BAB II DASAR TEORI 2.1 MODUL GPS (Global Positioning …

7

Laporan Tugas Akhir BAB II

STT Telematika Telkom Purwokerto D312036

BAB II

DASAR TEORI

2.1 MODUL GPS (Global Positioning System) [2]

GPS merupakan suatu sistem komunikasi yang mampu menunjukkan posisi

kita berdasarkan posisi lintang dan bujur sesuai dengan data satelit. Sistem ini

adalah satu-satunya sistem navigasi satelit yang berfungsi dengan baik. Sistem ini

menggunakan 24 satelit yang mengirimkan sinyal gelombang mikro ke bumi.

Sinyal ini diterima oleh alat penerima di permukaan dan digunakan untuk

menentukan posisi, kecepatan, arah, dan waktu.

Sistem ini dikembangan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat, dengan

nama NAVSTAR GPS. NAVSTAR adalah nama yang diberikan oleh John Wals,

seorang penentu kebijakan penting dalam program GPS. Kumpulan satelit diurus

oleh 50th

Space Wing, Angkatan Udara Amerika Serikat.

Seseorang dapat membawa GPS untuk mengetahui keberadaan dengan akurat,

juga bisa menuju kemana saja dengan menggunakan apa saja seperti berjalan,

berkendara, berlayar. Pada saat ini GPS digunakan dengan beraneka ragam manfaat

dan kepentingan seperti untuk navigasi, keperluan militer, pelacakan kendaraan,

sistem infomasi geografis, ataupun untuk pemantauan gempa bumi.

GPS Tracker atau yang sering disebut GPS Tracking merupakan sebuah

teknologi AVL (Automated Vehicle Locater) di mana pengguna memungkinkan

untuk melacak letak kendaraan dalam kondisi real time. GPS Tracking

memanfaatkan kombinasi teknologi antara GSM dan GPS untuk menentukan

sebuah obyek ataupun koordinat, kemudian menerjemahkannnya dalam bentuk

peta digital.

2.1.1 Prinsip Kerja GPS [2]

Satelit GPS mengelilingi bumi sebanyak 2 kali dalam sehari dan

mentransmisikan informasi berupa sinyal ke bumi. GPS Receiver dapat

menerima informasi ini dan menggunakan metode triangulasi untuk

menghitung keberadaan pengguna. Secara umum metode yang dipakai oleh

GPS Reciever untuk melakukan penghitungan keberadaan sesuatu dilakukan

dengan menggunakan cara membandingkan waktu sinyal pada saat

ditransmisikan dari satelit dan waktu pada saat sinyal diterima oleh

8



receiver. Selisih waktu yang didapat akan menggambarkan seberapa jauh

jarak antara satelit dengan GPS Receiver. Triangulasi antara berapa jarak

dengan GPS Receiver terhadap satelit yang lainnya, maka GPS Receiver

dapat menentukan letak pemakai kemudian menampilkannya pada peta

elektronik. Gambar 2.1 menunukan mode triangulasi pada sistem GPS

Gambar 2.1 : Sistem GPS[2]

Agar dapat menentukan letak pengguna, maka GPS Receiver harus

mendapatkan sinyal paling tidak dari 3 buah satelit untuk melakukan

penghitungan posisi 2 dimensi (Latitude dan Longatitude) dan deteksi

gerakan. Jika mendapatkan sinyal dari 4 buah satelit, maka receiver bisa

menentukan lokasi pemakai dalam bentuk 3 dimensi (Latitude, Longititude,

dan Altitude). Latitude adalah garis yang melintang di antara kutub utara

dan kutub selatan yang menghubungkan sisi timur dan bagian barat bumi.

Garis ini memiliki posisi membentangi bumi, sama halnya dengan garis

equator (khatulistiwa). Garis lintang inilah yang dijadikan ukuran dalam

mengukur sisi utara-selatan koordinat suatu titik di belahan bumi.

Longatitude adalah garis membujur yang menghubungkan antara sisi utara

dan sisi selatan bumi (kutub). Garis ini digunakan untuk mengukur sisi

barat-timur koordinat suatu titik di belahan bumi. Sama seperti equator pada

latitude yang berada di tengah dan memiliki nilai 0 (nol) derajat, garis

tebgah pada longatitude yang bernilai 0 (nol) derajat disebut garis prime

meridian (garis bujur), sedangkan garis yang berada paling kiri memiliki

nilai -90 derajat dan yang paling kanan memiliki nilai 90 derajat. Apabila

9



lokasi pengguna telah didapatkan, maka unit GPS bisa melakukan

penghitungan informasi lain seperti, jejak, jarak perjalanan yang ditempuh,

jarak lokasi tujuan, kecepatan, dan sebagainya.

