BAB II DASAR TEORI 2.1 SISTEM KOMUNIKASI SELULER

Laporan Tugas Akhir BAB II

STT Telematika Telkom Purwokerto D308064

8

BAB II

DASAR TEORI

2.1 SISTEM KOMUNIKASI SELULER

Sistem komunikasi seluler didefinisikan sebagai sebuah sistem komunikasi yang

digunakan untuk memberikan layanan jasa telekomunikasi bagi pelanggan bergerak.

Disebut sistem komunikasi seluler karena daerah layanannya yang dibagi-bagi

menjadi daerah yang kecil-kecil dan disebut Cell. Karakteristik utama dari sistem

komunikasi seluler ini ialah pelanggan mampu bergerak secara bebas didalam area

layanan sambil berkomunikasi tanpa terjadi pemutusan hubungan.[1]

GSM (Global System for Mobile Communication) adalah suatu teknologi yang

digunakan dalam komunikasi mobile dengan teknik digital. Sebagai teknologi yang

dapat dikatakan cukup revolusioner karena berhasil menggeser teknologi sistem

telekomunikasi bergerak analog yang populer pada dekade 80-an, GSM telah

memberikan alernatif berkomunikasi baru bagi dunia telekomunikasi yang lebih baik.

Dengan menggunakan sistem sinyal digital dalam transmisi datanya, membuat kualitas

data maupun bit rate yang dihasilkan menjadi lebih baik dibanding sistem analog.

Teknologi GSM saat ini lebih banyak digunakan untuk komunikasi seluler dengan

berbagai macam layanannya.

Dalam kehidupan sehari-hari mengenal Handphone sebagai aplikasi teknologi

GSM yang paling populer. Sejak pertama pengimplementasiannya sampai sekarang

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

Perbedaan ketiga kelompok tersebut adalah pada lokasi band frekuensi yang

digunakan. GSM 900 menggunakan frekuensi 900 MHz sebagai kanal transmisinya.

GSM 1800 dan 1900 masing-masing menggunakan frekuensi 1800 dan 1900 MHz.

9



Gambar 2.1 Arsitektur Jaringan GSM[1]

1. Mobile Station (MS)

Merupakan terminal yang digunakan oleh user atau pelanggan untuk

melakukan proses komunikasi. Terdiri dari mobile equipment (ME) dan subscriber

identification module (SIM).

2. Base Station Sub-system (BSS)

Base Station Sub-system terdiri dari dua buah perangkat, yaitu:

Base Transceiver Station (BTS), merupakan transceiver yang mendefinisikan

sebuah sel dan menangani hubungan link radio dengan MS.

Base Station Controller (BSC), akan mengatur sumber radio untuk sebuah

BTS atau lebih. BSC menangani radio-channel setup, frequency hopping,

dan handover intern BSC.

3. Network Sub-system (NSS) [1]

Network Sub-system terdiri dari beberapa unit, diantaranya:

10



Mobile Switching Center (MSC), melakukan fungsi switching dasar, dan

sebagai penghubung antara satu jaringan GSM dengan jaringan lainnya

melalui Internetworking Function (IWF).

Home Location Register (HLR), berisi rekaman database permanen dari

pelanggan, juga berisi rekaman lengkap lokasi terkini dari user.

Visitor Location Register (VLR), berisi database sementara dari pelanggan.

VLR digunakan untuk pelanggan lokal dan yang sedang melakukan roaming.

Authentication Center (AuC), berisi parameter authentikasi pelanggan untuk

mengakses jaringan GSM.

Equipment Icvdentity Register (EIR), merupakan register penyimpan data

seluruh mobile stations. EIR berisi IMEIs (International Mobile Equipment

Identities), yang merupakan nomor seri perangkat + tipe kode tertentu.

4. Operating Sub-system (OSS)

Operating Sub-system (OSS) digunakan untuk operation and maintenance

jaringan.

2.2 PERANGKAT KERAS (HADRWARE)

2.2.1 Mikrokontroller ATMEGA8[11]

AVR merupakan salah satu jenis Mikrokontroler yang di dalamnya terdapat

berbagai macam fungsi. Perbedaannya pada Mikrokontoller yang lain seperti

MCS51 adalah pada AVR tidak perlu menggunakan oscillator eksternal karena

di dalamnya sudah terdapat internal oscillator. Selain itu kelebihan dari AVR

adalah memiliki Power-On Reset, yaitu tidak perlu ada tombol reset dari luar

karena cukup hanya dengan mematikan supply, maka secara otomatis AVR akan

melakukan reset. Untuk beberapa jenis AVR terdapat beberapa fungsi khusus

seperti C, EEPROM ser 128 byte sampai dengan 512 byte. AVR ATmega8

adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR RISC yang memiliki 8K

byte in-System Programmable Flash. Mikrokontroler dengan konsumsi daya

11



rendah ini mampu mengeksekusi instruksi dengan kecepatan maksimum

16MIPS pada frekuensi 16MHz. Jika dibandingkan dengan ATMega8L

perbedaannya hanya terletak pada besarnya tegangan yang diperlukan untuk

bekerja. Untuk ATmega8 tipe L, mikrokontroler ini dapat bekerja dengan

tegangan antara 2,7 - 5,5 V sedangkan untuk ATMega8 hanya dapat bekerja pada

tegangan antara 4,5 – 5,5 V. [11]

a. Konfigurasi Pin ATMega8

ATmega8 memiliki 28 Pin, yang masing-masing pin nya memiliki

fungsi yang berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya.

Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega8 [11]

Berikut akan dijelaskan fungsi dari masing-masing kaki ATMega8

seperti Gambar 2.2 diatas.

VCC

Merupakan supply tegangan digital.

12



GND

Merupakan ground untuk semua komponen yang membutuhkan

grounding.

Port B (PB7...PB0)

Didalam Port B terdapat XTAL1, XTAL2, TOSC1, TOSC2.

Jumlah Port B adalah 8 buah pin, mulai dari pin B.0 sampai

dengan B.7. Tiap pin dapat digunakan sebagai input maupun

output. Port B merupakan sebuah 8-bit bi-directional I/O dengan

internal pull-up resistor. Sebagai input, pin-pin yang terdapat

pada port B yang secara eksternal diturunkan, maka akan

mengeluarkan arus jika pull-up resistor diaktifkan. Khusus PB6

dapat digunakan sebagai input Kristal (inverting oscillator

amplifier) dan input ke rangkaian clock internal, bergantung pada

pengaturan Fuse bit yang digunakan untuk memilih sumber clock.

Sedangkan untuk PB7 dapat digunakan sebagai output Kristal

(output oscillator amplifier) bergantung pada pengaturan Fuse bit

yang digunakan untuk memilih sumber clock. Jika sumber clock

yang dipilih dari oscillator internal, PB7 dan PB6 dapat

digunakan sebagai I/O atau jika menggunakan Asyncronous

Timer/Counter2 maka PB6 dan PB7 (TOSC2 dan TOSC1)

digunakan untuk saluran input timer.

Port C (PC5…PC0)

Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directional I/O port yang di

dalam masing - masing pin terdapat pull-up resistor. Jumlah pin

nya hanya 7 buah mulai dari pin C.0 sampai dengan pin C.6.

Sebagai keluaran/output port C memiliki karakteristik yang sama

dalam hal menyerap arus (sink) ataupun mengeluarkan arus

(source).

RESET/PC6

Jika RSTDISBL Fuse diprogram, maka PC6 akan berfungsi

sebagai pin I/O. Pin ini memiliki karakteristik yang berbeda

dengan pin-pin yang terdapat pada port C lainnya. Namun jika

13



RSTDISBL Fuse tidak diprogram, maka pin ini akan berfungsi

sebagai input reset. Dan jika level tegangan yang masuk ke pin ini

rendah dan pulsa yang ada lebih pendek dari pulsa minimum,

maka akan menghasilkan suatu kondisi reset meskipun clock-nya

tidak bekerja.

Port D (PD7…PD0)

Port D merupakan 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-

up resistor. Fungsi dari port ini sama dengan port-port yang lain.

