BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arduino Nano Arduino merupakan ...

5

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Arduino Nano

Arduino merupakan sebuah platform dari physical computing yang bersifat

open source. Pertama-tama perlu dipahami bahwa kata “platform” di sini adalah

sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat

pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman

dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah

sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile

menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory microcontroller

Arduino Nano adalah salah satu papan pengembangan mikrokontroler yang

berukuran kecil, lengkap dan mendukung penggunaan breadboard.Arduino Nano

diciptakan dengan basis mikrokontroler ATmega328 (untuk Arduino Nano versi

3.x) atau ATmega 168 (untuk Arduino versi 2.x). Arduino Nano kurang lebih

memiliki fungsi yang sama dengan Arduino Duemilanove, tetapi dalam paket

yang berbeda. Arduino Nano tidak menyertakan colokan DC berjenis Barrel Jack,

dan dihubungkan ke komputer menggunakan port USB Mini-B. Arduino Nano

dirancang dan diproduksi oleh perusahaan Gravitech.

Gambar 2.1 Bagian Depan Arduino Nano

Universitas Sumatera Utara

6

Gambar 2.2 Bagian Belakang Arduino Nano

2.1.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano

Konfigurasi pin Arduino Nano.Arduino Nano memiliki 30 Pin. Berikut

Konfigurasi pin Arduino Nano.

1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya

digital.

2. GND merupakan pin ground untuk catu daya digital.

3. AREF merupakan Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan

dengan fungsi analogReference().

4. RESET merupakan Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset

(menghidupkan ulang) mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk

menambahkan tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama

Arduino

5. Serial RX (0) merupakan pin yang berfungsi sebagai penerima TTL data

serial.

6. Serial TX (1) merupakan pin yang berfungsi sebagai pengirim TT data

serial.

7. External Interrupt (Interupsi Eksternal) merupakan pin yang dapat

dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah,

meningkat atau menurun, atau perubahan nilai.

8. Output PWM 8-Bitmerupakan pin yang berfungsi untuk analogWrite( ).


7

9. SPI merupakan pin yang berfungsi sebagai pendukung komunikasi.

10. LED merupakan pin yang berfungsi sebagai pin yag diset bernilai HIGH,

maka LED akan menyala, ketika pin diset bernilai LOW maka LED

padam. LED Tersedia secara built-in pada papan Arduino Nano.

11. Input Analog (A0-A7) merupakan pin yang berfungsi sebagi pin yang

dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai dengan 5 Volt, juga

memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah

mereka menggunakan fungsi analogReference().

Tabel 2.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano

Nomor Pin Arduino Nano Nama Pin Arduino Nano

1 Digital Pin 1 (TX)

2 Digital Pin 0 (RX)

3 & 28 Reset

4 & 29 GND

5 Digital Pin 2

6 Digital Pin 3 (PWM)

7 Digital Pin 4



10 Digital Pin 7

11 Digital Pin 8


13 Digital Pin 10 (PWM-SS)


8

Nomor Pin Arduino Nano Nama Pin Arduino Nano

14 Digitl Pin 11 (PWM-MOSI)

15 Digital Pin 12 (MISO)

16 Digital Pin 13 (SCK)

18 AREF

19 Analog Input 0

20 Analog Input 1

21 Analog Input 2

22 Analog Input 3

23 Analog Input 4

24 Analog Input 5

25 Analog Input 6

26 Analog Input 7

27 VCC

30 Vin

Gambar 2.3 Konfigurasi Pin Layout Arduino Nano


9

2.1.2 Spesifikasi Arduino Nano

Berikut ini adalah Spesifikasi yang dimiliki oleh Arduino Nano:

1. MikrokontrolerAtmel ATmega168 atau ATmega328

2. 5 V Tegangan Operasi

3. 7-12VInput Voltage (disarankan)

4. 6-20VInput Voltage (limit)

5. Pin Digital I/O14 (6 pin digunakan sebagai output PWM)

6. 8 Pin Input Analog

7. 40 mA Arus DC per pin I/O

8. Flash Memory16KB (ATmega168) atau 32KB (ATmega328) 2KB

digunakan oleh Bootloader

9. 1 KbyteSRAM (ATmega168) atau 2 Kbyte(ATmega328)

10. 512 ByteEEPROM (ATmega168) atau 1Kbyte (ATmega328)

