4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Perangkat Keras

Perangkat keras adalah salah satu atau bagian dari sebuah komputer

yang sifatnya bisa dilihat dan diraba secara langsung atau yang berbentuk

nyata. Pada bab ini penulis menjelaskan tentang komponen apa saja yang

digunakan pada alat ini, pengertian dan fungsinya. Karena masing-masing

komponen memiliki peranan penting , baik komponen aktif maupun pasif,

sensor serta perangkat output yang digunakan dalam pembuatan alat

pendeteksi gas dengan sms module, maka penulis membagikan beberapa

kelompok yaitu IC Analog, Sumber Tegangan, Komponen Elektronik Dasar,

Sensor, LCD, Module GSM SIM800L, Buzzer dan Mikrokontroler.

2.1.1. Teori IC Digital & IC Analog

Menurut (Fadillah, Imam & Arifudin, 2018) Integrated Circuit (IC)

sebenarnya adalah suatu rangkaian elektronik yang dikemas menjadi satu

kemasan yang kecil. Beberapa rangkaian yang besar dapat diintegrasikan

menjadi satu dan dikemas dalam kemasan yang kecil. Suatu IC yang kecil

dapat memuat ratusan bahkan ribuan komponen.

Fungsi Integrated Circuit (IC) juga beraneka ragam, mulai dari

penguat, Switching, pengontrol hingga media penyimpanan. Pada umumnya

Integrated Circuit (IC) terbagi menjadi dua jenis.

5

1. Integrated Circuit (IC) Analog

IC Analog adalah IC yang beroprasi pada sinyal yang berbentuk

gelombang kontinyu. Pada umumnya IC Analog berfungsi sebagai

penguat daya, penguat sinyal, penguat oprasional, penguat sinyal mikro,

penguat RF dan IF, voltage comparator, multiplier, radio receiver, dan

regulator tegangan.

2. Integrated Circuit (IC) Digital

IC Digital adalah IC yang beroprasi pada sinyal digital yaitu sinyal yang

hanya memiliki dua level yakni “Tinggi” dan “Rendah” atau yang bisa

dilambangkan dalam simbol binary “1” dan “0”. Pada umumnya IC

Digital berfungsi sebagai flip-flop, logical gates, timer, counter,

multiplexer, kalkulator, memory, clock, microprocessor, microcontroller.

2.1.2. Sumber Tegangan

Menurut (Mulyana & Kharisman, 2014) Power supply atau yang

disebut catu daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi

listrik untuk perangkat listrik atau elektronik lainnya. Pada dasarnya power

supply atau catu daya ini memerlukan sumber energi listrik yang kemudian

mengubahnya menjadi energi listrik yang dibutuhkan oleh perangkat-

perangkat elektronik lainnya.

Jenis-jenis power supply:

1. Power Supply DC

Power Supply DC adalah catu daya yang menyediakan tegangan maupun

arus listrik dalam bentuk arus listrik searah (Direct Current) dan memiliki

polaritas yang tetap yaitu positif dan negatif untuk bebannya.

6

2. Power Supply AC

Power Supply AC adalah catu daya yang merubah suatu taraf tegangan

arus bolak balik (Alternating Current) ke taraf tegangan lainnya.

Contohnya Power Supply AC yang menurunkan tegangan AC 220V ke

110V untuk peralatan yang membutuhkan tegangan 110 atau sebaliknya.

2.1.3. Komponen Elektronika

1. Dioda

Menurut (Dickson Kho, 2019a) Dioda adalah komponen yang

memiliki 2 kutub yaitu kutub positif (Anoda) dan kutub negatif (Katoda).

Arus listrik searah (DC) hanya dapat mengalir dari anoda ke katoda dan

tidak dapat mengalir dari katoda ke anoda. Fungsi dioda secara umum

adalah penyearah arus listrik, oleh sebab itu dioda umum nya digunakan

sebagai pengubah arus bolak balik (AC) ke arus searah (DC). Berdasarkan

pada polaritas tegangan yang diberikan kepadanya, dioda bisa berlaku

sebagai sebuah saklar tertutup ( apabila bagian anode mendapatkan

tegangan positif sedangkan katodenya mendapatkan tegangan negatif) dan

menjadi saklar terbuka ( apabila bagian anode mendapatkan tegangan

negatif dan katodenya mendapat tegangan positif).

Dioda tidak memiliki nilai yang spesifik, namun biasanya ukuran

sebuah dioda dinyatakan dalam satuan berapa kuat arus dan tegangan

maksimum yang dapat dilewatkan pada dioda.

7

Sumber : http://informazone.com/storage/2017/04/dioda-dan-simbol.jpg

Gambar II.1. Dioda Dan Simbol

Seiring perkembangan teknologi dan kebutuhan, Dioda kini memiliki

banyak jenis dan masing-masing jenis memiliki fungsi yang berbeda.

Berikut jenis-jenis dioda:

Sumber: https://teknikelektronika.com/wp-

content/uploads/2017/09/Pengertian-Dioda-dan-Jenis-jenis-

Dioda.jpg?x27780

Gambar II.2. Jenis-Jenis Dioda

1. Dioda Normal

Dioda yang paling umum terdapat dipasaran dan banyak digunakan

sebagai penyearah arus AC ke DC.

2. Dioda Bridge

Dioda yang terdiri dari 4 dioda normal yang umumnya sebagai penyearah

gelombang dalam rangkaian catu daya (power supply). Tapi dengan dioda

8

bridge tidak perlu merangkai 4 dioda normal karena sudah dikemas

menjadi satu dioda.

3. Dioda Zener

Dioda yang digunakan untuk menstabilkan tegangan listrik, dioda zener

memiliki tegangan breakdown yang rendah.

4. Dioda LED ( Light Emitting Dioda)

Jenis dioda yang dapat memancarkan cahaya.

5. Dioda Foto

Dioda yang dapat mengubah energi cahaya menjadi arus listrik. Dioda ini

biasa digunakan menjadi sensor untuk mendeteksi cahaya.

6. Dioda Laser

Dioda yang dapat menghasilkan radiasi atau cahaya koheren yang dapat

dilihat oleh mata dan spektrum inframerah seketika dialiri arus listrik.

7. Dioda Varactor

Dioda yang memiliki sifat kapasitas yang berubah-ubah sesuai dengan

tegangan yang diberikan.

8. Dioda Tunnel

Dioda yang dapat beroprasi pada kecepatan yang sangat tinggi dan dapat

berfungsi dengan baik pada gelombang mikro.

9. Dioda Schottky

Dioda dengan tegangan maju lebih rendah dari dioda normal pada

umumnya. Pada arus rendah, tegangan jatuh berkisar 0,15V hingga 0,4V.

Tegangan ini lebih rendah dari dioda normal yang membutuhkan 0,6V.

Dioda tidak memiliki nilai yang spesifik, namun biasanya ukuran

sebuah dioda dinyatakan dalam satuan berapa kuat arus dan tegangan

9

maksimum yang dapat dilewatkan oleh dioda. Dipasaran ukuran dioda

dinyatakan dalam bentuk no tipe dioda yang telah ditetapkan oleh pabrik

pembuatnya.

2. Resistor

Menurut (Maulana & Purnama, 2017) Resistor adalah komponen

dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang

mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya, resistor bersifat

resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Dari hukum Ohm

diketahui, resistensi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir

melaluinya. Satuan resistensi dari resistor disebut Ohm. Tipe resistor yang

umum adalah berbentuk tabung dengan dua kaki kiri dan kanan. Pada

bagian badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk

memudahkan pengguna mengenali besar resistensi tanpa mengukur

dengan Ohmmater. Kode warna tersebut adalah standar manufaktur yang

dikeluarkan oleh EIA (Electronic Industries Association).

Pada umumnya dapat diklasifikasikan menjadi beberapa jenis,

diantaranya adalah fixed resistor, variable resistor, thermal resistor, dan

light dependent resistor.

a. Fixed Resistor

Resistor yang memiliki nilai resistansinya tetap. Nilai resistansi atau

hambatan resistor ini biasanya ditandai dengan kode warna gelang.

10

Sumber: https://teknikelektronika.com/wp-

content/uploads/2014/10/Simbol-dan-Bentuk-Fixed-Resistor.jpg?x27780

Gambar II.3. Simbol Dan Bentuk Fixed Resistor

Nilai resistor yang berbentuk axial adalah diwakili oleh warna-warna

yang terdapat pada resistor berbentuk gelang. Umumnya terdapat 4 warna

gelang tetapi ada juga 5 warna gelang. Gelang warna emas dan perak

biasanya terletak agak berjauhan dari warna gelang lainnya sebagai tanda

gelang trakhir. Gelang trakhir juga merupakan nilai toleransi pada nilai

resistor yang bersangkutan.