Hanya saja pada port ini tidak terdapat kegunaan-kegunaan yang

lain. Pada port ini hanya berfungsi sebagai masukan dan keluaran

saja atau biasa disebut dengan I/O.

Avcc

Pin ini berfungsi sebagai supply tegangan untuk ADC. Untuk pin

ini harus dihubungkan secara terpisah dengan VCC karena pin ini

digunakan untuk analog saja. Bahkan jika ADC pada AVR tidak

digunakan tetap saja disarankan untuk menghubungkannya

secara terpisah dengan VCC. Jika ADC digunakan, maka AVcc

harus dihubungkan ke VCC melalui low pass filter.

AREF

Merupakan pin referensi jika menggunakan ADC.

Pada AVR status register mengandung beberapa informasi mengenai

hasil dari kebanyakan hasil eksekusi instruksi aritmatik. Informasi ini

digunakan untuk altering arus program sebagai kegunaan untuk

meningkatkan performa pengoperasian. Register ini di-update setelah

operasi ALU (Arithmetic Logic Unit) hal tersebut seperti yang tertulis dalam

datasheet khususnya pada bagian Instruction Set Reference. Dalam hal ini

untuk beberapa kasus dapat membuang penggunaan kebutuhan instrukasi

perbandingan yang telah didedikasikan serta dapat menghasilkan

peningkatan dalam hal kecepatan dan kode yang lebih sederhana dan

singkat. Register ini tidak secara otomatis tersimpan ketika memasuki

sebuah rutin interupsi dan juga ketika menjalankan sebuah perintah setelah

14



kembali dari interupsi. Namun hal tersebut harus dilakukan melalui

software.[11]

Berikut adalah Gambar 2.3 status register :

Gambar 2.3 Status Register Atmega8[11]

Bit 7(I)

Merupakan bit Global Interrupt Enable. Bit ini harus di-set agar

semua perintah interupsi dapat dijalankan. Untuk perintah

interupsi individual akan di jelaskan pada bagian yang lain. Jika

bit ini di-reset, maka semua perintah interupsi baik yang

individual maupun yang secara umum akan di abaikan. Bit ini

akan dibersihkan atau cleared oleh hardware setelah sebuah

interupsi di jalankan dan akan di-set kembali oleh perintah RETI.

Bit ini juga dapat diset dan di-reset melalui aplikasi dan intruksi

SEI dan CLL.

Bit 6(T)

Merupakan bit Copy Storage. Instruksi bit Copy Instructions

BLD (Bit Load) and BST (Bit Store) menggunakan bit ini sebagai

asal atau tujuan untuk bit yang telah dioperasikan. Sebuah bit dari

sebuah register dalam Register File dapat disalin ke dalam bit ini

dengan menggunakan instruksi BST, dan sebuah bit di dalam bit

ini dapat disalin ke dalam bit di dalam register pada Register File

dengan menggunakan perintah BLD.

15



Bit 5(H)

Merupakan bit Half Carry Flag. Bit ini menandakan sebuah Half

Carry dalam beberapa operasi aritmatika. Bit ini berfungsi dalam

aritmatika BCD.

Bit 4(S)

Merupakan Sign bit. Bit ini selalu merupakan sebuah ekslusif di

antara Negative Flag (N) dan two’s Complement Overflow Flag

(V).

Bit 3(V)

Merupakan bit Two’s Complement Overflow Flag. Bit ini

menyediakan fungsi aritmatika dua komplemen.

Bit 2(N)

Merupakan bit Negative Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah

hasil negativedi dalam sebuah fungsi logika aritmatika.

Bit 1(Z)

Merupakan bit Zero Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah jasil

nol “0” dalan sebuah fungsi aritmatika atau logika.

Bit 0(C)

Merupakan bit Carry Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah carry

atau sisa dalam sebuah aritmatika atau logika.

b. Memori AVR ATMega8

Memori ATMega8 terbagi menjadi tiga seperti Gambar 2.4 berikut :

Gambar 2.4 Peta memori ATMega8 [11]

16



Memori Flash

Memori flash adalah memori ROM tempat kode-kode program

berada. Kata flash menunjukan jenis ROM yng dapat ditulis dan

dihapus secara elektrik. Memori flash terbagi menjadi dua bagian

yaitu bagian aplikasi dan bagian boot. Bagian aplikasi adalah

bagian kode-kode program apikasi berada. Bagian boot adalah

bagian yang digunakan khusus untuk booting awal yang dapat

diprogram untuk menulis bagian aplikasi tanpa melalui

programmer/downloader, misalnya melalui USART.

Memori Data

Memori data adalah memori RAM yang digunakan untuk

keperluan program. Memori data terbagi menjadi empat bagian

yaitu : 32 GPR (General Purphose Register) adalah register

khusus yang bertugas untuk membantu eksekusi program oleh

ALU (Arithmatich Logic Unit), dalam instruksi assembler setiap

instruksi harus melibatkan GPR. Dalam bahasa C biasanya

digunakan untuk variabel global atau nilai balik fungsi dan

nilainilai yang dapat memperingan kerja ALU. Dalam istilah

processor komputer sahari-hari GPR dikenal sebagai “chace

memory”. I/O register dan Aditional I/O register adalah register

yang difungsikan khusus untuk mengendalikan berbagai

pheripheral dalam mikrokontroler seperti pin port, timer/counter,

usart dan lain-lain. Register ini dalam keluarga mikrokontrol

MCS51 dikenal sebagi SFR (Special Function Register).

EEPROM

EEPROM adalah memori data yang dapat mengendap ketika chip

mati (off), digunakan untuk keperluan penyimpanan data yang

tahan terhadap gangguan catu daya.

c. Timer/Counter 0

Timer/counter 0 adalah sebuah timer/counter yang dapat mencacah

sumber pulsa/clock baik dari dalam chip (timer) ataupun dari luar chip

17



(counter) dengan kapasitas 8-bit atau 256 cacahan. Timer/counter dapat

digunakan untuk[11] :

Timer/counter biasa

Clear Timer on Compare Match (selain Atmega 8)

Generator frekuensi (selain Atmega 8)

Counter pulsa eksternal

d. Komunikasi Serial Pada ATMega8

Mikrokontroler AVR ATMega 8 memiliki Port USART pada Pin 2 dan

Pin 3 untuk melakukan komunikasi data antara Mikrokontroler dengan

Mikrokontroler ataupun Mikrokontroler dengan Komputer. USART dapat

difungsikan sebagai transmisi data sinkron, dan asinkron. Sinkron berarti

clock yang digunakan antara transmiter dan receiver satu sumber clock.

Sedangkan asinkron berarti transmiter dan receiver mempunyai sumber

clock sendiri-sendiri. USART terdiri dalam tiga blok yaitu clock generator,

transmiter, dan receiver seperti Gambar 2.5 dibawah ini :

Gambar 2.5 Blok USART[11]

18



e. Clock Generator

Clock Generator Berhubungan dengan kecepatan transfer data (baud

rate), register yang bertugas menentukan baud rate adalah register

pasangan.

f. USART Transmitter

Usart transmiter berhubungan dengan data pada Pin TX. Perangkat

yang sering digunakan seperti register UDR sebagi tempat penampungan

data yang akan ditransmisikan. Flag TXC sebagai akibat dari data yang

ditransmisikan telah sukses (complete), dan flag UDRE sebagai indikator

jika UDR kosong dan siap untuk diisi data yang akan ditransmisikan lagi.

g. USART Receiver

Usart receiver berhubungan dengan penerimaan data dari Pin RX.

