) dan C

(kapasitor).

T=𝑅 × 𝐶……………………………………………………… (2.2)[18]

Dengan : T = Waktu melakukan reset (µs)

R = Resistor pada rangkaian reset (ohm)

C = Kapasitor pada rangkaian reset (µF)

Sedangkan lama waktu untuk melakukan eksekusi 1 instruksi

perintah reset adalah sebesar:

Tinst = C×12

Frek.Kristal…………………………………… (2.3)

Dengan : Tinst = Waktu melakukan eksekusi perintah reset (ms)

C = Kapasitor pada rangkaian reset (µF)

F = Frekuensi Kristal pada rangkaian (MHz)

33



6. Seven Segment

Seven segment adalah kumpulan sejumlah LED sebanyak tujuh

buah yang disusun dengan susunan tertentu, sehingga jika dinyalakan

akan membentuk suatu karakter tertentu seperti angka yang diinginkan.

Penyusunan LED tersebut disusun dengan cara menyambung pada

semua kutup anodanya yang mana sering disebut dengan common

anoda atau dengan menyambung pada kutup katodanya yang biasa

disebut dengan common katoda.

Gambar 2.12 Dua jenis hubungan dalam seven segment.

Penyambungan common anode ditandai oleh disambungkanya

PIN LED positif menjadi satu dengan VCC. Seven segment anoda akan

menyala jika pada PIN a, b, c, d, e, f dan g dihubungkan ground atau

logika rendah. Pemilihan penggunaan common anoda ataupun common

katoda bergatung pada perancang.

Gambar 2.13 Susunan LED di dalam seven segment.

34



Penggunaan seven segment sangat mudah dan praktis

dikarengakan penggunaan daya yang relatif kecil dan mudah dalam

proses pemrogramannya. Untuk dapat menghidupkan sebuah segment,

maka diharuskan untuk mengirimkan logika “0” dan sebalik nya untuk

mematikan segment maka kirimkan logika “1” seperti ingin

menampilkan angka satu maka pada segment b dan c diberi logika “0”

untuk mudah lebih mudahnya seperti tampak pada tabel 2.8.

Tabel 2.8 Menampilkan Bilangan di Seven Segment

Angka h g f e d c b a Heksa

0 1 1 0 0 0 0 0 0 C0

1 1 1 1 1 1 0 0 1 F9

2 1 0 1 0 0 1 0 0 A4

3 1 0 1 1 0 0 0 0 B0

4 1 0 0 1 1 0 0 1 99

5 1 0 0 1 0 0 1 0 92

6 1 0 0 0 0 0 1 0 82

7 1 1 1 1 1 0 0 0 F8

8 1 0 0 0 0 0 0 0 80

9 1 0 0 1 0 0 0 0 90

Tabel 2.8 akan membatu dalam proses pemrograman. Sehingga

pada saat ingin menampilkan karakter suatu angka diperlukan tabel

yang akan mempermudah perancang. Untuk dapat mengoprasikan

seven segment, diperlukan beberapa komponen elektronika di antaranya

ialah resistor dan transistor.

35



Gambar 2.14 Konfigurasi Rangkaian Seven Segment.

Penggunaan transistor pada rangkaian Seven segment ini,

difungsikan sebagai saklar.

a) Transistor Sebagai Saklar

Transistor yang dipergunakan sebagai saklar hanya bekerja

pada titik cut off (kondisi Off) dan titik saturasi (kondisi On).

Perubahan dari cut off ke saturasi dapat dilakukan hanya dengan

memberi tegangan rendah antara kaki Bias Emiter (BE) sehingga

dapat menghasilkan arus listrik yang cukup besar pada kaki

konektor. Transistor sebagai saklar menjadi dasar dari rangkaian

digital yang hanya mengenal kondisi “1” atau On dan “0” atau Off.

Yang mana pada pembuatan alat ini, transistor difungsikan untuk

mengaktifkan seven segment.

36



Gambar 2.15 Transistor Sebagai Saklar.[18]

Gambar 2.15 merupakan rangkaian sederhana yang

memanfaatkan transistor sebagai saklar. Dari rangkain tersebut

dapat dicari nilai parameternya dengan menggunakan beberapa

rumus berikut. arus kolektornya dapat diketahui dengan persamaan

IC = 𝑉𝑐𝑐

𝑅𝑐 ............................................................ (2.4)[18]

Dengan : IC = Arus kolektor (Ampere)

Vcc = Sumber Tegangan (Volt)

Rc = Resistor kolektor (Ω)

Selain mengetahui nilai dari arus kolektor dapat pula

diketahui nilai dari arus basisnya dengan menggunakan persamaan

berikut.

IB = 𝐼𝑐

ℎ𝑓𝑒 ............................................................ (2.5) [18]

Dengan : IB = Arus Basis (Ampere)

IC = Arus kolektor (Ampere)

hfe = Bandingan Hantaran Arus Maju.