Berikut perhitungan untuk resistor dengan 4 gelang warna :

Gelang pertama : Coklat = 1

Gelang kedua : Hitam = 0

Gelang ketiga : Hijau = 5 (5 angka nol dibelakang angka gelang kedua)

Gelang keempat: Perak = toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebuat adalah 10 X 105 = 1.000.000 Ohm atau

1Mohm dengan toleransi 10%.

Berikut perhitungan untuk resistor dengan 5 gelang warna :

11

Gelang pertama : Coklat = 1

Gelang kedua : Hitam = 0

Gelang ketiga : Hijau = 5

Gelang keempat : Hijau = 5 (5 angka nol dibelakang angka gelang kedua)

Gelang kelima : Perak = toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebuat adalah 105 X 105 = 10.500.000 Ohm atau

10,5Mohm dengan toleransi 10%.

Berikut perhitungan toleransi pada resistor :

2200 Ohm dengan toleransi 5% =

2200 – 5% = 2.090

2200 + 5% = 2.310

Toleransi = 2.090 – 2.310

Artinya nilai toleransi tersebut akan berkisar 2.090 Ohm sampai 2.310

Ohm.

12

Sumber:http://belajarelektronika.net/wpcontent/uploads/2016/06/membaca

-resistor-berdasar-warna.jpg

Gambar II.4. Warna Gelang Resistor Tetap

b. Variable Resistor

Resistor yang nilai resistensinya dapat berubah dan dapat diatur sesuai

dengan kebutuhan. Pada umumnya variable resistor terbagi menjadi

Potensiometer, Rheostat, dan Trimpot.

Sumber:https://teknikelektronika.com/wpcontent/uploads/2014/10/Si

mbol-dan-Bentuk-Variable-Resistor.jpg?x27780

Gambar II.5. Simbol Dan Bentuk Variable Resistor

1. Potensiometer

Potensiometer adalah jenis variable resistor yang nilai

resistensinya dapat berubah-ubah dengan cara memutar porosnya pada

tuas yang terdapat di potensiometernya. Nilai resistensinya tertulis di

badan potensimeter dalam bentuk kode angka.

2. Rheostat

Rheostat adalah jenis variable resistor yang dapat beroprasi pada

tegangan dan arus yang tinggi. Rheostat terbuat dari lilitan kawat

resistif dan pengaturan nilai resistensi dilakukan dengan menyapu

bagian yang bergerak diatas toroid.

13

3. Trimpot

Trimpot adalah jenis variable resistor yang berfungsi sebagai

potensiometer tetapi mempunyai bentuk yang lebih kecil dan tidak

memiliki tuas putar. Untuk mengatur nilai resistensinya dibutuhkan

alat obeng kecil untuk memutar poros pada trimpot.

c. Thermal Resistor

Thermal resistor adalah jenis resistor yang nilai resistensinya dapat

dipengaruhi oleh suhu. Terdapat dua jenis thermal resistor yaitu NTC

(Negative Temperature Coefficient) dan PTC (Positive Temperature

Coefficient).

Sumber:https://teknikelektronika.com/wpcontent/uploads/2014/10/Si

mbol-dan-Bentuk-Thermistor.jpg?x27780

Gambar II.6. Simbol Dan Bentuk Thermal Resistor

d. Light dependent resistor

Light dependent resistor (LDR) adalah jenis resistor yang nilai

resistensinya tergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya. Nilai

resistensinya dapat menurun apabila mendapat intensitas cahaya dan akan

meninggi apabila dalam kondisi gelap. Naik turunnya nilai resistensi akan

14

sebanding dengan jumlah intensitas cahaya yang diterima. Pada umumnya,

nilai resistensinya mencapai 200 kilo Ohm pada kondisi gelam dan

menurun hingga 500 Ohm pada kondisi terang.

Sumber:https://teknikelektronika.com/wpcontent/uploads/2014/09/Be

ntuk-dan-Simbol-LDR.jpg?x27780

Gambar II.7. Simbol Dan Bentuk Light Dependen Resistor

3. Kapasitor

Menurut (DIDIK RIYANTO, 2013) Kapasitor adalah suatu alat yang

dapat menyimpan energi didalam medan listrik, dengan cara

mengumpulkan ketidak seimbangan internal dari muatan listrik. Untuk

mengetahui besaran kapasitas pada kapasitor dapat dibaca dari kode angka

pada badan kapasitor yang terdiri dari 3 angka. Pada umumnya kapasitor

yang digunakan dalam peralatan elektronika adalah satuan Farad yang

dikecilkan menjadi PikoFarad, NanoFarad dan MicroFarad.

Konsversi satuan Farad sebagai berikut :

1 Farad = 1.000.000µF (MikroFarad)

1µF = 1.000nF (NanoFarad)

1µF = 1.000.000pF (PikoFarad)

1nF = 1.000pF (PikoFarad)

15

Didalam kapasitor terdapat 2 plat konduktor yang pada umumnya adalah

terbuat dari logam dan sebuah isolator diantaranya sebagai pemisah.

Berdasarkan bahan isolator dan nilainya, kapasitor dapat dibagi menjadi 2

jenis yaitu kapasitor nilai tetap dan kapasitor variable.

1. Kapasitor Nilai Tetap

Kapasitor Nilai Tetap adalah kapasitor yang nilainya konstan atau

tidak berubah-ubah. Berikut jenis-jenis kapasitor nilai tetap :

Sumber:https://teknikelektronika.com/wpcontent/uploads/2014/08/K

apasitor-Nilai-Tetap.jpg?x27780

Gambar II.8. Simbol Dan Bentuk Kapasitor Nilai Tetap

16

a. Kapasitor Keramik

Kapasitor yang terbuat dari keramik dan berbentuk bulat tipis atau

persegi empat. Kapasitor ini tidak memiliki arah atau polaritas, jadi

dapat dipasang bolak-balik dalam rangkaian elektronika. Nilai kapasitor

ini berkisar 1pF sampai 0,01µF.

b. Kapasitor Polyester

Kapasitor yang terbuat dari polyester dengan bentuk persegi empat.

Kapasitor ini dapat terpasang terbalik dalam rangkaian elektronika,

karena tidak memiliki arah atau polaritas.

c. Kapasitor kertas

Kapasitor yang isolatornya terbuat dari kertas dan nilai kapasitor

kertas berkisar 300pF sampai 4µF. Kapasitor kertas tidak memiliki arah

atau polaritas jadi dapat dipasang bolak-balik dalam rangkaian

elektronika.

d. Kapasitor Mika

Kapasitor yang bahan isolatornya terbuat dari bahan mika. Nilai

kapasitor berkisar 5pF samapai 0,02µF. Kapasitor ini dapat dipasang bolak-

balik karena tidak memiliki arah.

e. Kapasitor Elektrolit

17

Kapasitor yang bahan dasarnya terbuat dari elektrolit dan berbentuk

tabung. Kapasitor elektrolit yang biasa disebut ELCO ini sering dipakai

pada rangkaian eltronik yang memiliki kapasitas yang tinggi. Kapasitor

elektrolit memiliki polaritas arah positif dan negatif ini menggunakan

bahan alamunium sebagai pembungkus dan sekaligus sebagai terminal

negatifnya. Nilai kapasitor elektrolit berkisar 0,47µF hingga ribuan

MikroFarad (µF). Nilai kapasitor elektrolit tertera pada badan kapasitor tersebut.

Hal yang perlu diperhatikan kapasitor elektrolit dapat meledak jika pemasangan

arah polaritas terbaik dan melebihi kapasitasnya.

d. Kapasitor Tantalum

Kapasitor Tantalum juga memiliki arah polaritas positif dan negatif

seperti halnya kapasitor elektrolit dan bahan dasarnya berasal dari

elektrolit. Disebut kapasitor tantalum karena kapasitor ini memakai

bahan logam tantalum sebagai terminal anodanya. Kapasitor tantalum

dapat beroprasi disuhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan kapasitor

elektrolit lainnya dan memiliki kapasitas yang besar tetapi dapat dikemas

dalam ukuran yang lebih kecil. Oleh karena itu, kapasitor tantalum

berharga mahal.