Perangkat yang sering digunakan seperti register UDR sebagai tempat

penampung data yang telah diterima, dan flag RXC sebagi indikator bahwa

data telah sukses (complete) diterima. [11]

2.2.2 Oscillator

Mikrokontroler ATMega8 ini memiliki oscillator internal on-chip yang

dapat digunakan sebagai sumber clock bagi CPU. Clock adalah sinyal kotak yang

diperlukan untuk menjalankan Mikrokontroler. Sinyal clock adalah sinyal

komando untuk menggerakan seluruh proses didalam suatu sistem

Mikrokontroler. Untuk menggunakan oscillator internal diperlukan sebuah

kristal atau resonator keramik antara pin XTAL1 dan pin XTAL2 seperti terlihat

pada Gambar 2.6 (a) sedangkan untuk pemakaian eksternal oscillator

konfigurasi penyambungan seperti Gambar 2.6 (b) berikut :

19



(a) (b)

Gambar 2.6 (a) Rangkaian internal clock

(b) Rangkaian eksternal clock[11]

Besar kapasitor yang digunakan pada rangkaian minimum oscillator

tersebut ditentukan berdasarkan jenis resonator yang digunakan. Dalam

Mikrokontroler dikenal istilah machine cycle (MC) / siklus mesin, dimana

1 𝑀𝐶 = 6 𝑠𝑡𝑎𝑡𝑒 = 12 𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑒 𝑐𝑙𝑜𝑐𝑘.

Machine cycle dapat dicari dengan persamaan [11]:

1 𝑀𝐶 =12

𝑓𝑟𝑒𝑘𝑢𝑒𝑛𝑠𝑖 𝑐𝑟𝑦𝑡𝑎𝑙 ........................................................ (2.1)

Untuk frekuensi clock semakin besar frekuensi clock, makin cepat pula

MPU (Micro Processsing Unit) bekerja, akan tetapi dalam mengeksekusi

suatu perintah, biasanya MPU memerlukan beberapa siklus clock, yang tiap

MPU berbeda meskipun clocknya sama.

Untuk mengetahui berapa kecepatan Mirokontontoller ATMega8 pada

saat mengeksekusi sebuah instruksi dapat dicari dengan persamaan[11] :

𝑇𝑖𝑛𝑠𝑡 = 𝐶 .12

𝐹𝑟𝑒𝑘𝑢𝑒𝑛𝑠𝑖 𝐶𝑟𝑠𝑦𝑡𝑎𝑙 ................................................... (2.2)

Dimana :

𝑇𝑖𝑛𝑠𝑡 = Waktu yang dibutuhkan untuk mengeksekusi 1 intruksi(second)

C = Jumlah machine cycle (µS)

20



2.2.3 Sensor Ultrasonik

Sensor Ultrasonik adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan

gelombang suara dan digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu objek

tertentu di depannya, frekuensi kerjanya pada daerah di atas gelombang suara

dari 40 KHz hingga 400 KHz. Sensor Ultrasonik terdiri dari dari dua unit, yaitu

unit pemancar dan unit penerima. Struktur unit pemancar dan penerima

sangatlah sederhana, sebuah kristal piezoelectric dihubungkan dengan mekanik

jangkar dan hanya dihubungkan dengan diafragma penggetar. Struktur atom dari

kristal piezoelectric akan berkontraksi (mengikat), mengembang atau menyusut

terhadap polaritas tegangan yang diberikan dan ini disebut dengan efek

piezoelectric. Bentuk fisik sensor Ultrasonik dapat dilihat seperti Gambar 2.7

berikut :

Gambar 2.7 Bentuk Fisik Sensor Ultrasonik[12]

Kontraksi yang terjadi diteruskan ke diafragma penggetar sehingga terjadi

gelombang Ultrasonik yang dipancarkan ke udara (tempat sernya). Pantulan

gelombang Ultrasonik akan terjadi bila ada objek tertentu dan pantulan

gelombang Ultrasonik akan diterima kembali oleh unit sensor penerima.

Selanjutnya unit sensor penerima akan menyebabkan diafragma penggetar akan

bergetar dan efek piezoelectric menghasilkan sebuah tegangan bolak-balik

dengan frekuensi yang sama. Untuk lebih jelas tentang prinsip kerja dari sensor

Ultrasonik dapat dilihat pada Gambar 2.8 berikut[12]:

21



Gambar 2.8 Prinsip Kerja Sensor Ultrasonik[12]

Besar amplitudo sinyal elektrik yang dihasilkan unit sensor penerima

tergantung dari jauh dekatnya objek yang dideteksi serta kualitas dari sensor

pemancar dan sensor penerima. Proses sensoring yang dilakukan pada sensor ini

menggunakan metode pantulan untuk menghitung jarak antara sensor dengan

obyek sasaran. Jarak antara sensor tersebut dihitung dengan cara mengalikan

setengah waktu yang digunakan oleh sinyal Ultrasonik dalam perjalanannya dari

rangkaian pengirim sampai diterima oleh rangkaian penerima, dengan kecepatan

rambat dari sinyal Ultrasonik tersebut pada media rambat yang digunakannya,

yaitu udara[12].

Sensor jarak Ultrasonik Ping adalah sensor produksi Parallax yang banyak

digunakan. Kelebihan sensor ini adalah hanya membutuhkan 1 sinyal ( SIG )

selain jalur 5 Volt dan ground seperti Gambar 2.9 dibawah ini.

Gambar 2.9 Pin Pada Sensor[12]

22



Sensor PING mendeteksi jarak objek dengan cara memancarkan gelombang

Ultrasonik ( 40 KHz ) selama t = 200 µs kemudian mendeteksi pantulannya.

Sensor PING memancarkan gelombang Ultrasonik sesuai dengan kontrol dari

Mikrokontroller pengendali ( pulsa trigger dengan tout min 2 µs )

Spesifikasi sensor Ultrasonik PING[12] :

Kisaran pengukuran 3 Cm – 300 Cm

Trigger masuk – positif TTL pulsa, 2 µs min, 5 µs tipikal

Waktu tunda 750 µs dari pulsa trigger

Menunda 200 µs sebelum melakukan pengukuran berikutnya

Brust indikator LED menampilkan aktivitas sensor

Keterangan :

𝑡𝑜𝑢𝑡 : 2 uS (min), 5 uS (typica)

𝑡𝐻𝑂𝐿𝐷𝑂𝐹𝐹 : 750 uS

𝑡𝐵𝑈𝑅𝑆𝑇 : 200 uS @40kHz

𝑡𝑖𝑛−𝑀𝐼𝑁 : 115 uS

𝑡𝑚𝑎𝑥 : 18,5 mS

Gambar 2.10 Pulsa ping paralax Ultrasonic ping Finder[12]

HOST

PING

23


STT Telematika Telkom D308064

Gelombang ini melalui udara dengan kecepatan 344 m/s (1238 km/jam)

kemudian mengenai obyek dan memantul kembali ke sensor. Ping mengeluarkan

pulsa output high pada pin SIG setelah memancarkan gelombang Ultrasonik dan

setelah gelombang pantulan terdeteksi Ping akan membuat output low pada pin

SIG seperti Gambar 2.10. Lebar pulsa High (tIN) akan sesuai dengan lama waktu

tempuh gelombang Ultrasonik untuk 2 kali jarak ukur dengan obyek. Maka jarak

yang diukur dapat dihitung dengan persamaan[13]:

𝑠 =𝑣.𝑡

2..................................................................................... (2.3)

Dimana : s : jarak yang diukur (m)

v : kecepatan suara ( 344 m/s)

t : waktu tempuh (s)

Sensor Ultrasonik ping akan bekerja jika mendapat supplay tegangan

sebesar 5 Volt DC. dimana tegangan 5 Volt DC dihubungkan dengan konektor

Vcc dan ground pada sensor. Untuk konektor SIG dapat dihubungkan dengan

Mikrokontroler. Konektor SIG adalah sebagai kontrol sensor ini dalam

pendeteksian objek sekaligus pembacaan jarak objek dengan sensor ini.

progamer dapat mengatur sensor ini dengan jarak yang telah ditentukan sesuai

dengan ring deteksi dari sensor Ultrasonik ping ini sesuai dengan kebutuhan

penggunaan dari sensor tersebut. Ketika sensor diatur jaraknya maka dengan

jarak yang telah ditentukanlah sensor akan bekerja dalam pendeteksian objek.