37



Selain parameter IC dan IB dapat pula diketahui nilai dari RB

untuk mengetahui nilai tersebut dapat dipergunakan persamaan.

RB = 𝑉𝐵−𝑉𝐵𝐸

𝐼𝐵 ........................................................... (2.6) [18]

Dimana VB = IB x RB + 0,6 V....................................... (2.7) [18]

Dengan : RB = Resistor Basis (Ω)

VB = Tegangan Basis (Volt)

VBE = 0,6 (Ampere)

IB = Arus Basis (Ampere)

Sedangkan untuk mencari tegangan kolektor dan emiter

dipergunakan pesamaan.

VCE = VCC – IC x RC ................................................... (2.8) [18]

Dengan : VCE = Tegangan Kolektor dan Emiter (Volt)

VCC = Tegangan Sumber (Volt)

IC = Arus Kolektor (Ampere)

RC = Resistor Kolektro (Ω)

Dan disipasi daya dari transistor juga dapat dicari dengan

menggunakan persamaan.

PD = IC x VCE ............................................................. (2.9) [18]

Dengan : PD = Borosan Daya di Transistor (Watt)

IC = Arus Kolektor (Ampere)

VCE = Tegangan Kolektor dan Emiter (Volt)

38



7. Liquid Crystal Display (LCD 2x16)

LDC ialah suatu display dari bahan cairan kristal yang

pengoprasiannya menggunakan sistem dot matriks. Penggunaan LCD

sangat praktis dikarenakan konsumsi daya yang rendah, lebih ringan

dan tampilan yang dihasilkan lebih bagus. Pada LCD terdapat dua

susunan dimensi yang dibagi menjadi dalam baris dan kolom yang

mana pada pembuatan alat ini, perancang menggunakan LDC 2x16.

Penggunaan LCD akan mempermudah menampilkan hasil dari

perancangan yang telah di lakukan, baik berupa variabel hasil dari

perhitungan sensor infra merah maupun tulisan berupa jam, tanggal,

bulan dan tahun yang menggambarkan kondisi dari alat tersebut. Untuk

perancangan alat dengan menggunakan LCD 2x16 dengan baris

pertama untuk menampilkan tanggal, sedangkan baris kedua pada LCD

akan difungsikan untuk menampilan jam. Dan berikut merupakan

bentuk fisik dari LCD 2x16.

Gambar 2.16 Bentuk Fisik LCD.

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, penggunaan LCD

sangat mudah dalam proses pengoprasiannya. Untuk dapat

mengoprasikan LCD hanya diperlukan daya yang sangat rendah. Selain

itu untuk contras dari LCD tersebut dapat diatur dengan hanya

39



menambahkan komponen elektronika seperti resistor yang akan

memberikan tegangan kontras pada LCD tersebut. Selain itu LCD juga

telah dilengkapi dengan pengontrol yang sudah menyatu dengan LCD

tersebut.

LCD memiliki 16 PIN konektor yang memiliki fungsi masing-

masing. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, pengaturan

kecerahan dari tampilan LCD dapat diatur dengan menggunakan

resistor trimpot. Untuk konfigurasi antara LCD dan resistor trimpot

biasa diatur oleh Contras voltage (PIN VEE). Dan berikut konfigurasi

antara LCD dan resistor trimpot.

Gambar 2.17 Konfigurasi LCD dan Contrast.

Berdasarkan gambar 2.17 dapat dilihat bahwa nilai dari resistor

yang dipergunakan ialah 10 kΩ, sedangkan tegangan yang berasal dari

power supply hanya 5 V untuk dapat mengoprasikan LCD tersebut dan

kaki lainya diground kan saja. Contrast yang dipasangkan pada LCD

tidak berhubungan langsung ke mikrokontroler, hanya kaki-kali LCD

yang lain yang terhubung ke PIN mikrokontroler yang mana pada

perancangan ini, LCD diletakan pada PORT A.

40



Setting contrast dapat langsung dilakukan pada hardware karena

contrast tidak dikelolah oleh program yang dipergunakan untuk

menjalankan alat tersebut. Sehingga jika tampilan pada LCD tidak

terang maka dapat dilakukan Setting contrast sampai kepada kondisi

yang diinginkan langsung pada hardware. Kondisi ini akan sangat

mempermudah perancang jika tampilan pada LCD menjadi redup.

Tabel 2.9 Komfigurasi PIN LCD

No PIN Nama PIN Fungsi

1 GND Ground

2 VCC Tegangan

3 VEE Contras voltage

4 RS Register select

0 = instruction Register

1 = data register

5 RW Read / write, to choose write or read

mode

0 = write mode

1 = read mode

6 E Enable

0 = start to lacht data to LCD character

1 = disable

7 D0 Data bit ke - 0








15 A Anoda (+5 V)

16 K Katoda (Ground)

41



Tabel 2.9 merupakan konfigurasi PIN LCD. Fungsi tabel ini akan

mempermudah dalam proses pengoprasian LCD. Seperti tampak pada

tabel terdapat beberapa PIN, namun yang menjadi PIN penting dari

proses pengoprasian LCD dan mikro ialah PIN RS dan RW.