2.1.2 Keakuratan GPS [2]

Untuk penggunaan sipil, GPS memiliki nilai ketelitian yang cukup

luas, dari meter sampai dengan millimeter. Apabila menggunakan teknik

DGPS (Differential Global Positioning System), teknik ini memberikan

ketelitian 1-2 meter, sedangkan dengan teknik RTK (Real Time Kinematik)

menunjukan ketelitian 1-5 sentimeter. Untuk menentukan letak dengan

satuan ketelitian millimeter, dianjurkan menggunakan teknik survey GPS

dengan menggunakan peralatan GPS tipe Geodetik dual frekuensi dan

teknik pengolahan data tertentu.

Walaupun GPS adalah suatu sistem standar internasional, tetapi GPS

tetap memiliki kesalahan. Berikut adalah beberapa faktor kesalahan GPS :

1. Selecetive Availability (SA). Kesalahan GPS dikarenakan DoD

(Amerika) sebagai pemilik GPS, sengaja mengurangi keakuratan GPS

sehingga nilai ketelitiannya menurun menjadi 0-70 meter. Namun pada

tanggal 1 Janurai 2000, kebjakan SA ini resmi dihilangkan.

2. Kesalahan Efermis / Kesalahan jam receiver ataupun satelit / noise

informasi efermis (koordinat satelit) GPS tidaklah sempurna, begitu pula

dengan jam pada satelit receiver. Kesalahan Efermis menimbulkan

kekurangan akurat antara 1-5 meter pada penentuan letak, sedangkan

kesalahan jam akan menimbulkan ketidak-akuratan antara 0-1.5 meter.

Tingkat kebisingan sinyal atau noise, dapat menimbulkan

ketidakakuratan antara 0-10 meter.

3. Kondisi Atmosfer : Ionosfer dan Troposfer menimbulkan refraksi pada

sinyal GPS. Hal ini mengakibatkan kecepatan sinyal GPS menjadi

berbeda apabila dibandingkan dengan kecepatan rambatnya pada ruang

hampa. Kemudian hal ini akan berpengaruh pada hitungan jarak antara

receiver dan satelit.

10



4. Multipath : Kesalahan ini diakibatkan karena sinyal GPS tidak merambat

langsung ke antena, tetapi terlebih awal terpantul ke berbagai objek di

sekitar pengamatan. Kesalahan yang dikarenakan Multipath secara

umum sudah dihilangkan.

2.2 GSM (GLOBAL SYSTEM MOBILE) [3]

GSM adalah generasi kedua sistem seluler dengan teknologi digital. GSM

menggunakan kartu Subscriber Identify Module (SIM Card) sebagai identitas

pelanggan, dimana pelanggan dapat bergerak secara bebas didalam area layanan

jaringan tersebut tanpa mengalami pemutusan panggilan dan mempunyai

kemampuan untuk intenationalroaming.

Sejak pertama pengimplementasikan sampai sekarang GSM telah

dikembangkan dalam tiga kelompok yaitu GSM 900, GSM 1800 dan GSM 1900.

Perbedaan ketiga kelompok tersebut adalah pada lokasi band frekuensi yang

digunakan untuk kanal transmisinya

Adapun layanan yang diberikan oleh GSM dibagi dalam 3 kategori utama

sebagai berikut :

1. Layanan telepon (Telepon Service), berupa layanan untuk suara (voice)

termasuk panggilan darurat dan faxmile. Juga untuk teleteks dan video teks

meskipun bukan merupan bagian yang terintegrasi pada GSM standar.

2. Layanan data (Data Service) berupa layanan untuk pengiriman data dengan

kecepatan pengiriman data dari 300 bps hingga 9.6 kbps.

3. Layanan tambahan (Supplementary Service) berupa pengalihan panggilan,

identifikasi pemanggil, Short Message Service(SMS) dan beberapa layanan

yang tidak dimiliki oleh sistem selular analog.

Dibawah ini adalah gambar 2.2 dari arsiktektur GSM, yang menggambarkan

proses jalannya komunikasi dari pelanggan ke pelanggan lain.

11



Gambar 2.2 Arsiktektur GSM[3]

Pada gambar 2.2 arsiketur GSM, dapat dijelaskan bahwa :

1. Mobile System (MS)

Merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk melakukan

pembicaraan. Terdiri atas Mobile Equipment (ME) dan Subscriber Identity

Module (SIM).

2. Base Station Sub-system (BSS)

Terdiri atas Basestation Controller (BSC) dan Base Transceiver Station

(BTS).Basestation Controller (BSC) adalah perangkat yang mengkontrol

tiap-tiap BTS yang terhubung kepadanya dan sebagai penghubung BTS dan

MSC. BSC juga berfungsi sebagai switching lokal untuk handover antara

sejumlah BTS dan juga merupakan pengendali dari BSS.Base Transceiver

Station (BTS) adalah perangkat sistem GSM untuk berhubungan langsung

dengan MS dan juga berfungsi sebagai pengirim dan penerima sinyal.