Kisaran jarak yang dapat di baca sensor Ultrasonik ping ini adalah 3 Cm sampai

3 Meter. Selain range jarak antara 3 Cm sampai 3 Meter yang mampu dideteksi

oleh sensor Ultrasonik ping, sudut pancaran dari sensor jarak Ultrasonik ping

adalah dari 0° sampai dengan 30°, dapat di lihat seperti Gambar 2.11 dibawah

ini :

24



Gambar 2.11 Sudut Pancar Sensor[12]

2.2.4 Ponsel Siemens MC60[10]

Pada penelitian ini Ponsel Siemens MC60 akan digunakan sebagai alat

komunikasi antara Mikrokontoller dengan Handphone user. Handphone

Siemens MC60 digunakan pada penelitian ini dikarenakan dapat diakses dengan

AT-Command, dan mempunyai modul GSM yang digunakan dalam komunikasi

GSM. Bentuk fisik Handphone Siemens dapat dilihat pada Gambar 2.12 berikut

ini :

Gambar. 2.12 Siemens MC60[10]

2.2.5 AT Command

AT Command adalah perintah untuk Handphone sebagai signalling

interface. AT Command dianggap sebagai jembatan dari hardware menuju

komunikasi serial. AT Command ini dipakai untuk bertukar informasi tentang

25



konfigurasi atau operasional status yang sedang berlangsung pada ponsel. AT

Command berbentuk seperti bahasa pemrograman yang akan mengakses

Handphone langsung. Pada komunikasi dengan AT Command, Handphone akan

berfungsi sebagai alat penghubung antara perangkat utama pendeteksi dengan

user[10].

Dalam penelitian ini, AT Command yang gunakan adalah AT Command

untuk Siemens. Command-command yang digunakan antara lain:

ATD : untuk memanggil nomor Handphone Operator

ATH : untuk menutup panggilan yang sedang berlangsung

2.2.6 Power Supply

Power supply atau catu daya pada suatu rangkaian elektronika digunakan

untuk memberi kebutuhan arus dan tegangan pada rangkaian tersebut. Karena

pada alat ini sumber tegangan menggunakan Baterai maka rangkaian catu daya

ini terdiri dari beberapa bagian, yaitu :

Gambar 2.13 Blok Diagram Catu Daya

1. Baterai

Baterai berfungsi untuk penyimpan daya listrik sementara. Baterai

mengalirkan arus searah (DC) dan memiliki banyak tipe. Baterai dapat

dibedakan menjadi dua jenis, yaitu baterai basah dan baterai kering. Pada

catu daya alat ini menggunakan Baterai kering karena melihat kemudahan

dalam penggunaan. Berikut uraian Baterai kering dan Baterai basah

(Akumulator). [6]

Rectifier Filter Regulator Baterai

26



a. Baterai Kering

Baterai disebut juga elemen kering. Pada elemen kering, elektroda

positif (kutub positif) berupa batang karbon dan pembungkus terbuat

dari seng yang merupakan elektroda negatif (kutub negatif). Adapun

susunan sebuah Baterai kering ditunjukkan Gambar 2.14 berikut :

Gambar 2.14 Susunan Baterai Kering[6]

Elektrolit larutan yang menghantarkan arus listrik berupa larutan

amonium klorida (NH4CL) dan depolarisasinya zat kimia yang terbuat

dari mangan dioksida (MnO2) bercampur serbuk karbon. Elemen

kering atau baterai disebut juga elemen primer karena elemen ini tidak

dapat dimuati (diisi ulang) kembali jika muatannya habis. Selama

bekerja, seng berubah menjadi seng klorida, hidrogen dibebaskan dan

seng serta amonium klorida berkurang. Cara penggunaan Baterai kering

yaitu dengan menghubungkan kutub positif dan kutub negatif ke beban

seperti pada Gambar 2.15 berikut:

Gambar 2.15 Katub Positif dan Katub Negatif [6]

b. Akumulator[6]

Akumulator (baterai basah) merupakan elemen sekunder yang

merupakan elemen elektro-kimia yang dapat memperbaharui bahan-

27



bahan pereaksinya. Jenis akumulator yang sering dipakai adalah

akumulator timbal. Akumulator ini terdiri dari dua kumparan pelat yang

dicelupkan dalam larutan asam-sulfat cair. Kedua kumpulan pelat

dibuat dari timbal, sedangkan lapisan timbal dioksida akan dibentuk

pada pelat positif ketika lemen pertama kali dimuati. Letak pelat positif

dan negatif sangat berdekatan tetapi dicegah tidak langsung menyentuh

oleh pemisah yang terbuat dari bahan penyekat (isolator).

2. Rectifier

Arus dan tegangan listrik yang dihasilkan maupun yang dibangkitkan

oleh baterai pada umumnya adalah arus searah (DC, Direct Current).

Komponen dioda mempunyai sifat akan meneruskan arus pada sisi maju dan

akan memblokir arus pada sisi balik, atas dasar inilah dioda dapat

dimanfaatkan untuk rangkaian penyearah. Rangkaian penyearah pada

rangkaian ini merupakan suatu rangkaian yang akan menstabilkan tegangan

searah (DC). Sumber tegangan searah merupakan catu daya bagi sebagian

besar perangkat elektronika[2].

Ada beberapa jenis rangkaian penyearah yang masing-masing jenis

memberikan hasil yang berbeda terhadap bentuk tegangan DC yang keluar.

Perbandingan antara tegangan DC yang keluar terhadap tegangan AC yang

ikut serta pada hasil output-nya dinamakan factor ripple (riak). Factor

ripple dinotasikan dengan r yang dapat dicari dengan persamaan[2] :

r = komponen AC

komponen DC × 100% .......................................................... (2.4)

atau dengan persamaan pendekatan :

r = √(Vrms

Vdc)

2

− 1 × 100% ....................................................... (2.5)

r = √(Irms

Idc)

2

− 1 × 100% ........................................................ (2.6)

28



a. Penyearah Setengah Gelombang[2]

Pada penyearah setengah gelombang, sebuah dioda dipasang

secara seri dengan beban dengan menggunakan sumber tegangan

berbentuk gelombang sinus.

Beban

+

-

VL

Jala – Jala

(AC input)

Gambar 2.16 Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang[2]

Pada rangkaian ini, dioda hanya akan menghantarkan tegangan

yang berpolaritas positif ke beban sehingga hanya setengah dari siklus

gelombang sinus yang akan diteruskan ke beban. Penyearah ini akan

menghasilkan tegangan kerut (ripple voltage) yang besar.

Vin

t

VP(in)

Vout

t

VP(out)

Periode (T)

MASUKAN

KELUARAN

Gambar 2.17 Masukan dan Keluaran pada Penyearah Setengah Gelombang[2]

29



b. Penyearah Gelombang Penuh dengan Center Tap

Penyearah gelombang penuh akan meneruskan seluruh siklus

gelombang sinus ke beban., penyearah gelombang penuh juga

didapatkan dengan menyearahkan dua tegangan AC yang berlawanan

fase dengan penyearah setengah gelombang. Dua buah tegangan AC

yang berlawanan fase diperoleh dari trafo yang mempunyai sambungan

di tengah atau CT (Center Tap).[2]

D1

Beban

+

-

Jala – Jala

(AC input)

D2

-

+

Gambar 2.18 Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh dengan CT[2]

Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan CT seolah-olah

terdiri dari dua penyearah setengah gelombang untuk kedua tegangan

AC yang berlawanan fase dan keluaran dari penyearah gelombang ini

adalah merupakan gabungan dari kedua rangkaian penyearah setengah

gelombang tersebut. Sifat dari rangkaian penyearah ini adalah seperti

rangkaian penyearah dengan jembatan, tetapi pada rangkaian ini arus

mengalir hanya dalam satu dioda saja sehingga tegangan yang terboros

dalam dioda hanya setengah tetapi resitivitas dalam pada trafo akan

menjadi dua kali lipat.

Keuntungan penyearah gelombang penuh dengan CT dalam

pemborosan daya tergantung pada perbandingan antara tegangan

keluaran dan tegangan pada dioda. Untuk tegangan rendah rangkaian

penyearah dengan CT lebih baik daripada rangkaian penyearah dengan

jembatan dioda, tetapi untuk tegangan tinggi, rangkaian jembatan dioda

lebih efektif daripada rangkaian penyearah dengan CT.