RS merupakan Register Select pada saat RS berlogika “0” maka

RS akan berfungsi sebagai inisialisasi atau perintah khusus. Sedangkan

pada saat berlogika “1” maka RS akan berfungsi sebagai data yang

nantinya akan dimunculkan pada LCD.

RW merupakan Read/Write, seperti namanya baca dan tulis, pada

saat RW berlogika “0” maka RW akan berfungsi sebagai penulis, yang

mana LCD akan menampilkan informasi yang diperoleh. Sedangakan

pada saat RW berlogika “1” maka RW akan berfungsi sebagai pembaca

yang akan melakukan pembacaan memori pada LCD.

8. Real Time Clock (RTC DS1307)

RTC merupakan sebuah IC yang berhubungan dengan waktu,

mulai dari detik, menit, jam, hari, bulan dan tahun. Selain itu, RTC juga

dapat dipergunakan untuk menyimpan data berupa waktu pada internal

RAM RTC di mana data dapat tetap disimpan walaupun RTC tidak

memperoleh pasokan energi dari power supply. IC DS1307 dapat

menyimpan waktu yang sedang berjalan meskipun IC tersebut tidak

mendapatkan pasokan tegangan dari power supply. Hal ini di

karenakankan pada IC tersebut terdapat battery CMOS yang akan selalu

42



menyala untuk tetap menjalankan clock nya. Dan berikut adalah bentuk

fisik dari IC DS1307.

Gambar 2.18 Bentuk fisik IC DS1307.[7]

Selain itu RTC dapat bekerja hanya dengan daya yang rendah.

DS1307 memiliki 8 buah PIN dan tersedia dalam bentuk 8-PIN

DIP serta 8- PIN SOIC. Konfigurasi ditunjukkan pada Gambar2.19.

Gambar 2.19 Diagram PIN RTC DS1307.[7]

RTC merupakan IC yang hanya memiliki delapan kaki PIN di

antaranya ialah VCC, X1- X2, Vbat, GND, SDA , SCL dan SQW/OUT

VCC dan GND merupakan PIN yang menyediakan tegangan DC.

Nilai VCC yang dipergunakan bernilai 5 V. Dengan tegangan ini IC

dapat mengakses secara penuh baik menulis maupun membaca data.

Pada saat kondisi Vcc di bawah 1,25 VBAT proses pembacaan dan

penulisan tidak dapat dilakukan, namun proses pencacahan waktu tetap

berjalan dan tidak berpengaruh dari penurunan Vcc dikarenakan IC

akan mengambil tegangan dari VBAT.

43



VBAT merupakan tegangan tambahan berupa baterai cmos dengan

kapasitas 3 Volt yang dipergunakan untuk tegangan pengganti pada saat

RTC tidak memperoleh tegangan dari power supply sehingga RTC

masih dapat bekerja untuk proses pencacahan waktunya. Serial Clock

Input (SCI) dipergunakan sebagai sinkronisasi perpindahan data pada

antarmuka serial PIN Serial Pheriperal Interface (SPI).

Serial Data Input/Output (SDA) SDA berfungsi sebagai PIN

masukan dan keluaran pada antarmuka serial kabel. SDA dan SCL

membutuhkan resistor pull up sebagai pendukung proses pengoprasian.

Square Wave/Output Driver (SQW/OUT) seperti namanya

gelombang kotak, untuk proses pengoprasiannya, SQW juga

membutuhkan resistor pull up. SQW akan bekerja dengan baik jika

memperoleh tegangan yang bersumber dari Vcc maupun VBAT.

X1 dan X2 akan dihubungkan dengan kristal dengan nilai

32.768Khz merupakan jalur oscillator internal yang didesain untuk

dapat beroprasi dengan nilai kristal yang telah ditentukan. Berikut

merupakan gambaran konfigurasi RTC dengan IC DS1307.

Gambar 2.20 Konfigurasi DS1307.[7]

44



Gambar 2.20 merupakan konfigurasi rangkaian IC DS1307

dengan mikrokontoler. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya,

konfigurasi tersebut terdiri dari beberapa pelengkap, di antaranya ialah

resistor pull up, kristal dan baterai cmos. Keseluruhan dari komponen

tersebut berfungsi untuk membantu kerja dari dari IC DS1307. Untuk

nilai dari resistor pull up bergantung pada perancangan sedangkan nilai

dari kristal dan baterai cmos yang dipergunakan, kristal bernilai 32.768

KHz dan 3 Volt. Nilai dari kedua komponen ini sudah tertera pada

datasheet IC DS1307.

a) Komunikasi IC pada RTC DS1307

Pada sistem komunikasi IC DS1307 dan mikrokontroler. Data-

data berupa jam, tanggal dan lain nya dikirim dalam format BDC.