3. Network Switching System (NSS)

Terdiri atas Mobile Switching Controller (MSC), Home Location

Register (HLR), Visit Location Register (VLR), Authentication Center

(AuC), Equipment Identity Register (EIR).

a. Mobile Switching Controller (MSC) adalah inti dari jaringan GSM yang

berfungsi untuk interkoneksi jaringan, baik antara seluler maupun dengan

jaringan Public Switched Register Network (PSTN).

b. Home Location Register (HLR) berfungsi untuk menyimpan semua data

dan informasi mengenai pelanggan yang tersimpan secara permanen,

dalam arti tidak tergantung pada posisi pelanggan. HLR bertindak

12



sebagai pusat informasi pelanggan setiap waktu akan diperlukan oleh

VLR untuk merealisasi terjadinya komunikasi pembicaraan.

c. Visit Location Register (VLR) berfungsi untuk menyimpan data dan

informasi pelanggan, dimulai pada saat pelanggan memasuki suatu area

yang ada dalam wilayah MSC, VLR tersebut melakukan roaming.

Adanya informasi mengenai pelanggan dalam VLR memungkinkan MSC

untuk melakukan hubungan baik incoming (panggilan masuk) maupun

outgoing (panggilan keluar). VLR selalu berhubungan dengan HLR dan

memberikan informasi posisi pelanggan berada.

d. Authentication Center (AuC) berfungsi menyimpan semua informasi

yang diperlukan untuk memeriksa keabsahan pelanggan data base ini

bersifat rahasia yang disimpan dalam format kode, sehingga jika ada

pelanggan yang ingin menyadap pembicaraan bisa dicegah.

e. Equipment Identity Register (EIR) berfungsi memuat data-data status

pelanggan yang dibagi atas 3 kategori yaitu :

1) Pelanggan yang diijinkan untuk mengadakan hubungan pembicaraan

kemanapun.

2) Pelanggan yang dibatasi dan hanya diijinkan mengadakan hubungan

pembicaraan ketujuan yang terbatas.

3) Pelanggan yang sama sekali tidak diijinkan untuk berkomunikasi.

4. Operational Support System

Merupakan subsistem dari jaringan GSM yang befungsi sebagai pusat

pengendalian diantaranya adalah faultmanagement, configuration

management dan inventory management

2.2.1 PRINSIP KERJA GSM

GSM atau Global System for Mobile Communications merupakan

teknologi digital yang bekerja dengan mengirimkan paket data berdasarkan

waktu, atau yang lebih dikenal dengan istilah timeslot. GSM sendiri

merupakan turunan dari teknologi Time Division Multiple Access

(TDMA). Teknologi TDMA ini mengirimkan data berdasarkan satuan

yang terbagi atas waktu, artinya sebuah paket data GSM akan dibagi

menjadi beberapa timeslot.

13



Timeslot inilah yang akan digunakan oleh pengguna jaringan GSM

sercara sementara. Maksud dan digunakannya timeslot secara sementara

waktu adalah timeslot ttersebut akan dimiliki oleh pengguna selama

mereka gunakan, terlepas dan mereka sedang aktif berbicara atau sedang

diam (idle)

2.3 SIM 808 GSM/GPRS & GPS[4]

SIM 808 GSM/GPRS & GPS merupakan sebuah produk yang di keluarkan

oleh perusahaan SIM Tech yang dilengkapi dengan Modul GSM/GPRS, Modul

GPS dan Modul Bluetooth pada komponen SIM 808 ini. Hal ini berarti sangat

memberikan keuntungan kepada penggunanya karena di dalam perangkat ini Modul

GSM/GPRS yang memungkinkan penggunanya untuk berkomunikasi atau

mengirimkan pesan ataupun melakukan sebuah pangillan (dial) kepada yang ingin

dituju. Selain itu Modul GPS digunakan untuk menentukan letak sesuatu yang

diinginkan. Penulis menggunakan komponen SIM 808 ini karena komponen ini

mampu mengirimkan pesan peringatan dan pemberitahuan kepad pemilik

kendaraan dan juga dapat menuntukan keberadaan kendaraan.