11. 16 MHz Clock Speed

12. Ukuran1.85cm x 4.3cm

2.1.3 Sumber Daya Arduino Nano

Arduino Nano dapat diaktifkan melalui koneksi USB Mini-B, atau melalui

catu daya eksternal dengan tegangan belum teregulasi antara 6-20 Volt yang

dihubungkan melalui pin 30 atau pin VIN, atau melalui catu daya eksternal

dengan tegangan teregulasi 5 volt melalui pin 27 atau pin 5V. Sumber daya akan

secara otomatis dipilih dari sumber tegangan yang lebih tinggi. Chip FTDI

FT232L pada Arduino Nano akan aktif apabila memperoleh daya melalui USB,

ketika Arduino Nano diberikan daya dari luar (Non-USB) maka Chip FTDI tidak

aktif dan pin 3.3V pun tidak tersedia (tidak mengeluarkan tegangan), sedangkan


10

LED TX dan RX pun berkedip apabila pin digital 0 dan 1 berada pada posisi

HIGH.

2.2 Bluetooth HC-05

Modul bluetooth seri HC memiliki banyak jenis atau varian, yang secara

garis besar terbagi menjadi dua yaitu jenis „industrial series‟ yaitu HC-03 dan HC-

04 serta „civil series‟ yaitu HC-05 dan HC-06. Modul Bluetooth serial, yang

selanjutnya disebut dengan modul BT saja digunakan untuk mengirimkan data

serial TTL via bluetooth.Modul BT ini terdiri dari dua jenis yaitu Master dan

Slave.

Gambar 2.4 Bluetooth HC-05

Seri modul BT HC bisa dikenali dari nomor serinya, jika nomer serinya

genap maka modul BT tersebut sudah diset oleh pabrik, bekerja sebagai slave atau

master dan tidak dapat diubah mode kerjanya, contoh adalah HC-06-S. Modul BT

ini akan bekerja sebagai BT Slave dan tidak bisa diubah menjadi Master,

demikian juga sebaliknya misalnya HC-04M. Default mode kerja untuk modul BT

HC dengan seri genap adalah sebagai Slave.Sedangkan modul BT HC dengan

nomer seri ganjil, misalkan HC-05, kondisi default biasanya diset sebagai Slave

mode, tetapi pengguna bisa mengubahnya menjadi mode Master dengan AT

Command tertentu.


https://diytechdotnet.files.wordpress.com/2013/10/hc05-4.jpg

https://diytechdotnet.files.wordpress.com/2013/10/hc05-4.jpg

11

Modul BT yang banyak beredar di sini adalah modul HC-06 atau

sejenisnya dan modul HC-05 dan sejenisnya. Perbedaan utama adalah modul HC-

06 tidak bisa mengganti mode karena sudah diset oleh pabrik, selain itu tidak

banyak AT Command dan fungsi yang bisa dilakukan pada modul tersebut.

Diantaranya hanya bisa mengganti nama, baud rate dan password saja.

Sedangkan untuk modul HC-05 memiliki kemampuan lebih yaitu bisa

diubah mode kerjanya menjadi Master atau Slave serta diakses dengan lebih

banyak AT Command, modul ini sangat direkomendasikan, terutama dengan

flexibilitasnya dalam pemilihan mode kerjanya.

2.3 Sensor MQ-138

Sensor gas MQ138 adalah SnO2,yang dengan konduktivitas rendah di

udara bersih. Kapantarget Uap Organik ada, konduktivitas Sensor ini lebih tinggi

bersama dengan gaskonsentrasi meningkat. Silakan gunakan electrocircuit

sederhana, Mengkonversi perubahan konduktivitas untuk sesuaisinyal output

konsentrasi gas.MQ138 sensor gas memiliki sensitity tinggi untuk Toluene,

Aseton, Ethanol dan Formaldehyde, juga untuk lainnyauap organik. Sensor dapat

digunakan untuk mendeteksi uap organik yang berbeda, itu adalah dengan biaya

rendah dancocok untuk aplikasi yang berbeda

2.3.1 Karakter Sensor MQ-138

Berikut ini adalah Karakter yang dimiliki oleh Sensor MQ-138:

1. Sensitivitas yang baik untuk Steam Organik

2. Sensitivitas tinggi untuk Toluene, Aseton dan Etanol


12

3. Panjang hidup dan biaya rendah

4. Drive sirkuit Sederhana

2.3.2 Aplikasi Sensor MQ-138

Berikut ini adalah Aplikasi yang dimiliki oleh Sensor MQ-138:

1 Domestik detektor uap Organik

2 Detektor uap Industri Organik

3 Detektor gas portabel

Gambar 2.5 Konfigurasi Sensor MQ-138

2.3.3 Rangkaian Tes Dasar Sensor MQ-138

Gambar 2.6 Rangkaian Dasar Sensor MQ-138


13

Di atas adalah rangkaian tes dasar sensor.Sensor perlu menempatkan 2

tegangan,tegangan heater (VH) dan tegangan uji (VC).VH digunakan

untukmemasok kerja bersertifikatsuhu sensor, sedangkan VC digunakanuntuk

mendeteksi tegangan (VRL) dari tahanan beban(RL) yang merupakan seri dengan

sensor. Itusensor memiliki polaritas cahaya, Vc perlu DCkekuasaan. VC dan VH

bisa menggunakan kekuatan yang samasirkuit dengan prasyarat untuk

menjaminkinerja sensor. Dalam rangka untuk membuatsensor dengan kinerja

yang lebih baik,nilai RL cocok diperlukan:

Kekuatan Sensitivitas tubuh (Ps): Ps = Vc2× Rs / (Rs + RL)

2

Tabel 2.2 Data Teknis Sensor MQ-138

Model Nomor. MQ-138

Type Sensor Semikonduktor

Standard Encapsulation Bakelite (Black Bakelite)

Deteksi Gas Toluena, Aseton, Etanol, H2

Konsentrasi 5 – 500 ppm

Rangkaian

Tegangan Lingkaran Vc ≤ 24 V DC

Tegangan Pemanas VH 5.0V ± 0.2V AC atau DC

Beban Resistance RL Adjustable

Karakter

Pemanasan Resistance RH 31Ω ± 3Ω (Room Tem.)

Pemanasan Consumption PH ≤900mW

Sensing Resistance RS 2KΩ-20KΩ (di 50ppm Toluene)

Kepekaan S Rs (di udara) / Rs (50ppm

Toluene) ≥3

Slope α ≤0.6≤0.6 (R100ppm/ R50ppm

toluene)

Kondisi

Kelembaban 20 ℃ ± 2 ℃; 65% ± 5% RH

Rangkaian Tes Standart Vc: 5.0V ± 0.1V;

VH: 5.0V ± 0.1V

Kondisi Waktu Lebih dari 48 Jam


14

2.3.4 Karakteristik sensitivitas MQ – 138

Gambar 2.7 Karakteristik Sensitivitas MQ-138

Gambar 2.7 menunjukkankarakteristik sensitivitas khasyang MQ138,

ordinat berarti rasio resistensi dari sensor(Rs / Ro),absis adalah konsentrasi

gas. Rs berartisensor (Rs / Ro), Rs berarti resistansi sensorresistensi dalam gas

yang berbeda, Ro berarti ketahanandi 100ppm Toluene.Semua tes berada di

bawah standar kondisi pengujian.100ppm Toluene, 20 ℃ / 65% RH

2.3.5 Pengaruh Suhu / Kelembaban

Gambar 2.8 Pengaruh Suhu dan Kelembaban


15

Gambar 2.8 menunjukkan suhu yang khas dan kelembaban

karakteristik. Ordinat berarti rasio resistensi (Rs / Ro),. Rs berarti resistansi

sensor di 100ppm Toluenebawah tem berbeda. dan kelembaban.Ro berarti

perlawanan dari sensor di lingkungan100ppm Toluene, 20 ℃ / 65% RH

2.3.6 Struktur dan konfigurasi MQ-138

Struktur dan konfigurasi sensor gas MQ138 ditampilkan sebagai Gambar

2.9 sensor disusun oleh mikro Al2O3 tabung keramik, TinDioksida (SnO2)

lapisan sensitif, mengukur elektroda dan pemanas tetap menjadi kerak yang

dibuatoleh plastik dan stainless steelbersih. Pemanas menyediakan kondisi kerja

yang diperlukan untuk pekerjaan komponen sensitif. The terbungkus MQ-4

memiliki 6 pin, 4dari mereka yang digunakan untuk mengambil sinyal, dan

lainnya 2 digunakan untuk memberikan pemanasan saat ini

Gambar 2.9 Struktur Dan Konfigurasi Sensor Gas MQ138

2.4 LCD (Liquid Crystal Display)

LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang

menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan

diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi,kalkulator, atau


16

pun layar komputer.Pada postingan aplikasi LCD yangdugunakan ialah LCD dot

matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCDsangat berfungsi sebagai penampil

yang nantinya akan digunakan untukmenampilkan status kerja alat.