Data dikirim per byte dari mikrokontroler kr DS1307 secara serial.

Setelah menerima satu byte data, DS1307 sebagai slave akan

mengirimkan sinyal acknowledge ke mikrokontroler. Sinyal

acknowledge adalah tanda bahwa satu byte data telah diterima oleh

DS1307. Format pengiriman data waktu ke DS1307 ditunjukan

pada gambar 2.21.

Gambar 2.21 Format pengiriman data jam ke DS1307.[7]

45



Sedangkan untuk pengiriman data tanggal ditulis mulai dari

alamat 04H. Untuk pengaturan hari tidak dilakukan, karena

DS1307 otomatis akan menyesuaikan hari berdasarkan tanggal

yang telah diatur setelah itu proses pembacaan IC dimulai. Berikut

merupakan format dari pengiriman data tanggal.

Gambar 2.22 Format pengiriman data tanggal ke DS1307.[7]

Gambar 2.22 merupakan format pengiriman data tanggal.

Mikrokontroler akan mengirimkan alamat DS1307 beserta kode

instruksi baca. Proses pembacaan dilakukan per byte dimulai dari

register detik sampai register tahun, alamat masing-masing register

tersebut ditunjukan gambar 2.22. Setelah menerima data 1 byte

utuh mikrokontroler akan mengirimkan sinyal acknowledge ke

DS1307. Pada akhir pembacaan register tahun, akan dikirim sinyal

notacknowledge dan akan diakhiri dengan sinyal stop.

9. Komunikasi Serial

Komunikasi serial merupakan sistem yang bekerja dengan

menggunakan port serial untuk mentransfer data yang diperoleh. Untuk

dapat melakukan komunikasi serial ini, diperlukan beberapa perangkat

46



yang mendukung komunikasi serial di antaranya ialah konektor DB9

dan MAX232/RS232.

Kedua perangkat ini merupakan perangkat yang saling

melengkapi, dikatakan demikian karena tegangan yang diperlukan oleh

port serial menggunakan tegangan -15 Volt sampai +15 Volt sedangkan

tegangan dari mikrokontroler yaitu 0 sampai 5 Volt. Jika dilihat dari

nilai tegangan nya memiliki rentan yang sangat jauh dan ini membuat

tegangan tidak stabil, sehingga diperlukan konverter tegangan seperti

MAX 232.

a) Port Serial (DB9)

Standar RS232 ditetapkan oleh Electronic Industry

Association and Telecomunication Industry Association pada tahun

1962. Standar ini hanya menyangkut komunikasi data antara

komputer dengan alat-alat pelengkap komputer.[1]

Gambar 2.23 PIN konektor Serial (DB 9).[1]

Gambar 2.23 merupakan port serial yang biasa dipergunakan

untuk komunikasi serial. Penggunaan sistem komunikasi serial

dikarenakan kemampuan transfer data yang cepat karena memiliki

47



daya yang besar dengan maksimal tegangan 50 Volt. Hal ini sangat

mendukung untuk transfer data dengan menggunakan media kabel

yang panjang. Beberapa contoh penerapan komunikasi serial ialah

pada perangkat seperti mouse dan scanner.

Tabel 2.10 Fungsi PIN DB9

Nama

PIN Keterangan Fungsi

TD Transmisi Data Untuk pengiriman data serial

RD Receive Data Untuk penerimaan data serial

RTS Request To Send

Sinyal untuk menginformasikan

modem bahwa UART siap

melakuan pertukaran data.

CTS Clear To Send Memberitahukan bawha modem

siap melakukan pertukaran data

DSR Data Set Ready

Untuk memberitahukan UART

bawha modem siap melakukan

pertukaran data

CD Carrier Detect

Saat modem mendeteksi suatu

“carrier” dari modem lain, maka

sinyal ini akan diaktifkan

DTR Data Terminal

Ready

Kebalikan dari DSR untuk

memberitahu bahwa UART siap

melakukan komunikasi.

RI Ring Indicator

Akan aktif jika modem

mendeteksi sinyal derinag dari

saluran telepon.

48



Tabel 2.10 merupakan tabel yang menjelaskan fungsi dari

PIN yang terdapat pada DB9. Bagian yang terpenting dalam

komunikasi serial ialah konektor DB9 seperti yang tampak pada

gambar 2.24 sendiri merupakan konektor yang dipergunakan untuk

dapat menghubungkan hardware dengan komputer atau perangkat

lain yang mendukung sistem komunikasi serial.

b) MAX 232

RS232 dibuat pada tahun 1962, jauh sebelum IC TTL

populer, oleh karena itu level tegangan yang ditentukan untuk

RS232 tidak ada hubungannya dengan level tegangan TTL, bahkan

dapat dikatakan jauh berbeda maka dari itu diciptakan sebuah IC

yang mampu mengkonversikan perbedaan level tegangan tersebut

yaitu MAX232/RS232. Berikut merupakan bentuk fisik dari

MAX232.