Nilai rata-rata tegangan keluaran DC pada penyearah gelombang

penuh (Vdc(FW)) adalah[2] :

30



𝑉𝑑𝑐(𝐹𝑊) =2𝑉𝑝

𝜋 ............................................................................. (2.7)

Karena 2

𝜋≈ 0,636, maka[2] :

𝑉𝑑𝑐(𝐹𝑊) ≈ 0,636𝑉𝑝 ...................................................................... (2.8)

Periode sinyal pada penyearah gelombang penuh adalah setengah

dari periode masukan.

Periode masukan dapat dicari dengan persamaan[2] :

𝑇𝑖𝑛 =1

𝑓𝑖𝑛 ..................................................................................... (2.9)

Sehingga periode sinyal gelombang penuh adalah[2] :

𝑇𝑜𝑢𝑡 =1

2 × 𝑇𝑖𝑛 =

1

2𝑓𝑖𝑛 .............................................................. (2.10)

Oleh karena itu:

𝑓𝑜𝑢𝑡 =1

𝑇𝑜𝑢𝑡= 2𝑓𝑖𝑛 ..................................................................... (2.11)

Jadi, frekuensi keluaran adalah dua kali frekuensi masukan.

c. Penyearah Gelombang Penuh dengan Diode Bridge

Prinsip kerja rangkaian penyearah gelombang dengan

menggunakan diode bridge diilustrasikan dalam gambar 2.21. Pada saat

terminal A positif dan terminal B negatif, dioda- dioda D1 dan D3

berada dalam kondisi menghantar, sedangkan D2 dan D4 tidak

menghantar. Pada saat terminal A negatif dan B positif, diode yang

menghantar adalah D2 dan D4, sedangkan D1 dan D3 tidak

menghantar. Dengan demikian setiap setengah priode tegangan bolak-

balik ada dua diode yang menghantar (conductor) secara bersamaan

dan dua buah diode lainnya tidak menghantar sehingga menghasilkan

31



bentuk gelombang penuh. Oleh karena penyearah gelombang penuh

menghasilkan dua kali siklus positif lebih banyak dibandingkan dengan

penyearah setengah gelombang.[2]

+

Masukan Sinyal

AC

D1

D2D3

D4A

B

Gambar 2.19 Rangkaian Catu Daya dengan Penyearah Gelombang Penuh

Diode Bridge[2]

D1 & D3

+D1 & D3

+

D1 & D3

-

D1 & D3

D1 & D3

+

D1 & D3

+

D1 & D3

konduksi

t

D2 & D4

+

D2 & D4

konduksi

t

D2 & D4

-

D2 & D4

D2 & D4

-

D2 & D4

+

D1 & D3

+

D1 & D3

+

D2 & D4

+Sehingga Vout keluaran D1, D2, D3 & D4

Gambar 2.20 Bentuk Gelombang Penyearah Gelombang Penuh dengan

Diode Bridge[2]

Untuk rumus Vdc dan Fin beserta Fout pada diode bridge sama

dengan sistem penyearah menggunakan center tap.

3. Filter

Filter (penyaring) yang terdiri dari dua kapasitor, berfungsi untuk

meminimalkan efek-efek arus AC pada arus DC konstan. Kapasitor akan

sebagai menghaluskan (mem-filter) hasil output tegangan dari rectifier yang

masih dalam bentuk gelombang yang naik turun (ripple) pada tegangan DC.

Pada arus DC kapasitor digunakan sebagai penahan arus (isolator).

Sehingga kapasitor berfungsi untuk mengurangi tegangan yang naik turun

(ripple), semakin besar nilai kapasitor yang digunakan akan semakin baik

32



karena akan mengurangi tegangan (ripple) yang semakin kecil. Ada

beberapa jenis filter, yaitu[2]:

a. Filter Choke (induktor)

Sumber AC menghasilkan sebuah arus dalam induktor, kapasitor

dan resistor. Arus AC pada tiap-tiap komponen bergantung pada

reaktansi induktif, reaktansi kapasitif dan resistansi. Induktor memiliki

sebuah reaktansi yang diberikan oleh[2]:

XL = 2πf ..................................................................................... (2.12)

Kapasitor memiliki sebuah reaktansi yang diberikan oleh :

𝑋𝐿 = 1

2𝜋𝑓𝐶 ................................................................................. (2.13)

RLC

L

Vin

Vout

Gambar 2.21 Rangkaian Filter Induktor[2]

Persyaratan pertama desain filter induktor adalah untuk

memperoleh nilai Xc lebih kecil dari RL. Persyaratan kedua desain filter

induktor adalah untuk memperoleh XL lebih besar dari XC, hampir

semua tegangan AC melalui induktor, persamaan tegangan keluaran

AC[2]:

Cout in

L

XV V

X ....................................................................... (2.14)

33



Gambar 2.22 Bentuk Gelombang Keluaran Filter Induktor[2]

b. Filter Kapasitor

Filter tipe induktor menghasilkan tegangan keluaran DC yang

sama dengan nilai rata-rata tegangan rectifier. Filter tipe kapasitor

menghasilkan tegangan keluaran DC yang sama dengan nilai puncak

tegangan rectifier. Tipe ini umum dipakai dalam sistem DC power

supply. Prinsip filter kapasitor adalah proses pengisian dan

pengosongan kapasitor. Saat dioda forward, kapasitor terisi dan

tegangannya sama dengan periode ayunan tegangan sumber. Pengisian

berlangsung sampai nilai maksimum, pada saat itu tegangan C sama

dengan Vp. Pada ayunan turun kearah reverse, kapasitor akan

mengosongkan muatannya. Jika tidak ada beban, maka nilainya konstan

dan sama dengan Vp, tetapi jika ada beban maka keluarannya (Vout)

memliki sedikit ripple akibat kondisi pengosongan. Untuk lebih jelas,

terdapat pada Gambar 2.23 berikut:

Vin Vout

Gambar 2.23 Rangkaian Filter Kapasitor[2]

34



(a) (b)

Gambar 2.24 (a) Bentuk Gelombang keluar Filter Kapasitor Tanpa Beban

(b) Bentuk Gelombang keluar Filter Kapasitor Dengan Beban.[2]

Pada filter kapasitor perhitungan tegangan ripple[2]:

1 = R

c

Vf

.................................................................................... (2.15)

dimana :

VR : tegangan ripple puncak ke puncak (m)

I : arus beban DC (A)

𝑓𝑐 : frekuensi ripple (Hz)

c. Filter RC[2]

Rangkaian Rangkaian RC filter terdiri dari dua kapasitor C1 dan

C2 dan sebuah resistor. Prinsip kerja filter ini adalah membuat

gelombang yang dihasilkan dari rectifier mendekati gelombang DC

murni. Pada saat rectifier mengeluarkan gelombang tegangan pada nilai

puncak, maka kapasitor C1 akan terisi dengan muatan (charge). Ketika

gelombang tegangan menurun, nilainya menuju titik nol, C1 akan

mengeluarkan muatan (discharge).

35



Gambar 2.25 Rangkaian Filter RC[2]

Kondisi C1 yang selalu terisi muatan dan mengeluarkannya

membuat ripple gelombang semakin kecil (b), selanjutnya gelombang

diperhalus oleh C2 hingga gelombang tegangan keluaran menyerupai

gelombang tegangan DC (c). Pada akhirnya, gelombang tegangan

output hampir menyerupai dengan gelombang tegangan DC ( d ) seperti

gambar 2.26 berikut ini :

a

b

c

d

T1

T2

T3 T3

Gambar 2.26 Gelombang Keluaran Filter RC[2]

4. Regulator

Voltage Regulator berfungsi sebagai penstabil yang memberikan

tegangan keluaran yang konstan walaupun terdapat fluktuasi baik arus

beban maupun tegangan input sumber. Regulator terbagi kedalam beberapa

jenis, yaitu:

36



a. Regulator dengan Dioda Zener[2]

Dioda zener adalah yang khusus dibuat sebagai penstabil tegangan

pada catu daya DC. Tujuannya agar tegangan searah yang dihasilkan

yaitu tegangan keluarannya (output) tidak berubah jika dibebani dalam

batas-batas tertentu. Penyebab ke tidak stabilan suatu tegangan

biasanya terjadi akibat adanya fluktuasi tegangan pada jala-jala input

dan variasi beban yang berubah-ubah.