Gambar 2.10 LCD 2×16

Teknologi LCD memberikan keuntungan dibandingkan dengan teknologi

CRT, kaena pada dasarnya, CRT adalah tabung triode yang digunakan sebelum

transistor ditemukan.LCD memanfaatkan silicon atau gallium dalam bentuk

Kristal cair sebagai pemendar cahaya.Pada layar LCD, setiap matrik adalah

susunan dua dimensi piksel yang dibagi dalam baris dan kolom.Dengan demikian,

setiap pertemuan baris dan kolom adalah sebuah LED terdapat sebuah bidang

latar (backplane), yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi

dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda trasparan.Dalam keadaan normal,

cairan yang digunakan memiliki warna cerah.

Beberapa keuntungan LCD dibandingkan dengan CRT adalah konsumsi

daya yang relative kecil, lebih ringan, tampilan yang lebih bagus, dan ketika

berlama-lama di depan monitor, monitor CRT lebih cepat memberikan kejenuhan

pada mata dibandingkan dengan LCD. Keuntungan dari LCD ini adalah :


17

1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk

membuat program tampilan.

2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya mengunakan 8 bit data

dan 3 bit control.

3. Ukuran modul yang proporsional.

4. Daya yang digunakan relative sangat kecil.

Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses

proses internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan

instruksi membaca data. ROM pembangkit sebanyak 192 tipe karakter, tiap

karakter dengan huruf 5x7 dot matrik.Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter

(membaca program), maksimum pembacaan 80x8 bit tampilan data.Perintah

utama LCD adalah Display Clear, Cursor Home, Display ON/OFF, Display

Character Blink, Cursor Shift, dan Display Shift. Tabel 2.3 menunjukkan

konfigurasi pin LCD

Tabel 2.3 Konfigurasi Pin LCD

Pin No. Keterangan Konfigurasi Hubung

1 GND Ground

2 VCC Tegangan +5VDC

3 VEE Ground

4 RS Kendali RS

5 RW Ground

6 E Kendali E/Enable

7 D0 Bit 0

8 D1 Bit 1

9 D2 Bit 2


18

10 D3 Bit 3

11 D4 Bit 4

12 D5 Bit 5

13 D6 Bit 6

14 D7 Bit 7

15 A Anoda (+5VDC)

16 K Katoda (Ground)

Saat ini telah dikembangkan berbagai jenis LCD, mulai jenis LCD biasa,

Passive Matrix LCD (PMLCD), hingga Thin-Film Transistor Active Matrix

(TFT-AMLCD). Kemampuan LCD juga telah ditingkatkan daru yang monokrom

hingga yang mampu menampilkan ribuan warna.

2.5 Bahasa Pemrograman Arduino Berbasis Bahasa C

Seperti yang telah dijelaskan diatas program Arduino sendiri

menggunakan bahasa C. walaupun banyak sekali terdapat bahasa pemrograman

tingkat tinggi (high level language) seperti pascal, basic, cobol, dan lainnya.

Walaupun demikian, sebagian besar dari paraprogramer profesional masih tetap

memilih bahasa C sebagai bahasa yang lebih unggul, berikut alasan-alasannya:

1. Bahasa C merupakan bahasa yang powerful dan fleksibel yang telah

terbukti dapat menyelesaikan program-program besar seperti pembuatan

sistem operasi, pengolah gambar (seperti pembuatan game) dan juga

pembuatan kompilator bahasa pemrograman baru.


19

2. Bahasa C merupakan bahasa yang portabel sehingga dapat dijalankan di

beberapa sistem operasi yang berbeda. Sebagai contoh program yang kita

tulis dalam sistem operasi windows dapat kita kompilasi didalam sistem

operasi linux dengan sedikit ataupun tanpa perubahan sama sekali.

3. Bahasa C merupakan bahasa yang sangat populer dan banyak digunakan

oleh programer berpengalaman sehingga kemungkinan

besar library pemrograman telah banyak disediakan oelh pihak luar/lain

dan dapat diperoleh dengan mudah.

4. Bahasa C merupakan bahasa yang bersifat modular, yaitu tersusun atas

rutin-rutin tertentu yang dinamakan dengan fungsi (function) dan fungsi-

fungsi tersebut dapat digunakan kembali untuk pembuatan program-

program lainnya tanpa harus menulis ulang implementasinya.

5. Bahasa C merupakan bahasa tingkat menengah (middle level language)

sehingga mudah untuk melakukan interface (pembuatan program antar

muka) ke perangkat keras.