Gambar 2.24 Bentuk fisik IC MAX232.[6]

MAX232/RS232 merupakan IC yang akan berfungsi sebagai

driver yang akan mengkonversikan tegangan dari hardware agar

nantinya sesuai dengan tegangan komputer atau perangkat lain

sehingga dapat dibaca. Data-data yang dibaca dalam komunikasi

serial dikirimkan untuk logika “1” sebagai tegangan -3 sampai -25

49



Volt dan untuk logika “0” sebagai tegangan +3 s/d sampai 25 Volt,

dengan demikian tegangan dalam komunikasi serial memiliki

ayunan tegangan maksimum 50 Volt, sedangkan TTL atau

mikrokontroler hanya mendukung untuk logika “1” sebagai

tegangan +2 sampai 5 Volt dan untuk logika “0” sebagai tegangan

0 sampai 0,8 Volt. Sehingga untuk menyamakan tegangan tersebut

diperlukan konverter yaitu IC MAX 232. Adapun fitur-fitur yang

dimiliki IC MAX 232 ini ialah sebagai berikut :

1) Operasi Full Duplex (Independent Serial Receive and Transmit

Registers).

2) Operasi secara sinkron atau asinkron.

3) High Resolution Baud Rate Generator.

4) Supports Serial Frames with 5, 6, 7, 8, or 9 Data Bits and 1 or

2 Stop Bits.

5) Double Speed Asynchronous Communication Mode.[6]

Gambar 2.25 Konfigurasi PIN IC MAX232.[6]

Gambar 2.25 merupakan konfigurasi dari PIN MAX323.

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, IC ini akan

mendampingin DB9 sehingga mikrokontroler dapat melakukan

50



komunikasi secara serial dengan modem yang nantinya akan

dipergunakan sebagai media pengirim SMS ke seluruh HP panitia.

Adapun rangkaian konfigutasi antara MAX232 dan DB9 dapat

dilihat seperti gambar 2.26.

Gambar 2.26 Rangkaian konfigurasi IC MAX232 dan DB9.[6]

Adapun sistem komunikasi dari rangkaian konfigurasi IC

MAX232 dan DB9 yaitu, sinyal-sinyal yang ada akan menuju ke

DCE dan ada beberapa sinyal yang berasal dari DCE itu sendiri.

Bagi sinyal yang menuju DCE maka DCE akan berfungsi sebagai

output dan yang berasal dari DCE sendiri berfungsi sebagai input.

Jika sinyal TxD pada sisi DTE kaki TxD adalah output dan

kaki ini dihubungkan ke kaki TxD pada DCE yang berfungsi

sebagai input. Kebalikan sinyal TxD adalah RxD, sinyal ini berasal

dari DCE dan dihubungkan ke kaki RxD pada DTE yang berfungsi

sebagai output. Pertukaran informasi antara DTE dan DCE diatur

oleh standar RS232.

51



10. Modem Serial

Modem serial merupakan modem yang memanfaatkan port serial

untuk transfer datanya. Selain itu penggunaan modem serial untuk SMS

Gateway sangat membantu karena modem serial telah didesain

memiliki fasilitas AT Command. Modem Serial memiliki keunggulan

yang lebih stabil dibandingkan dengan modem USB, karenakan modem

serial dilengkapi dengan adaptor modem, di mana power untuk modem

langsung dari stop Kontak sehingga tidak memberatkan power supply

pada alat.

Modem serial ini memiliki kemampuan pada saat proses

pentransferan data dalam keperluan SMS Gateway, modem ini banyak

dipergunakan untuk keperluan SMS dengan banyak penerima seperti

Pengiriman SMS secara broadcast.

Gambar 2.27 Modem Serial Wavecom.[10]

Modem serial dilengkapi dengan SIM card slot, antena L, kabel

dan adaptor modem. Modem serial juga terbagi menjadi dua jaringan

yaitu GSM dan CDMA. Namun dalam pembuatan Tugas Akhir ini,

penulis mengunakan jaringan GSM.

52



11. Catu Daya

Catu daya merupakan bagian terpentinga pada sebuah rangkaian

elektronika karena catu daya merupakan sumber energi dari sebuah

rangkaian. Terdapat dua buah sumber tegangan yaitu DC (Direct

Current) dan AC (Alternating Current). Sedangkan dalam kebiasaan

sehari-hari banyak menggunakan arus AC, maka dari itu diperlukan

power supply untuk dapat mengubah sumber tegangan AC menjadi DC.