2. Kapasitor Variabel

Kapasitor yang nilai kapasitasnya dapat diatur atau dapat berubah-

ubah. Secara fisik, kapasitor varibel terdapat dua jenis yaitu :

18

Sumber:https://teknikelektronika.com/wpcontent/uploads/2

014/08/Kapasitor-Variabel-Variable-Capacitor.jpg?x27780

Gambar II.9. Simbol Dan Bentuk Kapasitor Variabel

a. Variable Condensator (VARCO)

Terbuat dari logam yang ukurannya lebih besar dan pada umumnya

digunakan untuk memilih gelombang frekuensi pada rangkaian radio.

Nilai variable condensator berkisar 100pF sampai 500pF.

b. Trimmer

Kapasitor variabel yang bentuknya lebih kecil sehingga memerkukan

alat obeng untuk memutar poros pengaturnya. Trimmer terdapat 2 pelat

logam yang dipisahkan oleh selembar mika dan juga terdapat sebuah

sekrup untuk mengatur jarak kedua pelat logam tersebut hingga kedua

nilai kapasitasnya berubah. Trimmer dalam rangkaian elektronika

berfungsi untuk menempatkan pemilihan gelombang frekuensi. Nilai

kapasitas hanya maksimal hingga 100pF.

Pada peralatan elekronika, kapasitor merupakan salah satu komponen

yang sering digunakan. Oleh karena itu kapasitor memiliki banyak fungsi

dalam rangkaian elektronika.

19

4. IC Pengatur Tegangan

Menurut (Dickson Kho, 2019b) IC Pengatur Tegangan adalah salah

satu rangkaian yang sering digunakan dalam rangkaian elektronika. Fungsi

IC pengatur tegangan adalah untuk mempertahankan atau memastikan

tegangan pada level tertentu secara otomatis. Artinya, tegangan output dc

pada voltage regulator tidak terpengaruhi oleh perubahan tegangan input,

beban pada output dan juga suhu.

IC Pengatur tegangan ini banyak ditemui pada adaptor yang bertugas

memberikan tegangan DC untuk laptop, game konsol, monitor dan lain

sabagainya. Pada rangkaian power supply diintergrasikan pada dalam

unitnya seperti TV, DVD Player dan lain-lain. Rangkaian pengatur

tegangan merupakan suatu keharusan agar tegangan yang diberikan pada

rangkaian lainnya stabil dan bebas dari fluktuasi.

Terdapat berbagai jenis Pengatur Tegangan, salah satunya

menggunakan IC Pengatur Tegangan. Salah satu tipe IC pengatur tegangan

yang paling sering ditemukan adalah tipe 7805 yaitu IC pengatur tegangan

yang mengatur Tegangan Output stabil pada Tegangan 5 Volt DC.

Terdapat beberapa cara pengelompokan Pengatur Tegangan yang

berbentuk IC (Integrated Circuit), diantaranya adalah berdasarkan Jumlah

Terminal (3 Terminal dan 5 Terminal), berdasarkan Linear Voltage

Regular dan Switching Voltage Regulator. Sedangkan cara

pengelompokan yang ketiga adalah dengan menggolongkannya menjadi 3

jenis yakni Fixed Voltage Regulator, Adjustable Voltage Regulator dan

Switching Voltage Regulator.

20

a. Fixed Voltage Regulator

IC Fixed Voltage Regulator ini memiliki nilai tetap yang tidak dapat

disetel sesuai dengan keinginan Rangkaiannya. Tegangannya telah

ditetapkan oleh produsen IC sehingga tegangan DC yang diatur juga tetap

sesuai dengan spesifikasi IC-nya. Misalnya IC Voltage Regulator 7805,

maka Output tegangan DC-nya juga hanya 5 Volt DC. Terdapat 2 jenis

pengatur tegangan tetap yaitu Positive Voltage Regulator dan Negative

Voltage Regulator.

Yang paling sering ditemukan di Pasaran adalah tipe 78XX. Tanda

XX dibelakangnya adalah kode angka yang menunjukan tegangan output

DC pada IC Voltage Regulator tersebut. Contohnya 7805, 7809, 7812 dan

lain sebagainya. IC 78XX merupakan IC jenis Positive Voltage Regulator.

IC yang berjenis Negative Voltage Regulator memiliki desain,

konstruksi dan cara kerja yang sama dengan jenis Positive Voltage

Regulator, yang membedakannya hanya polaritas pada tegangan

outputnya. Contoh IC jenis Negative Voltage Regulator diantaranya adalah

7905, 7912 atau IC Voltage Regulator berawalan kode 79XX.

Dibawah ini adalah rangkaian dasar untuk IC LM78XX beserta bentuk

Komponennya

21

Gambar II.10. Rangakaian Dasar Fixed Voltage Regulator

Sumber:https://teknikelektronika.com/wpcontent/uploads/2014/10/Ra

ngkaian-IC-Fixed-Voltage-Regulator.jpg

b. Adjustable Voltage Regulator

IC Pengatur Tegangan DC yang memiliki jangkauan tegangan output

tertentu sehingga dapat disesuaikan kebutuhan rangkaiannya. IC

Adjustable Voltage Regulator ini juga memiliki 2 jenis yaitu Positive

Adjustable Voltage Regulator dan Negative Adjustable Voltage Regulator.

Contoh IC jenis Positive Adjustable Voltage Regulator diantaranya adalah

LM317 yang memiliki jangkauan tegangan dari 1.2 Volt DC sampai pada

37 Volt DC. Sedangkan contoh IC jenis Negative Adjustable Voltage

Regulator adalah LM337 yang memiliki jangkauan tegangan yang sama

dengan LM317. Pada dasarnya desain, konstruksi dan cara kerja pada

kedua jenis IC Adjustable Voltage Regulator adalah sama. Yang

membedakannya adalah polaritas pada output tegangan DC-nya.

Dibawah ini adalah Rangkaian Dasar IC LM317 beserta bentuk

komponennya.

22

Gambar II.11. Rangkaian Dasar Adjustable Voltage Regulator

Sumber:https://teknikelektronika.com/wpcontent/uploads/2014/10/Rang

kaian-IC-Adjustable-Voltage-Regulator.jpg

c. Switching Voltage Regulator

Switching Voltage Regulator memiliki Desain, Konstruksi dan cara

kerja yang berbeda dengan IC Fixed dan Adjustable Voltage Regulator.

Switching Voltage Regulator memiliki efisiensi pemakaian energi yang

lebih baik jika dibandingkan dengan IC Fixed dan Adjustable Voltage

Regulator. Hal ini dikarenakan kemampuannya yang dapat mengalihkan

penyediaan energi listrik ke medan magnet yang memang difungsikan

sebagai penyimpan energi listrik. Oleh karena itu, untuk merangkai

Pengatur Tegangan dengan sistem Switching Voltage Regulator harus

ditambahkan komponen Induktor yang berfungsi sebagai elemen

penyimpan energi listrik.

5. Kristal

Menurut (Fadillah, Imam & Arifudin, 2018) Kristal frekuensi atau

sering disebut dengan kristal kwarsa adalah komponen/part elektronik

23

yang berfungsi sebagai resonator dan mempunyai frekuensi resonansi

tertentu dalam range yang sangat sempit. Kristal biasa digunakan pada

rangkaian-rangkaian elektronika seperti radio pemancar, tranciver, walky

talky, radio citizen band, dan lain-lain. Cara membaca xtal atau kristal

cukup mudah, yakni dengan melihat angka-angka yang ada di bagian

bodynya. Kristal yang sering kita jumpai di pasaran memiliki

frekuensi sekitar 27, 125 MHz.

Gambar II.12. Simbol Dan Bentuk Kristal

Sumber:belajarelektronika.net/wpcontent/uploads/2018/07/

Gambar-dan-Simbol-Xtal.jpg

6. Konektor USB

USB adalah singkatan dari Universal Serial Bus dan merupakan

konektor yang paling populer saat ini dalam hal yang berhubungan dengan

Catu Daya (Power Supply), Komunikasi dan Koneksi antara Komputer

dengan Peralatan Elektronika seperti Handphone, Harddisk, Digital

Kamera dan lain sebagainya. Seiring dengan perkembangannya peralatan

Portable, Konektor USB pun memiliki berbagai jenis ukuran yakni

Ukuran Standard Type, Mini dan Micro. Konektor USB ini dikembangkan

oleh 7 Perusahaan besar, diantaranya adalah Compaq, DEC, IBM, Intel,

Microsoft, NEC dan Nortel pada tahun 1994.