SIM 808 ini juga dapat diintegrasikan dengan ATmega ataupun board Arduino

sebagai pengotnrolnya. Sedangkan untuk melakukan perintah–perintah untuk

mengirimkan pesan ataupun melakukan konfigurasi pada GPS dapat menggunakan

AT Command. Untuk spesifikasi dari komponen SIM 808 dapat dilihat pada tabel

2.1. SIM 808 juga mempunyai beberapa fitur-fitur tambahan, untuk fitur tambahan

dari SIM 808 dapat dilihat pada tabel 2.2. Sedangkan untuk bentuk fisik dari

komponen SIM 808 dan layout SIM 808 dapat dilihat pada gambar 2.3 dan gambar

2.4

Tabel 2.1 : Spesifikasi SIM 808 GSM/GPRS & GPS[4]

PCB Size 24 x 24 x 2.6m

Indikator PWR, status LED, net status LED

Power Supply 3.4V – 4.4V

GPS Yes

Comunication Protocol UART

14



Tabel 2.2 : Fitur SIM 808 [4]

NO Fitur

1 Quad-band 850/900/1800/1900MHz

2 GPRS multi-slot class 12/10

3 GPRS mobile station class B

4 Compliant to GSM phase 2/2+

5 Class 4 (2 W @ 850/900MHz)

6 Class 1 (1 W @ 1800/1900MHz)

7 Bluetooth: compliant with 3.0+EDR

8 Supports baud rate from 1200 bps to 115200bps

9 22 tracking /66 acquisition -channel

10 Control via AT commands (3GPP TS 27.007, 27.005 and SIMCOM

enhanced AT Commands)

11 Can be set by AT command

Gambar 2.3 : Komponen SIM 808[4]

15



Gambar 2.4 : Layout SIM 808[4]

2.4 ARDUINO UNO ATMEGA328[5]

Arduino uno adalah suatu generasi paling akhir setelah Duemilanove juga dari

sisi harganya sedikit lebih tinggi dikarenakan mempunyai specification yang lebih

bagus seperti berikut : (microcontroller: Atmega328 dan flash memory: 32 KB).

Pada era teknologi saat ini ada berbagai macam bentuk Arduino boarddan

kabel USB board arduino yang disesuaikan dengan kegunaannya seperti

diperlihatkan berikut ini

Gambar 2.5 Arduino Uno [5]

16



Gambar 2.6 Kabel USB Board Arduino[5]

Tabel 2.3 Spesifikasi Arduino Uno [5]

Spesifikasi Keterangan

Input voltage (limits) 6-20V

Digital I/O pins 14 (6 diantaranya keluaran PWM)

Analog input pins 6

DC current per I/O pin 40 mA

DC current for 3.3V pin 50 mA

Flash memory 32 KB (ATmega 328) dimana 0.5 KB

difungsikan untuk bootloader

SRAM 2KB (ATmega 328)

EEPROM 1KB (ATmega 328)

Clock speed 16MHz

Komponen penting pada Arduino board adalah sebuah microcontroller 8 bit

dengan merk ATmega yang diproduksi oleh perusahaan Atmel Corporation.

Hampir semua arduino board menggunakan tipe ATmega yang berbeda – beda

tergantung dari kebutuhannya, seperti contoh Arduino Uno menggunakan

ATmega328 sedangkan Arduino Mega 2560 yang lebih tinggi spesifikasinya

dengan menggunakan ATmega2560.

17



2.4.1 BAGIAN MIKROKONTROLER ATMEGA328

Untuk dapat memberikan suatu gambaran tentang apa saja yang ada

pada sebuah microcontroller, pada gambar dibawah ini ditunjukkan contoh

diagram blok sederhana pada microcontroller ATmega328, seperti gambar

2.7 berikut:

Gambar 2.7 : Blok Diagram ATMEGA328

Penjelasan dari blok – blok di atas seperti berikut :

a. Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) suatu antar

muka serial yang digunakan sebagai bagian komunikasi serial seperti

contoh RS-232, RS-422 dan RS-485.

b. 2KB RAM pada memory kerja yang sifatnya volatile (hilang ketika

daya di off kan), digunakan pada variable – variable saat dalam

program.

c. 32KB RAM flash memory sifatnya non-volatile, difungsikan untuk

penyimpanan suatu program yang dibuat dari komputer. Selain program

flash memory juga menyimpan bootloader. Bootloader ini adalah

program inisiasi dimana ukurannya kecil, yang dijalankan melalui CPU

pada saat daya dihidupkan. Setelah bootloader selesai dijalankan, dan

dilanjutkan pada program yang ada pada RAM akan dieksekusi.

UART (antar muka serial)

2KB RAM

(Memory

kerja)

32KB RAM

Flash

Memory

(program)

1KB

EPROM

Port input/output

CPU

18



d. 1KB EEPROM bersifat non-volatile, difungsikan sebagai penyimpan

data yang tidak boleh hilang saat daya dimatikan. Tidak dipakai pada

Arduino board.

e. Central Processing Unit (CPU), bagian dari microcontroller agar dapat

menjalankan berbagai perintah dari suatu program.

f. Port input / output, pin – pin ini digunakan menerima suatu data (input)

digital atau analog, dan mengeluarkan data (output) digital ataupun

analog.

Pada board Arduino Uno mikrokontroler yang digunakan adalah

mikrokontroler Atmega 328. Mikrokontroler Atmega 328 itu dibuatan dari

Atmel berbasis arsitektur Reduced Instruction Set Computer (RISC), hampir

semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock.