Power supply sendiri merupakan kumpulan dari beberapa

perangkat elektronika diantarnya ialah trafo, penyearah (rectifier),

filter dan regulator. Power supply memperoleh sumber tegangan dari

PLN sebesar 220 VAC yang kemudian diturunkan menjadi 6 VAC

dengan menggunakan trafo step down.

Tegangan 6 VAC lalu disearahkan dengan menggunakan dioda

bridge sehinggga menghasilkan tegangan DC keluaran dari diode

bridge ini masuk ke dalam IC regulator yang berfungsi untuk

menstabilkan tegangan. IC regulator yang digunakan adalah 7805 yang

menghasilkan keluaran sebesar +5 volt.

a) Transformator

Transformator atau trafo merupakan suatu peralatan listrik

elektromagnetik statis yang berfungsi untuk memindahkan dan

mengubah daya listrik dari suatu rangkaian listrik ke rangkaian

listrik lainnya. Trafo sendiri terdiri dari dua buah lilitan yaitu lilitan

primer dan lilitan skunder. Trafo sendiri bekerja berdasarkan

53



perubahan dari gaya medan listriknya yang nantinya dapat

dipergunakan untuk menaikan dan menurunkan tegangan listrik

AC.

Gambar 2.28 Bentuk Fisik dan Simbol Lilitan dari Transformator.

b) Rectifier

Rectifier merupakan komponen yang dipergunakan untuk

mengubah sumber arus bolak-balik (AC) menjadi sumber arus

searah (DC). Pada dasarnya penyearah dibedakan menjadi 2

macam yaitu penyearah setengah gelombang dan penyearah

gelombang penuh.

1) Penyearah Setengah Gelombang

Rangakaian penyerah setengan gelombang merupakan

rangkaian sederhana yang hanya menggunakan satu dioda saja.

Adapun prinsip kerja dari penyearah setengah gelombang ini

ialah pada saat setengan gelombang puncak pertama melewati

dioda yang bernilai positif menyebabkan dioda mengalami

keadaan forward bias sehingga arus dari gelombang pertama

ini bisa melewati dioda.

54



Gambar 2.29 Rangkaian penyearah setengah gelombang.

Gambar 2.30 Tegangan Output Penyearah setengah

gelombang.

Pada gambar 2.29 di atas jika diode dianggap ideal artinya

tidak ada tegangan jatuh sebesar 0,7 Volt pada kaki anode-

katodenya maka tegangan puncak keluaran sama dengan

tegangan puncak keluaran.

𝑉𝑝(𝑜𝑢𝑡) = 𝑉𝑖𝑛…………………………………….. (2.3)[12]

Nilai tegangan keluaran untuk penyearah setengah

gelombang (Vdc) atau nilai tegangan yang terbaca sesuai volt

meter arus searah (DC Voltmeter) adalah sesuai dengan

formula berikut:

𝑉𝑑𝑐 = 𝑉𝑝

𝜋………………………………………….. (2.4)[12]

55



2) Penyearah Gelombang Penuh

Penyearah gelombang penuh menggunakan dioda empat

buah dioda atau lebih dari satu dioda. Pada penyearah

gelombang penuh bentuk susunannya paling banyak dipakai

adalah susunan penyearah jembatan.

Penyearah gelombang penuh ini menghasilkan dua kali

siklus positif lebih banyak dibandingkan dengan penyearah

setengah gelombang, maka nilai rerata tegangan keluaran DC

(Vdc) adalah

𝑉𝑑𝑐 = 2 𝑉𝑝

𝜋………………………………………… (2.6)[12]

Atau dapat menggunakan persamaan lain seperti yang

ditunjukan pada persamaan berikut.

Vdc = Vout - 𝑉𝑟𝑖𝑝

2 ............................................ (2.7)

Adapun bentuk rangkaian dari penyearah gelombang

penuh seperti di bawah ini.

Gambar 2.31 Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh dengan

empat dioda dan dua diode.

Pada penyearah setengah gelombang frekuensi masukan

sama dengan frekuensi keluaran. Bila frekuensi masukan 50Hz

maka dapat diperoleh besarnya nilai periode masukan adalah

56



𝑇𝑖𝑛 = 1

𝑓 =

1

50 𝐻𝑧 = 20 ms

Pada gelombang penyearah penuh, periode sinyal

gelombang adalah setengah dari periode masukan, jadi nilai

periode keluaran diperoleh sebesar.

𝑇𝑜𝑢𝑡 = 1

2 20 ms =10 ms

Sehingga diperoleh nilai dari frekuensi keluaran pada

gelombang penyearah penuh adalah

𝑓𝑜𝑢𝑡 =1

𝑇𝑜𝑢𝑡 =

1

10 𝑚𝑠 = 100 Hz

Berikut merupakan bentuk dari gelombang penyearah

penuh.