RL

IL

RSIz +IL

Iz

VzVin Vout

Gambar 2.27 Rangkaian Dasar Regulator dengan Dioda Zener[2]

Rangkaian regulator yang paling sederhana, zener bekerja pada

daerah breakdown sehingga menghasilkan tegangan output yang sama

dengan tegangan zener atau[2]:

Vout = Vz .................................................................................. (2.16)

b. Regulator Transistor[2]

Regulator ini pada dasarnya adalah regulator zener yang

dikonfigurasikan dengan sebuah transistor NPN untuk menghasilkan

arus yang cukup besar. Vbe adalah tegangan base-emitor dari transistor

Q1 yang besarnya antara 0.2 – 0.7 Volt bergantung pada jenis transistor

yang digunakan.

37



Iz

R2

C

B

E

Vce

IL

VRLVs

Vz

R1

Gambar 2.28 Rangkaian Dasar Regulator Transistor[2]

Dengan mengabaikan arus Ib yang mengalir pada base transistor,

dapat dihitung besar tahanan R2 yang diperlukan adalah[2]:

𝑅2 = (𝑉𝑖𝑛−𝑉𝑧)

𝐼𝑠 ........................................................................ (2.17)

Iz adalah arus minimal yang diperlukan oleh diode zener untuk

mencapai tegangan breakdown zener tersebut. Jika diperlukan catu arus

yang lebih besar, tentu perhitungan arus base IB pada rangkaian di atas

tidak bisa diabaikan lagi. Seperti yang diketahui, besar arus IC akan

berbanding lurus terhadap arus IB atau dituangkan ke dalam

persamaan[2]:

Ic = β x Ib ............................................................................. (2.18)

c. IC Regulator[2]

IC Regulator ini berupa IC yang terdiri dari bermacam jenis dan

type. IC Regulator tegangan yang digunakan dalam sistem ini adalah IC

Regulator LM7805 Keunggulan dari regulator ini adalah

kemampuannya dalam mengatur nilai dari Voutnya sebesar +5 volt.

Rangkaian nya dapat dilihat seperti gambar 2.29 diberikut ini :

38



78XX

GND

VIN VOUT

Gambar 2.29 Rangkaian Catu Daya dengan IC Regulator[2]

LM-7805 mampunyai tiga kaki yang tiap kakinya mempunyai

fungsi yang berbeda-beda. Pada Gambar 2.30 dapat di lihat kaki satu

mempunyai fungsi sebagai input, kaki dua mempunyai fungsi sebagai

ground dan kaki tiga mempunyai fungsi sebagai output[8].

Gambar. 2.30 LM7805[8]

2.2.7 Transistor

Transistor biasannya lebih banyak dibuat dari bahan silikon yang berjenis P

dan N. Transistor memiliki 3 terminal komponen semikonduktor pada satu

terminal berfungsi sebagai pembuka bagi kedua kaki lainnya. Tiga kaki yang

berlainan membentuk transistor bipolar adalah emitor, basis dan kolektor.

Ketiga kaki ini dapat dikombinasikan menjadi jenis N-P-N dan P-N-P yang

menjadi satu sebagai tiga kaki transistor. Suatu arus listrik yang kecil pada basis

akan menimbulkan arus yang jauh lebih besar diantara kolektor dan emitornya,

maka dari itu transistor digunakan untuk memperkuat arus, bentuk fisik dari

transistor sendiri dapat dilihat seperti Gambar 2.31 berikut :

39



Gambar 2.31 Bentuk Fisik Transistor[7]

Pada prinsipnya, suatu transistor terdiri atas dua buah dioda yang disatukan.

Transistor bipolar biasanya digunakan sebagai saklar dan penguat pada sebuah

rangkaian elektronika. Agar transistor dapat bekerja, pada kaki-kakinya harus

diberikan tegangan, tegangan ini dinamakan bias voltage. Basis emitor diberikan

forward voltage, sedangkan basis kolektor diberikan reverse voltage. Sifat

transistor adalah antara kolektor dan emitor akan ada arus bila ada arus basis.

Semakin besar arus basis maka semakin besar penghantarannya.

Terdapat dua jenis transistor ialah jenis NPN dan jenis PNP. Pada transistor

jenis NPN tegangan basis dan kolektornya positif terhadap emitor, sedangkan

pada transistor PNP tegangan basis dan kolektornya negatif terhadap tegangan

emitor. Simbol transistor dapat dilihat seperti Gambar 2.32 berikut :

B

E

C

PNP

B

E

C

NPN

Gambar 2.32 Simbol Transistor[4]

Pada Gambar 2.32 dapat dilihat adanya perbedaan antara transistor jenis

PNP dan NPN yang terletak pada tanda anak panah pada kaki emitornya.

Pada rangkaian elektronik, sinyal input adalah 1 atau 0. Sinyal ini selalu

dipakai pada basis transistor, yang mana kolektor dan emitor sebagai

penghubung untuk pemutus (short) atau sebagai pembuka rangkaian. Aturan

atau prosedur transistor adalah sebagai berikut:[4]

http://komponenelektronika.net/wp-content/uploads/2012/05/transisitor.jpg

40



Pada transistor NPN, memberikan tegangan positif dari basis ke emitor,

menyebabkan hubungan kolektor ke emitor terhubung singkat, yang

menyebabkan transistor aktif (on). Memberikan tegangan negatif atau 0 V

dari basis ke emitor akan menyebabkan hubungan kolektor dan emitor

terbuka, yang menyebabkan transistor mati (off).

Pada transistor PNP, memberikan tegangan negatif dari basis ke emitor

akan menyalakan transistor (on). Dan memberikan tegangan positif atau 0

Volt dari basis ke emitor akan mematikan transistor (off).

1. Hubungan Arus – Arus[2]

Hukum Kirchoff tentang arus menyatakan bahwa jumlah seluruh arus

yang masuk ke dalam suatu titik sama dengan jumlah semua arus keluar dari

titik tersebut. Jika diterapkan pada transistor, hukum Kirchoff tentang arus

dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut[2]:

E C BI I I= + ................................................................................ (2.19)

Jadi arus emitor sama dengan jumlah arus kolektor dan arus basis.

Karena arus basis sangat kecil dibandingkan dengan arus kolektor maka arus

kolektor dapat dianggap sama besar dengan arus emitor, seperti dinyatakan

sebagai berikut :

C EI I» ......................................................................................... (2.20)

Pada analisis sederhana arus searah yang mengalir melalui elektroda-

elektroda transistor, terdapat istilah seperti dc

a (perbandingan antara arus

kolektor terhadap arus emitor) dan dc

b (perbandingan antara arus kolektor

terhadap arus basis) [2].

C

dc

E

I

Ia = .................................................................................... (2.21)

41



C

dc

B

I

Ib = ..................................................................................... (2.22)

Nilai dc

a transistor umumnya mendekati 1 (arus kolektor hampir sama

dengan arus emitor). Pada transistor daya rendah (yang mengolah daya

sampai 1 watt) besaran dc

a ser 0,95 sampai 0,99. Nilai dc

b disebut juga sebagai

nilai perolehan arus. Perolehan arus ini adalah salah satu sifat penting

transistor terutama dalam fungsinya sebagai penguat. Pada transistor daya

rendah, nilai dc

b ser antara 100-300, sedangkan pada transistor daya besar (di

atas 1W) nilai dc

b ser antara 20-100.

Dengan kata lain dc

b adalah parameter yang menunjukan kemampuan

penguatan arus (current gain) dari suatu transistor. Parameter ini tertera pada

datasheet tiap transistor agar dapat membantu para perancang rangkaian

elektronika dalam merencanakan rangkaiannya. Dari parameter-parameter

tersebut diperoleh persamaan[2]:

𝐼𝐵 =𝑉𝐵𝐵−𝑉𝐵𝐸

𝑅𝐵 ................................................................................. (2.23)

Kemudian arus dan tegangan kolektor dapat diperoleh dari persamaan[2]:

𝐼𝐶 = 𝛽𝐷𝐶 × 𝐼𝐵 ............................................................................... (2.24)

𝑉𝐶𝐸 = 𝑉𝐶𝐶 − 𝐼𝐶 . 𝑅𝐶 ...................................................................... (2.25)

Rangkaian bias umpan balik emitor merupakan salah satu jenis rangkaian

pembiasan transistor dan merupakan suatu upaya untuk menstabilkan titik

kerja Q terhadap variasi nilai dc

b . Rangkaian ini berguna untuk mengurangi

besarnya arus kolektor dengan mengecilkan arus basis. Meskipun terjadi

penstabilan, variasi posisi titik kerja masih tetap besar.