Arsitektur Atmega 328 sebagai berikut :

1. Advanced RISC architecture

a. 131 powerfull instructions – most single clock cycle execution

b. 32 x 8 general purpose working registers

c. Fully static operation

d. Up to 20 MIPS through put at 20 MHz

e. On-chip 2 cycle multipair

2. High endurance non-volatile memory segments

a. 4/8/16/32K bytes of in-system self-programmable flash program

memory

b. 256/512/512/1K bytes EEPROM

c. 512/1K/1K/2K bytes internal SRAM

d. Write/Erase Cycles : 10.000 flash/100.000 EEPROM

e. Data retention : 20 years at 85oC/100 years at 25

oC

f. Opsional bagian kode boot dengan independen kunci bit dalam sistem

pemrograman dengan on-chip program boot yang benar-baca

sementara-menulis operasi.

g. Kunci pemrograman untuk perangkat lunak keamanan.

3. Peripheral features

19



a. Two 8-bit timer / counter dengan prescaler terpisah dan dibandingkan

mode nya.

b. One 16-bit timer/counter dengan prescaler terpisah, dibandingkan

mode dan menangkap mode.

c. Real time counter dengan separate oscillator.

d. Six PWM channels.

e. 8-channels 10-bit ADC in TQFP and QFN/MLF paket pengukuran

suhu.

f. 6-channels 10-bit ADC in PDIP paket pengukuran suhu.

g. Programmable serial USART.

h. Master/slave SPI serial interface.

i. Byte – oriented 2-wire serial interface (Philps 12C compatible).

j. Programmable watchdog timer dengan separate on-chip oscillator.

k. On-chip analog comparator.

l. Interrupt and wake-up pin change.

4. Spesial fitur mikrokontroller

a. Power-on reset and programmable brown-out detection

b. Internal calibrated oscillator

c. External and internal interrupt sources

d. Six sleep modes : idle, ADC noise reduction, power-save, power-

down, standby, and extended standby.

5. I/O and packages

a. 23 programmable I/O lines

b. 28-pin PDIP, 32-lead TQFP, 28-pad QFN/MLF and 32-pad

QFN/MLF

6. Operating voltage

a. 1.8 – 5.5 V

7. Temperature range

a. - 40oC to 85

oC

8. Speed grade

a. 0-20 MHz @1.8-5.5V

9. Low power consumption at 1 MHz, 1.8V, 25oC

20



a. Active mode : 0.2 mA

b. Power-down mode : 0.1 µA

c. Power-save mode : 0,75 µA (including 32 KHz RTC)[3]

2.4.2 BAGIAN-BAGIAN ARDUINO BOARD

Bagian – bagian dari board arduino dapat di lihat pada gambar 2.8

berikut ini :

Gambar 2.8 : Bagian dari Auduino Board

Penjelasan dari bagian – bagian Arduino Uno seperti berikut :

a. 14 pin input / output digital (0-13) sebagai input atau output, dapat

diatur oleh program. Khusus untuk 6 buah pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11,

serta juga berfungsi sebagai pin analog output dimana tegangan output-

nya dapat diatur. Nilai sebuah pin output analog dapat diprogram antara

0 – 255, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5V.

b. USB sebagai media transfer program dari komputer ke dalam board,

komunikasi serial antara papan dan computer, memberi daya listrik

untuk board.

c. 6 pin input analog (0-5) pin ini sangat berguna untuk membaca

tegangan yang dihasilkan oleh sensor analog, seperti sensor suhu.

Program dapat membaca nilai sebuah pin input antara 0 – 1023, dimana

hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5V.

d. Q1 – Kristal (quartz crystal oscillator) jika microcontroller dianggap

sebagai sebuah otak, maka kristal adalah jantung-nya karena komponen

ini menghasilkan detak-detak yang dikirim kepada microcontroller agar

21



melakukan sebuah operasi untuk setiap detak-nya. Kristal ini dipilih

yang berdetak 16 juta kali per detik (16MHz).

e. In-Circuit Serial Programming (ICSP), Port ICSP memungkinkan

pengguna untuk memprogram microcontroller secara langsung, tanpa

melalui bootloader. Umumnya pengguna arduino tidak melakukan ini

sehingga ICSP tidak terlalu dipakai walaupun disediakan.

f. Sambungan SV1 sebagai sambungan atau jumper untuk memilih

sumber daya board, apakah dari sumber eksternal atau menggunakan

USB. Sambungan ini tidak diperlukan lagi pada arduino board versi

terakhir karena pemilihan sumber daya eksternal atau USB dilakukan

secara otomatis.

g. Tombol Reset S1 untuk me-reset board sehingga program akan mulai

lagi dari awal. Perhatikan bahwa tombol reset ini bukan untuk

menghapus program atau mengosongkan microcontroller.

h. IC 1 – Microcontroller Atmega komponen utama dari arduino board, di

dalamnya terdapat CPU, ROM dan RAM.

i. X1 – sumber daya eksternal jika akan disuplai dengan sumber daya

eksternal, arduino board dapat diberikan tegangan DC antara 9-12V.