24

Sumber: https://teknikelektronika.com/wp-content/uploads/2015/04/USB-

Connector.jpg

Gambar II.13. Konektor USB

7. Konektor Arus DC

Konektor yang diperuntukan kabel yang menghantarkan arus listrik

DC. DC Connector pada umumnya berbentuk Silinder dan memiliki

polaritas Positif dan Negatif. Konekor Arus DC ini banyak kita temukan

di Adaptor seperti Adaptor Laptop, Adaptor Telepon dan lain

Sumber : https://teknikelektronika.com/wp-

content/uploads/2015/04/DC-Connector.jpg

Gambar II.14. Konektor Arus DC

25

8. Push Button

Push Button Switch dalam bahasa Indonesia dapat diterjemahkan

menjadi saklar tombol dorong adalah jenis saklar dua posisi yang dapat

menghubungkan aliran arus listrik pada saat pengguna menekannya dan

memutuskan hubungan listrik tersebut apabila kita melepaskannya.

Sumber:https://1.bp.blogspot.com/pJ8RjHoh9Jw/WLkfjZ9T

AsI/AAAAAAAAIcc/7fPfjNSwQHEthtqE2khbagbt9vq6_K

KqQCPcB/s640/push%2Bbutton.JPG

Gambar II.15. Bentuk Dan Simbol Push Button

9. Pin Header

Header atau yang dikenal dengan nama pin head berguna sebagai

soket menghubungkan kabel-kabel konektor dalam rangkaian elektronika.

Pin header terdapat dua jenis yaitu pin header female dan pin header male

walaupun berbeda tetapi memiliki fungsi yang sama sebagai konektor.

a. Pin Header Male

26

Sumber:https://www.ismolex.com/wpcontent/uploads/2016/

11/2.54mm-pin-header-striaght-dip-single-row-300x225.jpg

Gambar II.16. Pin Header Male

b. Pin Header Female

Sumber:https://www.ismolex.com/wpcontent/uploads/2016/11/2

.54mm-female-header-verticle-single-row-300x225.jpg

Gambar II.17. Pin Header Female

10. Saklar

Saklar digunakan untuk menyambungkan atau memutuskan arus

listrik. Selain untuk listrik arus kuat, saklar ukuran kecil juga dipakai di

rangkaian elektrik arus lemah. Secara sederhana saklar terdiri dari dua

belah logam yang menempel pada suatu bagian dan bisa terhubung atau

27

terpisah dengan keadaan sambung (ON) atau putus (OFF) dalam suatu

rangkaian.

Sumber:www.jogjarobotika.com/3272-large_default/saklar-

on-off-ac-kcd1-101-rocker-switch-19x12mm-black.jpg

Gambar II.18. Saklar

11. Soket IC

Soket IC adalah tempat untuk memasang atau melepas komponen IC,

serta melindungi komponen IC dari panas solder dikarenakan komponen

IC rentan rusak bila mendapat panas berlebih dari solder dan memudahkan

mengganti komponen IC bilamana komponen tersebut rusak.

Sumber:https://cdn.sparkfun.com//assets/parts/6/1/9/DIP28.jpg

Gambar II.19. Socket IC

12. Atmega 328P

28

Menurut (Fikri, Lapanporo, & Jumarang, 2015) ATMega 328P adalah

mikrokontroller keluaran dari Atmel yang mempunyai arsitektur RISC

(Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses eksekusi

data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set

Computer). Mikrokontroller ATmega 328P memiliki arsitektur Harvard,

yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data

sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism. Instruksi - instruksi

dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada

saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari

memori program. Mikrokontroler ATmega328P beroperasi pada frekuensi

clock sampai 16 Mhz. ATmega328P memiliki dua Power Saving Mode

yang dapat dikontrol melalui software, yaitu Idle Mode dan Power Down

Mode. Pada Idle Mode, CPU tidak aktif sedangkan isi RAM tetap

dipertahankan dengan timer/counter, serial port dan interrupt system tetap

berfungsi. Pada Power Down Mode, isi RAM akan disimpan tetapi

osilatornya tidak akan berfungsi sehingga semua fungsi dari chip akan

berhenti sampai mendapat reset secara hardware.

29

Sumber:http://www.labelektronika.com/2017/02/arduino-uno-

mikrokontroler-atmega-328.html

Gambar II.20. Atmega 328P

ATMega328 memiliki 3 buah PORT utama yaitu PORTB,PORTC,

dan PORTD dengan total pin input/output sebanyak 23 pin. PORT tersebut

dapat difungsikan sebagai input/output digital atau difungsikan sebagai

periperal lainnya.

1. Port B

merupakan jalur data 8 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output.

Selain itu PORT B juga dapat memiliki fungsi alternatif seperti :

a. ICP1 (PB0), berfungsi sebagai Timer Counter 1 input capture pin.

b. OC1A (PB1), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3) dapat difung sikan

sebagai keluaran PWM (Pulse Width Modulation).

30

c. MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupa kan

jalur komunikasi SPI.

d. Selain itu pin ini juga berfungsi sebagai jalur pemograman serial

(ISP).

e. TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai

sumber clock external untuk timer.

f. XTAL1 (PB6) dan XTAL2 (PB7) merupakan sumber clock utama

mikrokontroler.

2. Port C

merupakan jalur data 7 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output

digital. Fungsi alternatif PORTC antara lain :

a. ADC6 channel (PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan resolusi

sebesar 10 bit. ADC dapat digunakan untuk mengubah input

yang berupa tegangan analog menjadi data digital

b. I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur ya ng terdapat

pada PORTC. I2C digunakan untuk komunikasi dengan sensor

atau device lain yang memiliki komunikasi data tipe I2C seperti

sensor kompas, accelerometernunchuck.

3. Port D

merupakan jalur data 8 bit yang masing-masing pin-nya juga dapat

difungsikan sebagai input/output. Sama seperti Port B dan Port C, Port

D juga memiliki fungsi alternatif dibawah ini.

a. USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi

serial dengan level sinyal TTL. Pin TXD ber fungsi untuk

31

mengirimkan data serial, sedangkan RXD kebalikannya yaitu

sebagai pin yang berfungsi untuk menerima data serial.

b. Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi

khusus sebagai interupsi hardware. Interupsi biasanya

digunakan sebagai selaan dari program, misalkan pada saat

program berjalan kemudian terjadi interupsi hardware/software

maka program utama akan berhenti dan akan menjalankan

program interupsi.

c. XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk

USART, atau dapat memanfaatkan clock dari CPU, sehingga

tidak perlu membutuhkan external clock.

d. T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external untuk

timer 1 dan timer 0.

e. AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan input untuk

analog comparator.

Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain (Baaret, 2013):

a. Sebanyak 130 instruksi yang hampir semuanya dieksekusi

dalam satu siklus clock.

b. Terdapat 32 x 8 bit register serbaguna.

c. Memiliki 32 Kilobyte Flash Memory dan pada arduino memiliki

bootloader yang menggunakan dua Kilobyte dari flash memori

sebagai bootloader.

d. Memiliki Electrically Erasable Programmable Read Only

Memory (EEPROM) sebesar satu Kilobyte sebagai tempat

32

penyimpanan data semi permanen karena EEPROM tetap dapat

menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

e. Memiliki Static Random Access Memory (SRAM) sebesar dua

Kilobyte.

f. Memiliki pin input/output (I/O) digital sebanyak 14 pin.

g. Master / Slave SPI Serial interface.

13. FTDI

Menurut (Syahbana, n.d.) FTDI merupakan IC yang dapat

berkomunikasi menggunakan USB akan tetapi jika menggunakan FTDI

harus memerlukan software tambahan agar dapat terdeteksi oleh PC, hal

tersebut dikarenakan FTDI tidak menggunakan komunikasi kelas HID.

Cara kerja FTDI adalah mengubah komunikasi serial ke komunikasi

USB akan tetapi data yang dibaca komputer berupa data serial. Untuk

masukan yang diterima FTDI hanya bisa satu tidak bisa lebih. Berbeda

dengan alat ini, yang dapat langsung disambungkan ke PC dan tidak

membutuhkan software tambahan, karena sudah mendukung komunikasi

USB yang berbasis HID dimana setiap PC pada saat ini sudah tersedia

komunikasi USB kelas HID, juga memiliki masukan pin lebih dari satu.