42



2. Garis Beban Rangkaian Transistor

Garis beban adalah garis linear yang menggambarkan titik-titik kerja

yang mungkin bagi suatu transistor dalam rangkaian. Garis ini

menghubungkan titik saturasi (IC = 0) dan titik mati atau titik cutoff (VCE

maksimal dalam rangkaian).[2]

Untuk memeperjelas contoh hitungan dan penggambaran garis beban,

diasumsikan akan dianalisis rangkaian seperti Gambar 2.33 berikut:

(a) (b)

Gambar 2.33 (a) Rangkaian Bias Basis (b) Garis Beban DC[2]

Gambar garis beban dibuat dengan menghubungkan dua titik pada grafik

VCE terhadap IC. Titik pertama adalah titik IC(sat) rangkaian atau arus kolektor

maksimal yang mungkin terjadi berdasarkan rangkaian tersebut. Titik kedua

adalah titik VCE(cut-off) yakni tegangan kolektor-emitor maksimal yang

mungkin terjadi pada rangkaian tersebut. Arus kolektor maksimal atau IC(sat)

terjadi apabila VCE = 0, maka[2]:

𝐼𝐶(𝑆𝐴𝑇) =𝑉𝐶𝐶

𝑅𝐶 ................................................................................... (2.26)

Tegangan VCE(cut-off) terjadi apabila dianggap hubungan kolektor-emitor

terbuka sehingga[2]:

VCE(cut-off) = VCC .............................................................................. (2.27)

43



2.2.9 Dioda[5]

Dioda adalah jenis komponen pasif yang berfungsi terutama sebagai

penyearah. Dioda memiliki dua kutub yaitu kutub anoda dan kutub katoda.

Dioda terbuat dari dua bahan atau yang biasa di sebut dengan dioda semi

konduktor yaitu bahan tipe-p menjadi sisi anode sedangkan bahan tipe-n menjadi

katode. Pada sambungan dua jenis berlawanan ini akan muncul daerah deplesi

yang akan membentuk gaya barier. Gaya barier ini dapat ditembus dengan

tegangan sebesar 0.7 Volt yang dinamakan sebagai break down voltage, yaitu

tegangan minimum dimana dioda akan bersifat sebagai konduktor (penghantar)

arus listrik. Bergantung pada polaritas tegangan yang diberikan kepadanya,

pengertian dioda bisa berlaku sebagai sebuah saklar tertutup (apabila bagian

anode mendapatkan tegangan positif sedangkan katodenya mendapatkan

tegangan negatif) dan berlaku sebagi saklar terbuka (apabila bagian anode

mendapatkan tegangan negatif sedangkan katode mendapatkan tegangan

positif). Bentuk fisik dan lambangnya dapat dilihat seperti Gambar 2.34 berikut

:

Gambar 2.34 Dioda dan lambang dioda[5]

2.2.10 Kapasitor[5]

Fungsi Kapasitor adalah sebagai penyimpan arus (tegangan listrik). Untuk

arus DC kapasitor berfungsi sebagai isolator (penahan arus listrik), sedangkan

untuk arus AC Kapasitor berfungsi sebagai konduktor untuk melewatkan arus

listrik. Dalam penerapannya kapasitor digunakan sebagai filter (penyaring),

perata tegangan DC yang di gunakan untuk mengubah tengangan AC ke DC,

pembangkit gelombang AC. Jenis kapasitor sendiri terbagi atas berbagai macam,

di antarannya adalah menurut polaritasnya, bahan pembuatannya dan ketetapan

nilainya, selain memiliki jenis, bentuk kapasitor juga berbagai macam seperti

http://id.wikipedia.org/wiki/Diode#Dioda_semikonduktor

http://komponenelektronika.net/pengertian-kapasitor.htm

http://komponenelektronika.net/wp-content/uploads/2012/05/Pengertian-dioda.jpg

44



kapasitor kertas (besar kapasitas 0,1 F), kapasitor elektrolit (besar kapasitas 105

pF), kapasitor variabel (besar kapasitas bisa di ubah-ubah hingga maksimum 500

pF. Bentuk fisik kapasitor dapat dilihat seperti Gambar 2.35 dibawah ini

Gambar 2.35 Kapasitor[5]

2.2.11 Resistor[6]

Resistor secara umum adalah sebuah komponen elektronika yang

mempunyai fungsi untuk menghambat arus listrik. Resistor terbuat dari bahan

isolator dengan nilai tertentu sesuai dengan nilai hambatan yang diinginkan.

Dimulai dari satuan hanya beberapa Ohm sampai dengan nilai Jutaan Ohm

(mega Ohm).

Gambar 2.36 Bentuk Fisik Resistor[6]

Bentuk fisik resistor sendiri bermacam-macam. Bentuk paling banyak dan

umum adalah berbentuk bulatan panjang dengan beberapa lingkaran pada body

resistor.

Hubungan antara hambatan, tegangan, dan arus, dapat disimpulkan

melalui hukum berikut ini, yang terkenal sebagai hukum Ohm[6]:

𝑅 = 𝑉

𝐼 ...................................................................................... (2.28)

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

http://komponenelektronika.net/wp-content/uploads/2012/05/kapasitor.jpg

45



Dimana :

V : beda potensial antara kedua ujung benda penghambat (V)

I : besar arus yang melalui benda penghambat (A), dan

R : besarnya hambatan benda penghambat tersebut ( Ώ )

Resistor ada 2 jenis, yaitu Resistor biasa (nilai resistansi tetap) dan Resistor

berubah (nilai resistansi yang dapat diubah atau resistor variabel) [6].

Resistor biasa (nilai resistansi tetap) adalah jenis-jenis resistor

yang memiliki nilai resistansi yang tertulis pada badan resistor

menggunakan kode warna dan kode angka. Resistor jenis ini sering

digunakan sebagai penghambat arus listrik secara permanen dalam

rangkaian elektronika. Fungsi resistor ini pada rangkaian elektronika

adalah pada pembatas arus yang mengalir pada LED atau lampu.

Resistor Variabel adalah jenis-jenis resistor yang nilai resistansinya

dapat dirubah secara langsung baik dengan tuas atau menggunakan

obeng.

2.2.12 LED (Light Emitting Dioda)

Pada pembuatan tugas akhir ini komponen LED (Light Emitting Dioda)

adalah dioda yang dapat memancarkan cahaya pada saat mendapatkan arus bias

maju (forward bias), LED dapat memancarkan cahaya karena menggunakan

dopping galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda

menghasilkan warna yang berbeda. LED merupakan salah satu dioda, sehingga

hanya akan mengalirkan arus satu arah saja, kemampuan mengalirkan arus pada

LED cukup rendah yaitu maksimal 20 mA apabila LED dialiri arus lebih besar

dari 20 mA maka LED rusak, sehingga pada LED dipasang sebuah resistor

sebagai pembatas arus. Simbol dan bentuk fisik dari LED dpat dilihat pada

Gambar 2.37 berikut :

http://komponenelektronika.net/jenis-jenis-transistor.htm

46



Gambar 2.37 Bentuk fisik dan simbol LED[6]

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa LED memiliki 2 buah kaki

seperti dengan dioda yaitu kaki anoda dan kaki katoda. Pada gambar diatas

anaoda memiliki ciri fisik lebih panjang dari pada kaki katoda. Pemasangan LED

agar dapat menyala adalah dengan memberikan tegangan bias maju yaitu dengan

memberikan tegangan positif ke kaki anoda dan tegangan negatif ke kaki katoda.