2.4.3 CATU DAYA

Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu

daya eksternal. Sumber listrik dipilih secara otomatis. Eksternal (non-

USB) daya dapat datang baik dari AC-DC adaptor atau baterai. Adaptor ini

dapat dihubungkan dengan cara menghubungkannya plug pusat-positif

2.1mm ke dalam board colokan listrik. Lead dari baterai dapat dimasukkan

ke dalam header pin Gnd dan Vin dari konektor Power.

Board dapat beroperasi pada pasokan daya dari 6 – 20 V. Jika diberikan

dengan kurang dari 7V, bagaimanapun, pin 5V dapat menyuplai kurang dari

5V dan board mungkin tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12V,

regulator tegangan bisa panas dan merusak board. Rentang yang dianjurkan

adalah 7 – 12 V. Pin catu daya adalah sebagai berikut[8]

:

22



1. VIN. Tegangan input ke board Arduino ketika menggunakan sumber

daya eksternal (sebagai lawan dari 5V dari koneksi USB atau sumber

daya lainnya diatur).

2. 5V. Catu daya diatur digunakan untuk daya mikrokontroler dan

komponen lainnya di board. Hal ini dapat terjadi baik dari VIN

melalui regulator on-board, atau diberikan oleh USB.

3. 3,3V pasokan yang dihasilkan oleh regulator on-board. Arus

maksimum adalah 50 mA.

4. GND adalah pin ground.

2.4.4 INPUT DAN OUTPUT [5].

Masing-masing dari 14 pin digital pada Arduino dapat digunakan

sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(),

dan digitalRead(). Masing-masing beroperasi di 5V. Setiap pin dapat

memberikan atau menerima maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-

up internal dari 20-50 KΩ. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus :

1. Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan

mengirimkan (TX) data TTL serial. Pin ini terhubung ke pin yang

sesuai dari chip Atmega328 USB-to-Serial TTL

2. Eksternal Interupsi: 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu

interupsi pada nilai yang rendah, tepi naik atau jatuh, atau perubahan

nilai PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan 8-bit output PWM

dengan analogWrite() fungsi.

3. SPI: 10 (SS), 11 (mosi), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung

komunikasi SPI menggunakan perpustakaan SPI.

4. LED:13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin

adalah nilai tinggi, LED menyala, ketika pin adalah rendah, itu off.

Arduino Uno memiliki 6 input analog, diberi label A0 melalui A5,

masing-masing menyediakan 10 bit resolusi yaitu 1024 nilai yang berbeda.

Secara defaultsystem mengukur dari tanah sampai 5V.

1. TWI:A4 atau SDA pin dan A5 atau SCL pin. Mendukung komunikasi

TWI.

23



2. Aref. Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan

analogReference().

3. Reset.

2.5 AT Command [6]

AT Command adalah suatu perintah yang dapat dikirim oleh suatu terminal

atau komputer untuk mengendalikan ISU (Individual Subscriber Unit) dalam

Command Mode. AT Command pada dasarnya hampir serupa dengan perintah

Prompt yang terdapat pada komputer. Namun, perintah – perintah AT Command

dipakai untuk komunikasi serial port. Perintah yang dipakai untuk melakukan

penulisan ke port komputer diawali dengan kata AT, lalu diikuti karakter lainnya

yang memiliki fungsi tersendiri. Dengan menggunakan AT Command, pengguna

dapat memperoleh informasi seperti kekuatan sinyal, membaca pesan yang terdapat

pada SIM Card, mengirim pesan, menghapus pesan pada SIM Card, serta masih

banyak lagi kegunaannya. AT Command juga bisa dipakai untuk melakukan

penulisan ke Modem GSM.

Untuk melakukan penulisan data ke Modem GSM, Modem GSM harus terlebih

dahulu disambungkan dengan kabel data yang tersedia pada serial port yang ada di

komputer. Tabel 2.3 adalah beberapa contoh perintah AT Command yang dapat

digunakan.

24



Tabel 2.4 : Contoh Perintah AT Commmand

Perintah Fungsi Tiper Perintah

AT Memastikan apabila ponsel

telah terhubung.

Pengecekan Ponsel

AT+CMGS Mengirimkan perintah SMS. Pengiriman dan Penulisan

Pesan

AT+CMGD Menghapus pesan yang ada di

memori pesan.