33

Sumber:http://www.labelektronika.com/2017/02/arduino-uno-

mikrokontroler-atmega-328.html

Gambar II.21. IC FTDI

14. MOSFET tipe-P

Menurut (Jimmi Sitepu, 2018) MOSFET (Metal Oxide

Semiconductor Field Effect Transistor) adalah sebuah perangkat

semionduktor yang secara luas di gunakan sebagai switch dan sebagai

penguat sinyal pada perangkat elektronik. MOSFET adalah inti dari

sebuah IC ( integrated Circuit ) yang di desain dan di fabrikasi dengan

single chip karena ukurannya yang sangat kecil. MOSFET memiliki empat

gerbang terminal antara lain adalah Source (S), Gate (G), Drain (D) dan

Body(B).

MOSFET bekerja secara elektonik memvariasikan sepanjang jalur

pembawa muatan ( electron atau hole ). Muatan listrik masuk melalui

Saluran pada Source dan keluar melalui Drain. Lebar Saluran di

kendalikan oleh tegangan pada electrode yang di sebut dengan Gate atau

gerbang yang terletak antara Source dan Drain. ini terisolasi dari saluran di

34

dekat lapisan oksida logam yang sangat tipis. Kapasitas MOS pada

komponen ini adalah bagian Utama nya.

Sumber: http://www.jdp-ic.com/en/product-17515-62916.html

Gambar II.22. MOSFET Tipe-P

15. IC LM358D

Menurut (Rois, 2018) LM358 adalah IC penguat operasional ganda

(dual operational amplifiers / Op-mps). Komponen elektronika ini terdiri

atas dua penguat operasional highgain, dirancang untuk beroperasi cukup

dari satu catu daya tunggal dengan rentang tegangan yang lebar untuk

flesibilitas penuh dalam menerapkan rancangan rangkaian elektronika.

Dapat juga menggunakan catu daya terpisah selama perbedaan tegangan

antara kedua catu daya antara 3V hingga 32V dan Vcc setidaknya 1,5 volt

lebih tinggi dibanding tegangan masukan moda-bersama (input common-

mode voltage). Tarikan dari arus pasokan rendah (low supply current

drain) bersifat independen dari besarnya tegangan catu daya.

35

Sumber:https://d1xahwiwo4b49p.cloudfront.net/13728-

large_default/lm358-lm358d-sop-8-dual-operational-amplifier.jpg

Gambar II.23. IC LM358D

2.1.4. Sensor

Menurut (Eni Yuliza, 2015) Sensor adalah jenis tranduser yang

digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan

kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering digunakan untuk

pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian. Sensor

memiliki suatu ukuran yang disebut sensitivitas, sensitivitas menunjukan

berapa besar pengaruh perubahan nilai besaran fisis yang diukur oleh sensor

terhadap keluaran sensor tersebut.

Sensor yang digunakan oleh rangkaian ini adalah sensor gas MQ-2.

Sensor MQ-2 adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi konsentrasi

gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai

tegangan analog. Sensor gas asap MQ-2 dapat langsung diatur sensitifitasnya

dengan memutar trimpotnya. Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi

kebocoran gas baik di rumah maupun di industri. Gas yang dapat dideteksi

diantaranya : LPG, i-butane, propane, methane , alcohol, Hydrogen, smoke.

36

Sensor ini sangat cocok di gunakan untuk alat emergensi sebagai deteksi gas-

gas, seperti deteksi kebocoran gas, deteksi asap untuk pencegahan kebakaran

dan lain lain.

Namun seperti apakah karateristik sensor Asap MQ2 ini? Sensor gas

ini tersusun oleh senyawa SnO2, dengan sifat conductivity rendah pada udara

yang bersih, atau sifat penghantar yang tidak baik. Sifat conductivity semakin

naik jika konsentrasi gas asap semakin tinggi di sekitar sensor gas. Lebih

jelas nya bisa dilihat di datasheet sensor ini. Spesifikasi sensor pada sensor

gas MQ-2 adalah sebagai berikut:

1. Catu daya pemanas : 5V AC/DC

2. Catu daya rangkaian : 5VDC

3. Range pengukuran : 200 - 5000ppm untuk LPG, propane 300 - 5000ppm

untuk butane 5000 - 20000ppm untuk methane 300 - 5000ppm untuk

Hidrogen

4. Keluaran : analog (perubahan tegangan)

Sensor ini dapat mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di

udara serta asap dan keluarannya berupa tegangan analog. Sensor dapat

mengukur konsentrasi gas mudah terbakar dari 300 sampai 10.000 sensor

ppm. Dapat beroperasi pada suhu dari -20°C sampai 50°C dan mengkonsumsi

arus kurang dari 150 mA pada 5V .

37

Sumber:https://components101.com/sites/default/files/compon

ent_pin/MQ2-Gas-sensor-Pinout.jpg

Gambar II.24. Sensor MQ-2

Sensor MQ-2 terdapat 2 masukan tegangan yakni VH dan VC. VH

digunakan untuk tegangan pada pemanas (Heater) internal dan Vc merupakan

tegangan sumber serta memiliki keluaran yang menghasilkan tegangan

berupa tegangan analog. Berikut konfigurasi dari sensor MQ-S :

1. Pin 1 merupakan heater internal yang terhubung dengan ground.

2. Pin 2 merupakan tegangan sumber (VC) dimana Vc < 24 VDC.

3. Pin 3 (VH) digunakan untuk tegangan pada pemanas (heater internal)

dimana VH = 5VDC.

4. Pin 4 merupakan output yang akan menghasilkan tegangan analog.

2.1.5. Liquid Crystal Display 16x2 dengan module I2C

1. LCD 16 X 2

Menurut (Endaryono, Harianto, & Wibowo, 2014) LCD merupakan

salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu

data, baik karakter, huruf, atau grafik. LCD membutuhkan tegangan dan

38

daya yang kecil sehingga sering digunakan untuk aplikasi pada kalkulator,

arloji digital, dan instrumen elektronik seperti multimeter digital. LCD

memanfaatkan silikon dan galium 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 terdiri dari LED pada bidang latar

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

dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda transparan. Dalam keadaan

normal, cairan yang digunakan memiliki warna cerah. Kemudian daerah-

daerah tertentu pada cairan tersebut warnanya akan berubah menjadi hitam

ketika tegangan diterapkan antara bidang latar dan pola elektroda yang

terdapat pada sisi dalam kaca bagian depan.

Keunggulan menggunakan LCD adalah konsumsi daya yang relatif

kecil dan menarik arus yang kecil (beberapa mikro ampere), sehingga alat

atau system menjadi portable karena dapat menggunakan catu daya yang

kecil. Keunggulan lainnya adalah ukuran LCD yang pas yakni tidak terlalu

kecil dan tidak terlalu besar, kemudian tampilan yang diperlihatkan dari

LCD dapat dibaca dengan mudah dan jelas.

Spesifikasi pada LCD 16x2 adalah sebagai berikut :

a. Terdiri dari 16 kolom dan 2 baris

b. Mempunyai 192 karakter yang tersimpan

c. Tegangan kerja 5V

d. Memiliki ukuran yang praktis

e. Terdapat karakter generator terprogam

f. Dapat dialamati dengan mode 4 bit atau 8 bit

39

g. Dilengkapi dengan Backlight

Gambar II.25. LCD 16X2

Sumber:https://i2.wp.com/www.nyebarilmu.com/wpcontent/upload

s/2017/09/LCD-16x2-dan-pin-out.png?w=630&ssl=1

Keterangan :

a) GND : catu daya 0Vdc

b) VCC : catu daya positif

c) Constrate : untuk kontras tulisan pada LCD

d) RS atau Register Select :

1. High : untuk mengirim data

2. Low : untuk mengirim instruksi

e) R/W atau Read/Write

1. High : mengirim data

2. Low : mengirim instruksi

3. Disambungkan dengan LOW untuk pengiriman data ke layar

40

f) E (enable) : untuk mengontrol ke LCD ketika bernilai LOW, LCD

tidak dapat diakses

g) D0 – D7 = Data Bus 0 – 7

h) Backlight + : disambungkan ke VCC untuk menyalakan lampu latar

i) Backlight – : disambungkan ke GND untuk menyalakan lampu latar

Cara kerja LCD secara umum

Semua lcd yang melakukan fungsi yang sama (menampilkan karakter,

nomor, karakter khusus, karakter ASCII, dll). Pemrogramannya juga sama

dan mereka semua memiliki 14 pin (0-13) atau 16 pin (0 sampai

15). Delapan (8) dari mereka semua adalah data pin yang mengambil data

dari unit eksternal dan menampilkannya di layar. Satu vcc membutuhkan 5

volt untuk menghidupkan LCD dan GND, dan satu adalah kontras (kita

menggunakannya untuk mengatur warna kontras huruf (sehubungan

dengan lcd) yang muncul di lcd).Tiga adalah pin berikut yang sangat

penting RS (register set), RW (baca tulis), EN (mengaktifkan sinyal).

a. RS(registerset)

Digunakan untuk membedakan antara perintah dan data. Ketika itu

adalah 1 itu berarti bahwa beberapa data yang datang ke lcd (karakter

atau karakter ASCII) dan ketika itu adalah 0 itu berarti bahwa beberapa

perintah mendekati untuk lcd dari unit eksternal (biasanya

mikrokontroler) oleh perintah, berarti bahwa instruksi untuk lcd akan

datang misalnya memindahkan kursor satu langkah mundur atau maju

turn on atau off kursor dll.