Konsep pembatas arus pada dioda adalah dengan memasangkan resistor secara

seri pada salah satu kaki LED, rangkaian dasar untuk menyalakan LED

membutuhkan sumber tegangan LED dan resistor sebagai pembatas arus seperti

pada Gambar 2.38 rangkaian berikut[6] :

Gambar 2.38 Rangkaian LED dan Resistor[6]

Besarnya arus maksimum pada LED adalah 20 mA, sehingga nilai resistor

harus ditentukan, dimana besarnya nilai resistor berbanding lurus dengan

besarnya tegangan sumber yang digunakan, secara matematis besarnya nilai

resistor pembatas arus LED dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut[6]

:

𝑅 =𝑉𝐶𝐶−𝑉𝐿𝐸𝐷

𝐼𝑓(𝐿𝐸𝐷) ............................................................................ (2.29)

Dimana :

R = Resistor

47



Vcc = Sumber Tegangan (V)

𝑉𝐿𝐸𝐷= Tegangan Kerja LED (V)

𝐼𝑓 (𝐿𝐸𝐷)= Arus Forward (A)

2.2.13 Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk

mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja

buzzer hampir sama dengan loudspeaker yang menerima sinyal masukan dan

memberikan respon keluaran berupa frekuensi audio (suara) dengan cara

menggetarkan komponennya yang berbentuk selaput.

Buzzer digunakan untuk mengeluarkan suara atau bunyi seperti dalam hal

ini yaitu suara sirine untuk memberi tanda ketika ketinggian air telah mencapai

batas ketinggian maksimal.[6]

Gambar 2.39 Bentuk fisik Buzzer[6]

2.2.14 Saklar[9]

Saklar adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk memutuskan

jaringan listrik, atau untuk menghubungkannya. Jadi saklar pada dasarnya

adalah alat penyambung atau pemutus aliran listrik. Selain untuk jaringan listrik

arus kuat, saklar berbentuk kecil juga dipakai untuk alat komponen elektronika

arus lemah. Secara sederhana, saklar terdiri dari dua bilah logam yang menempel

pada suatu rangkaian, dan bisa terhubung atau terpisah sesuai dengan keadaan

sambung (on) atau putus (off) dalam rangkaian itu seperti Gambar 2.40. Material

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Frekuensi_audio&action=edit

48



kontak sambungan umumnya dipilih agar supaya tahan terhadap korosi. Kalau

logam yang dipakai terbuat dari bahan oksida biasa, maka saklar akan sering

tidak bekerja. Untuk mengurangi efek korosi ini, paling tidak logam kontaknya

harus disepuh dengan logam anti korosi dan anti karat. pada dasarnya tombol

bisa diaplikasikan untuk sensor mekanik, karena bisa dijadikan sebagai pedoman

pada Mikrokontroller untuk pengaturan alat dalam pengontrolan.

Gambar 2.40 Saklar Pada Rangkaian

2.3 PERANGKAT LUNAK (SOFTWARE)

2.3.1 Bahasa Assembly

Bahasa mesin (Assembly) adalah bahasa pemograman komputer tingkat

rendah, bahasa mesin adalah pola bit-bit (biner) tertentu yang merupakan kode

operasi mesin. Bahasa mesin dibuat lebih mudah dibaca dan ditulis dengan cara

mengganti pola bit-bit menjadi julukan-julukan yang disebut mnemonics.

Berbeda dengan bahasa pemrograman tingkat tinggi, bahasa ran biasanya

memiliki hubungan 1-1 dengan instruksi bahasa mesin. Misalnya, tiap mnemonic

yang ditulis di program dengan bahasa ran akan diterjemahkan menjadi tepat

satu kode operasi yang dapat dimengerti langsung oleh komputer. Pada bahasa

tingkat tinggi, satu perintah dapat diterjemahkan menjadi beberapa kode operasi

dalam bahasa mesin. Proses pengubahan bahasa ran ke bahasa mesin dilakukan

oleh assembler, dan proses balikannya dilakukan oleh disassembler.

Selain menterjemahkan instruksi assembly mnemonic menjadi opcode,

assembler juga menyediakan kemampuan untuk menggunakan nama simbolik

untuk lokasi memori (menghindari penghitungan rumit dan pembaruan alamat

49



secara manual ketika sebuah program diubah sedikit), dan fasilitas makro untuk

melakukan penggantian textual biasanya digunakan untuk menggantikan suatu

urutan instruksi yang pendek untuk dijalankan perbaris dan bukan dalam sebuah

subrutin.[10]

Berikut beberapa sintaksis pengarah dasar Assembly pada AVR

Atmega8[10] :

a. .cseg (code segment); pengarah ini berguna sebagai petunjuk bahwa kode

atau ekpresi dibawahnya diletakkan pada memori program. Pengarah ini

biasanya digunakan setelah pengarah .dseg

b. .db (data byte); pengarah ini memungkinkan meletakan konstanta, seperti

serial number dan look-up table di memori program pada alamat tertentu.

c. .dw (data word); pengarah ini sama seperti data byte, tetapi dalam ukuran

word

d. .org; digunakan untuk mereset program counter pada alamat tertentu.

Digunakan pada awal program .org 0x0000 atau pengarah pada vektor

interupsi, misalnya vektor untuk interupsi external 1, maka alamat vektor

interupsinya .org 0x0002.

e. .byte; digunakan untuk inisialisasi besar byte yang digunakan pada SRAM

untuk label tertentu.

f. .dseg (data segment); pengarah ini berguna sebagai petunjuk bahwa kode

dibawahnya berfungsi untuk melakukan setting SRAM.

g. .def; (define); pengarah ini memungkinkan suatu register dapat

didefinisikan. Contoh : def temp = r16

h. .equ; berguna untuk memberi nama suatu konstanta yang tidak dapat

berubah. Contoh : .equ max = 19200

i. .set; sama seperti .equ, tetapi tetapi konstantanya dapat berubah.

Contoh : .set baud = 2400

.set baud = 9600

j. .endm (end macro); untuk mengakhiri macro.

50



k. .include; untuk meng-include-kan sebuah file ke dalam program agar

program lebih dapat dimengerti, atau memisahkan kode dalam dua file

terpisah,

Contoh : .include”C:\Appnotes\m8def.inc”

l. .device; sebagai petunjuk jenis AVR yang diinginkan.

m. .exit; sebagai petunjuk agar berhenti melakukan assembly pada file saat ini.

n. .list; berguna membangkitkan file list.

o. .listmac; berguna agar penambahan macro ditampilkan pada file list yang

dibangkitkan.

p. .nolist; berguna agar suatu runtun intruksi tidak dimasukan dalam file list

yang dibangkitkan.

2.3.2 AVR Studio Versi 4[10]

Software AVR Studio versi 4 adalah sofware buatan Atmel dan berfungsi

sebagai text editor dalam penulisan baris-baris perintah dan juga melakukan

proses assembly yang mengubah program sumber assembly menjadi program

objek maupun bahasa hexa. Software tersebut juga dapat melakukan simulasi

secara lengkap. AVR Studio versi 4 menggunakan file object yang telah

dibangkitkan untuk melakukan eksekusi program pada simulator maupun In

Circuit Emulator. File object tersebut dibangkitkan melalui proses asembling

atau compiling terhadap file sumber (source) seperti file .asm dan file .inc.

AVR studio versi 4 dapat menjalankan program yang dibuat, mengujinya

langkah demi langkah, menjalankan suatu rutinitas, menempatkan kursor pada

suatu statement dan menjalankanya, serta me-reset eksekusi program. AVR

studio versi 4 juga dapat untuk mengamati perubahan pada setiap Port I/O,

memori, dan juga register yang terjadi saat program Mikrokontoller

disimulasikan.

Pada saat keluar dari AVR Studio versi 4, software akan menyimpan setup

environment yang telah dibangun pada suatu proyek sehingga ketika pada suatu

51



saat membuka proyek tersebut, maka setup environment yang menyertainya

akan dapat direkonstruksi.

BAB II DASAR TEORI 2.1 SISTEM KOMUNIKASI SELULER

Documents

Transcript of BAB II DASAR TEORI 2.1 SISTEM KOMUNIKASI SELULER