Pengiriman dan penulisan

Pesan

AT+CMGF Mengatur format mode SMS

dari terminal

Pengiriman dan Penulisan

pesan

AT+CMGW Menulis SMS ke memori

SMS

Pengiriman dan penulisan

pesan

AT+CMPS Memilih penyimpanan SMS Konfigurasi umum

AT+CGWS Menetapkan jenis Encoding Konfigurasi umum

AT+CSCB Memilih pesan Cell

Broadcast

Konfigurasi umum

AT+CMSS Mengirim pesan dari Storage Konfigurasi umum

Berikut adalah contoh perintah AT Command untuk melakukan Short Message

Service :

AT

OK

AT+CMGF=1

OK

AT+CMGW=”08539328966

>KENDARAAN TELAH DICURI

+CMGW:1

OK

AT+CMSS=1

+CMSS=1

OK

2.6 Relay [7]

Relay merupakan sebuah komponen elektronika yang berupa saklar elektronik

yang aliri oleh arus listrik. Relay merupakan saklar dengan lilitan kawat pada

25



batang besi (solenoid) yang berada di sekitarnya. Ketika solenoid dialiri oleh arus

listrik, maka akan terjadi tarik menarik karena adanya gaya magnet di sektitar

solenoid. Gambar 2.9 menunjukan prinsip kerja dari relay.

Gambar 2.9 : Prinsip Kerja Relay [7]

Relay terdiri dari coil dan contact. Coil adalah gulungan kawat yang telah

mendapatkan arus listrik, sedangkan contact adalah sejenis saklar yang kegunaanya

tergantung dari ada atau tidaknya arus listrik yang ada pada coil. Relay memiliki 2

terminal trigger, 1 terminal input, dan 1 terminal output yang di mana :

1. Terminal trigger : adalah terminal yang akan mengaktifkan Relay. Sama

dengan komponen yang lainnya, yang akan aktif jika mendapat arus +.

2. Terminal input : adalah terminal yang digunakan untuk memberi masukan.

3. Terminal output : adalah tempat dimana keluaran output

Konfigurasi dari kontak relay ada tiga jenis seperti di tunjukan pada Gambar

2.8, yaitu :

1. Normally Open (NO) : Relay terbuka jika tidak dialiri arus listrik

2. Normally Close (NC) : Relay tertutup jika dialiri dengan arus listrik.

3. Change Over (CO) : Relay memiliki kontak tengah yang tertutup normal.

Apabila relay dicatu dengan kontak tengah tersebut, maka akan terjadi

hubungan dengan kontak yang lainnya. Gambar 2.10 menunjukan relay 5 Volt

8 pin.

.

Gambar 2.10 : Relay 5 Volt 8 Pin [7]

26



Sama seperti saklar, relay dibedakan berdasarkan pole dan throw yang dimiliki.

Pole adalah jumlah contact yang dimiliki oleh relay, sedangkan throw adalah

banyaknya jumlah state yang dimiliki contact. Berikut adalah jenis

pengelompokan relay berdasarkan jumlah pole dan throw.

SPST (Single Pole Single Throw) : Mempunyai satu common dan satu output.

DPST (Double Pole Single Throw) : Mempunyai dua common dan satu output.

SPDT (Single Pole Double Throw) : Mempunyai satu common dan dua output.

DPDT (Double Pole Double Throw): Mempunyai dua common dan dua output.

Gambar 2.11 terdapat berbagai macam jenis-jenis dari relay

Gambar 2.11 : Jenis – Jenis Relay [7]

Dalam penggunaanya, relay biasanya berfungsi dengan menggunakan arus DC

yang dilengkapi dengan sebuah dioda yang dipararelkan dengan lilitannya.

Kemudian dipasangkan terbalik dengan anoda pada tegangan (-) dan katoda dengan

tegangan (+). Maksud tujuan tersebut adalah untuk mengantisipasi korsleting listrik

ketika relay berganti posisi dari on ke off agar merusak komponen yang berada di

sekitarnya. Gambar 2.12 menunjukan Rangkain Relay.

Gambar 2.12 : Rangkaian Relay

27



2.7 OPTOCOUPLER[8]

Optocoupler adalah suatu piranti yang terdiri dari 2 bagian yaitu transmitter

dan receiver, yaitu antara bagian cahaya dengan bagian deteksi sumber cahaya

terpisah, seperti pada gambar 2.13

Gambar 2.13 : Piranti Optocoupler[8]

Optocoupler merupakan salah satu jenis komponen yang memanfaatkan sinar

sebagai pemicu on/off-nya. Opto berarti optic dan coupler berarti pemicu. Sehingga

bisa diartikan bahwa optocoupler merupakan suatu komponen yang bekerja

berdasarkan picu cahaya optic opto-coupler termasuk dalam sensor, dimana terdiri

dari dua bagian yaitu transmitter dan receiver.

Pada dasarnya Optocoupler adalah suatu komponen penghubung (coupling)

yang bekerja berdasarkan picu cahaya optic. Optocoupler terdiri dari dua bagian

yaitu:

1. Pada transmitter dibangun dari sebuah LED infra merah. Jika dibandingkan

dengan menggunakan LED biasa, LED infra merah memiliki ketahanan yang

lebih baik terhadap sinyal tampak. Cahaya yang dipancarkan oleh LED infra

merah tidak terlihat oleh mata telanjang.