41

b. RW (read-write)

Pin ini paling sering tetap 0 karena ketika itu adalah 0 itu berarti kita

menulis untuk modul lcd menulis hal apapun data atau perintah. ketika

1 itu berarti kita membaca dari lcd.

c. EN (Enable sinyal)

Mengaktifkan sinyal ini sangat penting. Ketika itu adalah 1 itu

memberikan beem ekstra untuk lcd untuk menampilkan karakter yang

pin data peduli. Setelah menampilkan karakter itu kemudian datang

kembali ke keadaan normal 0. Dua tambahan pin pada beberapa lcd

adalah untuk menampilkan background satu pin merupakan tampilan

background menerapkan 5 volt untuk menghidupkan tampilan latar

belakang atau 0 volt untuk mematikan layar background.

Data yang di kirim ke lcd dapat setiap alfabet (kecil atau besar), angka

atau karakter ASCII.

42

Perintah yang di dapat mengirim ke lcd dijelaskan dengan fungsi di

bawah ini.

Sumber:http://www.microcontrollerproject.com/uploads/2/2/1/5/22

159166/9562609_orig.jpg

Gambar II.26. Perintah LCD

1. Perintah 0x30 berarti di setting mode 8-bit lcd yang memiliki 1 line

dan menginisialisasi itu menjadi karakter 5x7 display.

2. Perintah 0x38 berarti di setting mode 8-bit lcd memiliki dua garis dan

bentuk karakter antara 5x7 matrix.

3. Perintah 0x20 berarti di setting mode 4-bit lcd yang memiliki 1 garis

dan bentuk karakter antara 5x7 matrix.

4. Perintah 0x28 berarti di setting mode 4-bit lcd memiliki 2 garis dan

bentuk karakter antara 5x7 matrix.

5. Perintah 0x06 adalah mode entri itu memberitahu lcd bahwa lcd siap

digunakan.

6. Perintah 0x08 dispalys kursor off dan menampilkan off tetapi dengan

keluar membersihkan isi DDRAM.

43

7. Perintah 0x0E menampilkan kursor dan dispaly di LCD.

8. Perintah 0x0C dispaly pada kursor off (menampilkan kursor off tapi

teks akan muncul di lcd)

9. Perintah 0x0F dispaly pada kursor berkedip (teks akan muncul di layar

dan kursor akan berkedip).

10. Perintah 0x18 menggeser seluruh dispaly kiri (shift semuanya off teks

pada baris tertentu ke kiri).

11. Perintah 0x1C bergeser dispaly seluruh kanan (shift semuanya off teks

pada baris tertentu ke kanan).

12. Perintah 0x10 Moves kursor satu langkah ke kiri atau memindahkan

kursor pada langkah kepala ke kiri ketika karakter yang selalu baru

ditampilkan di layar.

13. Perintah 0x14 Moves kursor satu langkah kanan atau memindahkan

kursor pada langkah kepala untuk righ ketika karakter yang selalu

baru ditampilkan di layar.

14. Perintah 0x01 menghapus semua isi DDRAM dan juga membersihkan

lcd menghapus semua teks dari layar.

15. Perintah 0x80 menginisialisasi kursor ke posisi pertama berarti baris

pertama matriks pertama (titik start) jika menambahkan 1 di 0x80 +1

= 0x81 kursor bergerak ke matriks kedua misalnya16x1

lcd menampilkan 16 karakter hanya yang pertama akan muncul pada

0x80 kedua 0x81 0x82 ketiga dan seterusnya sampai terakhir 16 sekali

pada alamat 0xFF.

2. Modul I2C LCD

44

Menurut (Prasetyo, Informatika, Komunikasi, Informatika, &

Surakarta, 2017) Modul I2C LCD adalah modul LCD yang dikendalikan

secara serial sinkron dengan protokol I2C/IIC (Inter Intergrated Circuit)

atau TWI (Two Wire Interface). Normalnya, modul LCD dikendalikan

secara paraller baik untuk jalur data maupun kontrolnya. Namun, jalur

paraller akan memakan banyak pin di sisi kontroller (Arduino). Setidaknya

akan membutuhkan 6 pin atau 7 pin untuk mengendalikan sebuah modul

LCD. Dengan demikian untuk sebuah kontroller yang ‘sibuk’ dan harus

mengendalikan banyak I/O, menggunakan jalur paraller adalah solusi yang

kurang tepat.

Arduino sendiri sudah mendukung protokol I2C. Di papan Arduino

Uno, port I2C terletak pada pin A4 untuk jalur SDA (Serial Data) dan pin

A5 untuk jalur SCL (Serial Clock). Dan menghubungkan jalur kabel

Ground antara Arduino dengan perangkat I2C Client. Untuk sisi software,

Arduino sudah cukup membantu dengan protokol ini melalui ‘wire.h’.

library ini akan dimanfaatkan untuk mengkonversi jalur paraller LCD

menjadi jalur serial I2C.

45

Sumber:http://saptaji.com/wp-content/uploads/2016/06/modul-I2C-converter.jpg

Gambar II.27. Modul IC

Berikut wiring LCD yang sudah menggunakan I2C module ke Arduino:

Sumber: http://saptaji.com/wp-content/uploads/2016/06/bekerja-

dengan-I2C-LCD-dan-Arduino.png

Gambar II.28. Wiring I2C

GND → GND Arduino

VCC → 5V

SDA → PIN A4 (Data)

SCL → PIN A5 (Serial)

46

Setelah itu lakukan test dengan mengupload program yang terdapat

pada library.

2.1.6. Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk

mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Buzzer terdiri dari kumparan

yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus

sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau

keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan

dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan

diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan

menghasilkan suara.

Sumber:https://duwiarsana.com/wpcontent/uploads/2015/11/buz

zer.jpg?fit=600%2C600&ssl=1

Gambar II.29. Buzzer

2.1.7. Modul GSM SIM800L

Menurut (Himawan, Fadhil Puri. Sunarya, Unang. Nurmantris, 2017)

SIM800L adalah salah satu Module GSM/GPRS Serial yang dapat kita

47

Gunakan bersama Arduino/AVR. Modul ini bekerja pada 4 band frekuensi

yaitu 850Mhz, 900Mhz, 1800Mhz, dan 1900Mhz. 2.3. Modul SIM800L

GSM/GPRS adalah bagian yang berfungsi untuk berkomunikasi antara

pemantau utama dengan Handphone. ATCommand adalah perintah yang

dapat diberikan modem GSM/CDMA seperti untuk mengirim dan menerima

data berbasis GSM/GPRS, atau mengirim dan menerima SMS. SIM800L

GSM/GPRS dikendalikan melalui perintah AT.

AT+Command adalah sebuah kumpulan perintah yang digabungkan

dengan karakter lain setelah karakter „AT‟ yang biasanya digunakan pada

komunikasi serial. Dalam penelitian ini ATcommand digunakan untuk

mengatur atau memberi perintah modul GSM/CDMA. Perintah ATCommand

dimulai dengan karakter “AT” atau “at” dan diakhiri dengan kode (0x0d).