6. Struktur penulisan program dalam bahasa C harus memiliki fungsi utama,

yang bernama main (). Fungsi inilah yang akan dipanggil pertama kali

pada saat proses eksekusi program. Artinya apabila kita mempunyai fungsi

lain selain fungsi utama, maka fungsi lain tersebut baru akan dipanggil

pada saat digunakan.

Oleh karena itu bahasa C merupakan bahasa prosedural yang menerapakan

konsep runtutan (program dieksekusi per baris dari atas ke bawah secara

berurutan), maka apabila kita menuliskan fungsi-fungsi lain tersebut dibawah

fungsi utama, maka kita harus menuliskan bagian prototipe (prototype), hal ini


20

dimaksudkan untuk mengenalkan terlebih dahulu kepada kompiler daftar fungsi

yang akan digunakan di dalam program. Namun apabila kita menuliskan fungsi-

fungsi lain tersebut diatas atau sebelum fungsi utama, maka kita tidak perlu lagi

untuk menuliskan bagian prototipe diatas.

Selain itu juga dalam bahasa C kita akan mengenal file header, biasa

ditulis dengan ekstensi h(*.h), adalah file bantuan yang yang digunakan untuk

menyimpan daftar-daftar fungsi yang akan digunakan dalam program. Bagi anda

yang sebelumnya pernah mempelajari bahasa pascal, file header ini serupa dengan

unit. Dalam bahasa C, file header standar yang untuk prosesinput/output adalah

<stdio.h>. Perlu sekali untuk diperhatikan bahwa apabila kita menggunakan file

header yang telah disediakan oleh kompilator, maka kita harus menuliskannya

didalam tanda„<‟ dan „>‟ (misalnya <stdio.h>). Namun apabila menggunakan file

header yang kita buat sendiri, maka file tersebut ditulis diantara tanda “ dan ”

(misalnya “cobaheader.h”). perbedaan antara keduanya terletakpada saat

pencerian file tersebut. Apabila kita menggunakan tanda < >, maka file tersebut

dianggap berada pada direktori deafault yang telah ditentukan oleh

kompilator.Sedangkan apabila kita menggunakan tanda “”, maka file header dapat

kita dapat tentukan sendiri lokasinya.

File header yang akan kita gunakan harus kita daftarkan dengan

menggunakan directive#include. Directive #include ini berfungsi untuk memberi

tahu kepada kompilator bahwa program yang kita buat akan menggunakan file-

file yang didaftarkan. Berikut ini contoh penggunaan directive #include.

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include”myheader.h”


21

Setiap kita akan menggunakan fungsi tertentu yang disimpan dalam

sebuah file header, maka kita juga harus mendaftarkan file headernya dengan

menggunakan directive #include. Sebagai contoh, kita akan menggunakan

fungsi getch( ) dalam program, maka kita harus mendaftarkan file

header<conio.h>.

2.6 Aseton

Aseton, juga dikenal sebagai propanon, dimetil keton, 2-propanon, propan-2-

on, dimetilformaldehida, dan β-ketopropana, adalah senyawa berbentuk cairan

yang tidak berwarna dan mudah terbakar. Ia merupakan keton yang paling

sederhana. Aseton larut dalam berbagai perbandingan dengan air, etanol, dietil

eter,dan lain-lain.

Ia sendiri juga merupakan pelarut yang penting. Aseton digunakan untuk

membuat plastik, serat, obat-obatan, dan senyawa-senyawa kimia lainnya. Selain

dimanufaktur secara industri, aseton juga dapat ditemukan secara alami, termasuk

pada tubuh manusia dalam kandungan kecil.

Gas aseton dapat terdeteksi dalam pernafasan manusia sebagai aibat dari

peningkatan kadar glukosa dalam darah yang disebabkan adanya defisiensi insulin

atau menurunnya kemampuan tubuh untuk menggunakan insulin. Aseton

terdeteksi melalui kadar di hati dan paru-paru sehingga dapat dideteksi melalui

pernafasan manusia


http://id.wikipedia.org/wiki/Keton

http://id.wikipedia.org/wiki/Air

http://id.wikipedia.org/wiki/Etanol

http://id.wikipedia.org/wiki/Dietil_eter

http://id.wikipedia.org/wiki/Dietil_eter

http://id.wikipedia.org/wiki/Pelarut

http://id.wikipedia.org/wiki/Plastik

BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arduino Nano Arduino merupakan ...

Documents

Transcript of BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arduino Nano Arduino merupakan ...