2. Pada bagian receiver dibangun dengan dasar komponen Photodiode. Photodiode

merupakan suatu transistor yang peka terhadap tenaga cahaya. Suatu sumber

cahaya menghasilkan energi panas, begitu pula dengan spektrum infra merah.

Karena spetkrum inframerah mempunyai efek panas yang lebih besar dari

cahaya tampak, maka Photodiode lebih peka untuk menangkap radiasi dari sinar

infra merah.

Ditinjau dari penggunaanya, fisik optocoupler dapat berbentuk

bermacammacam. Bila hanya digunakan untuk mengisolasi level tegangan atau

28



data pada sisi transmitter dan sisi receiver, maka optocoupler ini biasanya dibuat

dalam bentuk solid (tidak ada ruang antara LED dan Photodiode). Sehingga sinyal

listrik yang ada pada input dan output akan terisolasi. Dengan kata lain optocoupler

ini digunakan sebagai optoisolator jenis IC. Dasar rangkaian Optocupler dapat

dilihat pada gambar 2.14. Prinsip kerja dari optocoupler adalah:

a. Jika antara Photodiode dan LED terhalang maka Photodiode tersebut akan

off sehingga output dari kolektor akan berlogika high.

b. Sebaliknya jika antara Photodiode dan LED tidak terhalang maka Photodiode

dan LED tidak terhalang maka Photodiode tersebut akan on sehingga outputnya

akan berlogika low.

Gambar 2.14 : Dasar Rangkaian Optocoupler

2.7 REGULATOR LM2596 [9]

Regulator switching ada 2 jenis yaitu buck dan boost. Regulator buck adalah

regulator untuk menurunkan tegangan sedangkan regulator boost untuk menaikkan

tegangan. Tetapi yang akan dibahas di sini yaitu LM2596 yang termasuk dalam

kategori regulator buck. Regulator boost pada umumnya lebih kompleks dan jika

komponennya tidak tepat maka keluaran yang dihasilkan tidak efisien. Bentuk dari

regulator LM2596 dapat dilihat pada gambar 2.15

29



Gambar 2.15 : Regulator LM2596

Modul konventer DC ke DC (DC-DC Converter) ini menggunakan IC LM2596

yang merupakan Integrated Circuit (IC) untuk mengubah tingkatan tegangan

(voltage level) arus searah / Direct Curent (DC) menjadi lebih rendah dibanding

tegangan masukannya. Tegangan masukan (input voltage) dapat dialiri tegangan

berapa pun antara 3 Volt hingga 40 Volt DC, yang akan diubah menjadi tegangan

yang lebih rendah di antara 1,5 Volt hingga 35 Volt DC.

Sesuai dengan namanya regulator switching bekerja dengan sistem switching /

saklar yang artinya bekerja pada 2 kondisi, ON-OFF. Tegangan akan di-saklar

sesuai dengan tegangan umpan balik ke pin Feedback. Di dalam LM2596 pin

Feedback terhubung dengan penguat kemudian masuk ke komparator dibandingkan

dengan yang suatu nilai tegangan. Keluaran komparator ini menentukan keadaan

output switching. Tegangan pembanding pada komparator sama dengan tegangan

output untuk tipe fix output sedangkan untuk tipe adj (adjustable) tegangan

pembandingnya 1.23V. Kecepatan penyaklaran (ON-OFF) LM2596 adalah

150kHz. Untuk cara kerja dari LM2596 lebih jelas lagi dapat dilihat pada gambar

2.16. Sedangkan pada tabel 2.4 dapat dilihat karakteristik dari LM2596.

Gambar 2.16 : Cara Kerja Regulator LM2596

30



Tabel 2.5 : Karakteristik LM2596

No Deskripsi

1 3.3V, 5V, 12V, and Adjustable Output Versions

2 Adjustable Version Output Voltage Range: 1.2-V to 37-V ± 4%

Maximum Over Line and Load Conditions

3 Maximum input voltage (VIN) 45V

4 150Khz Fixed Frequency Internal Oscillator

5 Thermal Shutdown and Current Limit Protection

6 Requires Only 4 External Components

Regulator LM2596 memiliki beberapa pin dan setiap pin memiliki fungsi

tersendiri. Untuk penjelasan setiap pin pada regulator LM2596, dapat dilihat pada

tabel 2.5

Tabel 2.6 : Fungsi Pin Regulator LM2596

Pin Fungsi

1 Vin

2 Output

3 Ground

4 Feedback

5 On/Off

BAB II DASAR TEORI 2.1 MODUL GPS (Global Positioning …

Documents

Transcript of BAB II DASAR TEORI 2.1 MODUL GPS (Global Positioning …