Sumber:https://www.ifuturetech.org/ifuture/uploads/2016/12/sim8

00L_module-view-for-sim-and-front-india.png

Gambar II.30. Modul SIM800L

Berikut ini spesifikasi dari Modem ini: Fitur:

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

2. Terhubung dengan jaringan GSM global menggunakan 2G SIM

(Telkomsel,Indosat, Three)

48

3. Voice call dengan external 8 speaker dan electret microphone.

4. Kirim dan terima SMS.

5. Kirim dan terima GPRS data (TCP/IP, HTTP, etc.)

6. GPIO ports, misalnya untuk buzzer dan vibrational motor.

7. AT command interface dengan deteksi "auto baud".

2.1.8. Mikrokontroler AVR

Menurut (Rerungan & Wira Nugraha, n.d.) Mikrokontroler AVR

adalah sebuah sistem komputer lengkap dalam satu serpih (chip).

Mikrokontroler lebih dari sekedar sebuah mikroprosesor karena sudah

terdapat atau berisikan ROM (Read-Only Memory), RAM (Read-Write

Memory), beberapa masukan maupun keluaran, dan beberapa peripheral

seperti pencacah atau pewaktu, ADC (Analog to Digital converter), DAC

(Digital to Analog converter) dan serial komunikasi. Salah satu

mikrokontroler yang banyak digunakan saat ini yaitu mikrokontroler AVR.

Mikrokontroler berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronika

dan pada umumnya dapat menyimpan program yang pada dasarnya

menggunkan bahasa assembler. Tetapi Saat ini mikrokontroler dapat

diprogram dengan menggunakan bahasa tingkat tinggi seperti BASIC,

PASCAL atau C. Agar semua mikrokontroler dapat berfungsi, maka

mikrokontroler tersebut memerlukan komponen eksternal yang kemudian

disebut dengan system minimum. Untuk membuat sistem minimal paling

tidak dibutuhkan sistem clock dan reset, walaupun pada beberapa

mikrokontroler sudah menyediakan sistem clock internal, sehingga tanpa

rangakaian eksternal pun mikrokontroler sudah beroperasi. Pada alat

49

keamanan rumah ini menggunakan mikrokontroller ATmega328P, dan

implementasi yang digunakan dari ATmega328P adalah platform

pengembangan Arduino yaitu model Arduino Uno. Sedangkan Arduino

menurut Mandarani (2014:38) menyimpulkan bahwa: “Arduino adalah kit

elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya

terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis

AVR dari perusahaan Atmel”. Saat ini ada bermacam-macam bentuk arduino

yang disesuaikan dengan peruntukannya, salah satunya adalah Arduino USB.

Arduino USB menggunakan USB sebagai antar muka pemrogramannya,

contohnya yaitu Arduino UNO, Arduino Duemilanove, Arduino Diecimilia,

dsb.

1. Arduino Uno

Menurut (Maulana & Purnama, 2017) memyimpulkan bahwa “Arduino

Uno adalah salah satu produk berlabel arduino yang sebenarnya adalah

suatu papan elektronik 16 yang mengandung mikrokontroler Atmega328

(sebuah keping yang secara fungsional bertindak seperti sebuah

komputer)”.

50

Sumber:https://storecdn.arduino.cc/usa/catalog/product/cache/

1/image/520x330/604a3538c15e081937dbfbd20aa60aad/a/0/a

000066_featured_4.jpg

Gambar II.31. Arduino Uno

Konfigurasi yang terdapat pada Arduino Uno menurut Mandarani

(2014:38), adalah:

a. Mikrokontroler ATmega 328.

b. Beroperasi pada tegangan 5 volt.

c. Tegangan input (rekomendasi) 7 - 12 V.

d. Batas tegangan input 6 - 20V

e. Pin digital input/output 14 (6 mendukung output PWM).

f. Pin analog 6

g. Arus pin per input/output 40 mA.

h. Arus untuk pin 3.3V adalah 50mA.

i. Flash memory 32 KB (ATmega 328), 2 KB digunakan oleh bootloader.

51

j. SRAM 2 KB (ATmega 328).

k. EEPROM 1 KB (ATmega 328).

l. Kecepatan clock 16 Mhz

2. Bagian-bagian Arduino Uno

Berikut adalah bagian-bagian yang terdapat pada Arduino Uno.

Sumber:https://webagus.id/wpcontent/uploads/2018/07/

bagainarduino-300x261.png

Gambar II.32. Bagian-Bagian Arduino Uno

a) USB digunakan untuk mengupload program dari komputer ke

dalam Board Arduino, dan berfungsi sebagai komunikasi serial

antara komputer dengan Board Arduino.

b) DC-IN adalah penyuplai tegangan DC sebesar 9–12 Volt.

c) Voltage Regulator adalah untuk mengontrol tegangan yang

diberikan ke papan Arduino dan menstabilkan tegangan DC yang

digunakan oleh prosesor dan elemen lainnya.

d) Kristal merupakan jantung dari Board Arduino itu sendiri,

dikarenakan kristal menghasilkan detak-detak yang dikirim

kepada mikrokontroller agar melakukan sebuah operasi untuk

52

setiap detaknya, yang biasanya berdetak 16 juta kali per detik

(16MHz).

e) Pin Reset digunakan untuk mengatur ulang (reset) papan Arduino.

f) Pin 3.3V = dihasilkan oleh regulator on-board. Menyediakan arus

maksimum 50 mA

g) Pin 5V = pin output 5V yang telah diatur oleh regulator board

Arduino. Board dapat diaktifkan dengan daya dari Power Supply

(7 - 12V), USB (5V), atau pin Vin board (7-12V). Jika tegangan

diinput melalui pin 5V atau 3.3V secara langsung tanpa melewati

regulator, maka dapat merusak board Arduino.

h) Pin GND = Pin Ground

i) Pin Vin = pin yang digunakan jika ingin memberikan power

langsung ke board Arduino dengan tegangan 7V – 12V.

j) Pin analog digunakan untuk membaca tegangan yang dihasilkan

oleh sensor analog. Nilai pin output analog dapat diprogram dari

0 – 255 dan dapat membaca nilai analog dari 0 – 1023, yang

keduanya mewakili nilai tegangan 0-5 Volt.

k) IC Atmega merupakan komponen utama dari Board Arduino yang

didalamnya terdapat CPU, ROM, dan RAM.

l) Port ICSP digunakan untuk memprogram mikrokontroller tanpa

melalui bootloader. ICSP menggunakan jalur Serial Peripheral

Interface (SPI) untuk transfer data. Namun pada umumnya para

pengguna tidak melakukan hal ini.

53

m) Indikator LED ini seharusnya menyala ketika Arduino

dihubungkan ke sumber daya. Jika lampu ini tidak menyala, maka

ada yang salah dengan koneksi.

n) LED TX (transmit) dan RX (receive) muncul pada dua tempat.

Pertama, pada pin digital 0 dan 1, untuk menunjukkan pin yang

bertanggung jawab untuk komunikasi serial. Kedua, LED TX dan

RX di (13). LED TX berkedip dengan kecepatan yang berbeda

saat mengirim data serial. Kecepatan flashing tergantung pada

baud rate yang digunakan oleh board. RX berkedip selama proses

penerimaan.

o) Pin Digital I/O adalah 14 pin digital yang berfungsi sebagai input

atau output dan dapat diatur oleh program. Khusus untuk pin 3, 5,

6, 9, 10, dan 11 dapat juga berfungsi sebagai pin analog output

yang tegangan outputnya dapat diatur.

p) Pin IOREF = memberikan tegangan referensi ketika

mikrokontroler beroperasi. Biasa digunakan pada board shield

untuk dapat memilih sumber daya yang tepat agar dapat bekerja

dengan 5V atau 3.3V.

q) Tombol riset digunakan untuk me-reset Board Arduino sehingga

program akan memulai dari awal kembali. Tombol ini tidak untuk

menghapus program atau mengosongkan mikrokontroller.

2.2. Perangkat Lunak

2.2.1. Bahasa Pemprograman

54

Arduino menggunakan Bahasa pemrograman dengan menggunakan Bahasa C

1. Struktur

Setiap program Arduino (biasa disebut sketch) mempunyai dua buah

fungsi yang harus ada.

a. void setup ( ) { }, adalah Semua kode didalam kurung kurawal akan

dijalankan hanya satu kali ketika program Arduino dijalankan untuk

pertama kalinya.

b. void loop ( ) { }, Fungsi ini akan dijalankan setelah setup (fungsi void

setup) selesai. Setelah dijalankan satu kali fungsi ini akan dijalankan

lagi, dan lagi secara terus menerus sampai catu daya (power)

dilepaskan.