Gambar 2.32 Tegangan output penyearah gelombang penuh.

c) Filter

Filter berfungsi mengurangi tingginya tegangan kerut yang

dihasilkan oleh bagian penyearah (rectifier) atau dengan kata lain

sebagai perata tegangan. Semakin kecil kerut, semakin baik

kualitas rangkaian penyearah tersebut. Dan berikut merupakan

persamaan yang dapat dipergunakan untuk mencari tegangan kerut

pada catu daya.

57



Vrip = 1

𝑓 𝐶 ........................................................ (2.8)

Gambar 2.33 Gambaran pemakaian filter pada Penyearah.

Gambar 2.33 menunjukan perubahan dari tegangan yang

sebelum difilter dan sesudahnya. Tampak bahwa tegangan yang

telah difilter lebih stabil dibandingkan sebelum difilter. Tegangan

ini lah yang akan dipergunakan untuk mensupply tegangan pada

alat penghitung peserta di dalam ruangan berbasis mikrokontroler

ATMega 16 dengan SMS sebagai report.

d) Regulator

Regulator digunakan sebagai penstabil untuk memberikan

tegangan keluaran yang konstan walaupun terdapat fluktuasi baik

arus beban maupun tegangan input sumber. Berikut skema dari IC

regulator dan bentuk fisik LM 7805.

Gambar 2.34 IC Regulator 7805.[9]

58



IC Regulator yang digunakan pada pembuatan catu daya alat

yang mengaplikasikan infra merah sebagai penghitung jumlah

peserta di dalam ruangan adalah LM 7805 untuk menghasilkan

output tegangan sebesar 5 Volt. IC regulator ini akan menstabilkan

tegangan DC yang keluar.

C. PERANGKAT LUNAK

1. Bahasa Pemrograman C

a) Sejarah Singkat Bahasa C

C merupakan hasil dari perkembangan bahasa sebelumnya

oleh Dennis Ricthie sekitar tahun 1970-an di Bell Telephone

Laboratories Inc. Bahas C pertama dipergunakan di komputer

Digital Equipment Corporation PDP-11 yang menggunakan sistem

operasi UNIX.[11]

C adalah bahasa program yang standar, artinya suatu program

yang ditulis dengan versi bahasa C tertentu akan dapat dikompilasi

dengan versi bahasa C yang lain dengan sedikit modifikasi. Standar

bahasa C yang asli adalah standar dari UNIX. Patokan dari standar

UNIX ini diambil dari buku yang ditulis oleh Brian Kerninghan

dan Dennis Ritchie berjudul “the C programming language”,

diterbitkan oleh prentice hall tahun 1978. Deskripsi C dari

kerninghan dan ritchie ini kemudian dikenal secara umum sebagai

“K&R C”.

59



b) Struktur Program C

Untuk dapat memahami bagaimana suatu program ditulis,

maka struktur dari program harus dimengerti terlebih dahulu. Jika

struktur dari program tidak diketahui, maka akan sulit bagi pemula

untuk memulai menulis suatu program. Program C sendiri dapat

dilihat sebagai kumpulan dari sebuah atau lebih fungsi-fungsi.[11]

Fungsi pertama yang harus ada di program C sudah

ditentukan namanya, yaitu bernama main(). Suatu fungsi di

program C dibuka dengan kurung kurawal “{” dan ditutup dengan

kurung kurawal tutup “}”. Diantara kurung-kurung kurawal dapat

dituliskan statment program C. Berikut ini adalah struktur dari

program C.

Main ()

{

Statemen-statemen Fungsi utama

}

Fungsi_fungsi_lain()

{ fungsi lain yang ditulis oleh

Statemen-statemen pemrograman komputer

}

Gambar 2.35 Struktur Program C.[11]

60



Bahasa C dikatakan sebagai bahasa terstruktur karena

struktur nya menggunakan fungsi sebagai program bagian. Fungsi-

fungsi selain fungsi utama merupakan program bagian. Fungsi ini

dapat ditulis setelah fungsi utama atau diletakan di file pustaka atau

library. Jika fungsi-fungsi diletakan di file pustaka dan akan

dipakai di suatu program, maka nama file judulnya (header file)

harus dilibatkan di dalam program yang menggunakannya dengan

preprocessor direvtive #include.

c) Kata-kata Kunci

Kata-kata kunci merupakan kata-kata yang telah digunakan

oleh kompiler dan tidak dapat digunakan oleh pemakai program

sebagai nama pengenal, misalnya sebagai nama variabel atau nama

fungsi. Bahasa C adalah bahasa yang sensitif terhadap bentuk

huruf. Huruf kecil adalah berbeda dengan huruf besar.

Semua kata-kata kunci adalah dalam huruf kecil dan jika

ditulis dengan huruf besar, maka dianggap sudah berbeda dan

bukan kata-kata kunci lagi. Misalnya if adalah kata kunci dan IF

atau if atau iF bukanlah kata kunci lagi. Seperti *asm, asm (cli)

dan asm (sei).

Suatu statemen diprogram C yang panjang, dapat ditulis

dalam beberapa baris penulisan, akhir dari suatu baris yang

menggunakan tanda “ \ ” menunjukkan bahwa baris berikut adalah

baris sambungan dan program yang telah dituliskan.

61



2. AT Command

SMS merupakan suatu sistem aplikasi yang akan berfungsi untuk

mengirim dan menerima SMS. Untuk dapat melakukan sistem ini

terdapat alternatif perangkat yang lebih sederhana yaitu menggunakan

selular dan modem GSM sebagai media pengirim dan penerima SMS.

Modem GSM yang dipergunakan akan dipasang melalui port serial

yang terdapat pada alat tersebut.

Pemilihan modem sebagai transmitter bertujuan karena modem

GSM lebih banyak mendukung AT Command dibandingkan dengan

selular biasa, kemudian alat yang terdapat mikrokontroler nya akan

diprogram sehingga modem dapat mengirimkan SMS ke HP

(Handphone) tujuan dengan menggunakan AT Command (Attention

Command) merupakan bahasa yang dikenal selular dan modem. AT

Command dapat dipergunakan untuk mengistruksikan perintah-perintah

seperti

a) Mengirim dan menerima SMS.

b) Mendapatkan informasi mengenai device.

c) Mendapatkan status device.

d) Penulisan dan pencarian buku telepon.

e) Menyimpan dan mengembalikan konfigurasi.

AT Command biasanya ditulis dengan menggunakan huruf besar,

namun penggunaan huruf kecil juga dapat dilakukan hanya pada

modem GSM dan selular tertentu. ada beberapa kode program yang

62



dipergunakan pada saat pemrograman pembuatan SMS Gateway ini

ialah “AT + CMGS” ini merupakan perintah untuk mengirim pesan,

karena alat hanya difungsikan untuk mengirim SMS saja.

Adapun format yang dipergunakan oleh modem GSM atau selular

merupakan format PDU (Protocol Description Unit) dan format ASCII

text. Perbaduan kedua format ini akan mempermudah pada proses

pemrograman SMS. Proses yang terjadi ialah format ASCII text yang

nantinya akan digunakan akan di covert ke dalam format PDU, saat

SMS diterima nomor tujuan maka modem GSM atau selular akan

mengubah kembali SMS ke format PDU menjadi format ASCII text

agar dapat terbaca dengan mudah oleh pengguna.

3. CODE VISION AVR

Code Vision AVR merupakan salah satu alat bantu untuk

pemrograman yang dapat bekerja dalam lingkungan pengembangan

perangkat lunak yang terintergrasi. Code Vision AVR dilengkapi

dengan Source Code Edition, Compiler, Linker dan dapat memanggil

Atmel AVR Studio untuk debugger nya.

Selain itu CV AVR ini dapat dijalankan pada sistem operasi

windows 9x, ME, NT 4, 2000 , windows Vista dan XP. CV AVR ini

dapat mengimplementasikan hampir semua instruksi bahasa C yang

sesuai dengan arsitektur AVR yang diperggunakan. Kelebihan lain dari

CV AVR juga dapat mengkoreksi keseluruhan program yang telah

63



dibuat dengan memanfaatkan project compile. Dan berikut merupakan

tampilan awal dari CV AVR. dari gambar 2.33 terdapat beberapa menu

pentinga yang dipergunakan pada saat proses pemrograman dilakukan.

Gambar 2.36 Tampilan dari Code Vision AVR.

Setelah membuka CV AVR maka pengguna diharuskan untuk

membuat project yang nantinya akan dikerjakan. Jika sudah selanjutnya

pengguna diharuskan membuat source dari program yang akan

dikerjakan. Jika ini tidak dilakukan, maka pada saat akan dilakukan

compile program, program akan mencari source nya dan jika tidak

diketemukan maka program yang telah dibuat tidak dapat dikoreksi dan

diunduh ke alat.

64



4. EXTREME BURNER – AVR

EXtreme Burner – AVR merupakan aplikasi yang dipergunakan

untuk mengunduh program ke dalam mikrokontroler. Untuk dapat

menggunakan software ini diharuskan untuk memilih tipe

mikrokontroler yang dipergunakan. Untuk dapat melakukan ini, pilih

menu chip yang terdapat pada toolbar dan pilih Mikro16.

Gambar 2.37 Tampilan awal eXtreme Burner – AVR.

Tool open pada toolbar dipergunakan untuk membuka file yang

akan diunduh. Program yang diunduh ke dalam mikokontroler

merupakan program dengan ekstensi *.hex. Bila program berhasil dibuka,

maka tabel yang berisikan FFFF akan terisi dengan kode-kode dari

program yang telah diunduh. Karena program akan diunduh kedalam

mikokontroler, maka pilih write flash pada menu toolbar untuk mencatat

semua program kedalam mikrokontroler.

tugas akhir bab ii dasar teori - institut teknologi telkom

Documents