2. Syntax

Berikut ini adalah elemen bahasa C yang dibutuhkan untuk format

penulisan.

a. // (komentar satu baris), kadang diperlukan untuk memberi catatan pada

diri sendiri apa arti dari kode-kode yang dituliskan. Cukup menuliskan

dua buah garis miring dan apapun yang kita ketikkan dibelakangnya

akan diabaikan oleh program.

b. /* */(komentar banyak baris), Jika anda punya banyak catatan, maka hal

itu dapat dituliskan pada beberapa baris sebagai komentar. Semua hal

yang terletak di antara dua simbol tersebut akan diabaikan oleh

program.

55

c. { } (kurung kurawal), digunakan untuk mendefinisikan kapan blok

program mulai dan berakhir (digunakan juga pada fungsi dan

pengulangan).

d. ; (titik koma), setiap baris kode harus diakhiri dengan tanda titik koma

(jika ada titik koma yang hilang maka program tidak akan bisa

dijalankan).

3. Variabel

Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi

untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas. Variabel inilah yang

digunakan untuk memindahkannya.

a. int (integer), digunakan untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16 bit).

Tidak mempunyai angka desimal dan menyimpan nilai dari -32,768 dan

32,767.

b. long (long), digunakan ketika integer tidak mencukupi lagi. Memakai 4

byte (32 bit) dari memori (RAM) dan mempunyai rentang dari -

2,147,483,648 dan 2,147,483,647.

c. boolean (boolean), variabel sederhana yang digunakan untuk

menyimpan nilai TRUE (benar) atau FALSE (salah). Sangat berguna

karena hanya menggunakan 1 bit dari RAM.

d. float (float), digunakan untuk angka desimal (floating point). Memakai

4 byte (32 bit) dari RAM dan mempunyai rentang dari -3.4028235E+38

dan 3.4028235E+38.

56

e. char (character), menyimpan 1 karakter menggunakan kode ASCII

(misalnya ‘A’ = 65). Hanya memakai 1 byte (8 bit) dari RAM.

4. Operator Matematika

Operator yang digunakan untuk memanipulasi angka (bekerja seperti

matematika yang sederhana).

a. = ( sama dengan ), membuat sesuatu menjadi sama dengan nilai yang

lain (misalnya: x = 10 * 2, x sekarang sama dengan 20).

b. % ( persen ), menghasilkan sisa dari hasil pembagian suatu angka

dengan angka yang lain (misalnya: 12 % 10, ini akan menghasilkan

angka 2).

c. + ( tambah ), penjumlahan.

d. – ( min ), pengurangan.

e. * ( bintang ), perkalian.

f. / ( garis miring ), pembagian.

5. Operator Pembanding

Digunakan untuk membandingkan nilai logika.

a. == (sama dengan), Sama dengan (misalnya: 12 == 10 adalah FALSE

(salah) atau 12 == 12 adalah TRUE (benar))

b. != (tanda seru sama dengan), tidak sama dengan (misalnya: 12 != 10

adalah TRUE (benar) atau 12 != 12 adalah FALSE (salah))

57

c. < (lebih kecil dari), (misalnya: 12 < 10 adalah FALSE (salah) atau 12 <

12 adalah FALSE (salah) atau 12 < 14 adalah TRUE (benar))

d. > (lebih besar dari), (misalnya: 12 > 10 adalah TRUE (benar) atau 12 >

12 adalah FALSE (salah) atau 12 > 14 adalah FALSE (salah))

6. Struktur Pengaturan

Program sangat tergantung pada pengaturan apa yang akan dijalankan

berikutnya, berikut ini adalah elemen dasar pengaturan (banyak lagi yang

lain dan bisa dicari di internet).

a. if..else, dengan format seperti berikut ini:

if (kondisi) { }

else if (kondisi) { }

else { }

Dengan struktur seperti diatas program akan menjalankan kode yang

ada di dalam kurung kurawal jika kondisinya TRUE, dan jika tidak

(FALSE) maka akan diperiksa apakah kondisi pada else if dan jika

kondisinya FALSE maka kode pada else yang akan dijalankan.

b. for, dengan format seperti berikut ini:

for (int i = 0; i < #pengulangan; i++) { }

Digunakan bila anda ingin melakukan pengulangan kode di dalam

kurung kurawal beberapa kali, ganti #pengulangan dengan jumlah

pengulangan yang diinginkan. Melakukan penghitungan ke atas dengan

i++ atau ke bawah dengan i–.

58

7. Digital

a. pinMode(pin, mode)

Digunakan untuk menetapkan mode dari suatu pin, pin adalah nomor

pin yang akan digunakan dari 0-19 (pin analog 0-5 adalah 14-19). Mode

yang bisa digunakan adalah INPUT atau OUTPUT.

b. digitalWrite(pin, value)

Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai OUTPUT, pin tersebut dapat

dijadikan HIGH (ditarik menjadi 5 volts) atau LOW (diturunkan

menjadi ground).

c. digitalRead(pin)

Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai INPUT maka anda dapat

menggunakan kode ini untuk mendapatkan nilai pin tersebut apakah

HIGH (ditarik menjadi 5 volts) atau LOW (diturunkan menjadi

ground).

8. Analog

Arduino adalah mesin digital tetapi mempunyai kemampuan untuk

beroperasi di dalam alam analog (menggunakan trik). Berikut ini cara

untuk menghadapi hal yang bukan digital.

a. analogWrite(pin, value)

Beberapa pin pada Arduino mendukung PWM (pulse width

modulation) yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, 11. Ini dapat merubah pin hidup

59

(on)atau mati (off) dengan sangat cepat sehingga membuatnya dapat

berfungsi layaknya keluaran analog. Value (nilai) pada format kode

tersebut adalah angka antara 0 ( 0% duty cycle ~ 0V) dan 255 (100%

duty cycle ~ 5V).

b. analogRead(pin)

Ketika pin analog ditetapkan sebagai INPUT anda dapat membaca

keluaran voltase-nya. Keluarannya berupa angka antara 0 (untuk 0 volt)

dan 1024 (untuk 5 volt).

2.2.2. Software Editor

Aplikasi yang digunakan untuk memasukan program kedalam board

Arduino adalah software Arduino IDE, Software tersebut dapat didownload

pada situs www.arduino.cc dan terdapat tiga installer yang bisa di unduh

untuk disesuaikan dengan Operating System nya, yakni Windows, Mac-Os,

dan Linux.

1. Proses Instalasi Arduino IDE

Setelah Meng-klik software Arduino IDE yang sudah didownload akan

muncul jendela License Agreement.

60

Sumber : Dokumentasi pribadi

Gambar II.33. License Agreement

Selanjutnya jika setuju dan patuh terhadap kebijakan yang dibuat

Arduino, maka selanjutnya dapat meng-klik “I Agree”

Lalu akan muncul jendela Setup Installation Options.

Sumber : Dokumentasi pribadi

Gambar II.34. Setup Installation Options

Pada bagian ini terdapat pemilihan untuk memasang fitur apa saja yang

akan dipasang (install). Bila semua kotak sudah tercentang dapat meng-

klik “Next”.

61

Selanjutnya muncul jendela Installation Folder.

Gambar II.35. Installation Folder

Tampilan ini mengarahkan direktori mana yang akan diinstall Arduino

IDE. Secara default tidak perlu mengganti direktori instalasi Arduino

IDE. Bila tidak instalasi direktori tidak berubah dapat meng-klik “Next”.

Selanjutnya akan muncuk jendela instalasi Driver untuk berbagai macam

Board dan Hardware yang terintegrasi dengan Arduino IDE, disarankan

untuk diinstall saja demi kelancaran proses Upload coding ke

Mikrokontroller.

Gambar II.36. Installation Driver

62

Pada proses ini kemungkinan akan beberapa kali muncul pop-up perintah

instal dikarenakan komputer atau perangkat belum pernah terpasang

aplikasi sejenis Arduino IDE dan pastikan saja semua terinstal. Setelah

semua tahap proses instalasi selesai akan muncul tampilan berikut.

Gambar II.37. Installation Completed

Bila Software Arduino IDE sudah terinstal , jalankan aplikasi tersebut

dengan meng-klik shortcut aplikasi Arduino Ide di desktop atau distart

menu lalu akan muncul splash screen sabagai berikut.

Gambar II.38. Splash Screen

63

Setelah itu akan muncul jendela Arduino IDE sebagai berikut.

Gambar II.39. Arduino IDE