5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Teori Pendukung

2.1.1. Teori IC Digital

IC merupakan Regulator yang dapat menghasilkan tegangan output stabil

sesuai jenisnya dengan syarat tegangan input minimal yang diberikan harus lebih

besar dari tegangan outputnya. Sedangkan batas maksimal tegangan input juga harus

disesuaikan karena jika tidak maka tegangan output yang dihasilkan tidak akan

stabil. IC Regulator 7805 akan menghasilkan tegangan output stabil 5V. Menurut Tim

Pustena ITB (2011:67) menerangkan bahwa” Regulator tegangan berfungsi untuk

mengatur tegangan keluaran adaptor supaya sesuai dengan kebutuhan tegangan pada

rangkaian elektronika yang akan digunakan”

Berikut ini merupakan keunggulan yang dimiliki IC Regulator seri 7805.

a. Untuk regulasi tegangan DC, tidak memerlukan komponen elektronik tambahan.

b. Aplikasi mudah dan hemat ruang

c. Memiliki proteksi terhadap overload (beban lebih), overheat (panas lebih), dan

hubung singkat.

d. Dalam keadaan tertentu, kemampuan pembatasan arus peranti 7805 tidak hanya

melindunginya sendiri, tetapi juga melindungi rangkaian yang ditopangnya.

6

Berikut gambar IC Regulator 7805 :

Sumber : http://hubpages.com/technology/7805-Voltage-Regulator

Gambar II.1. IC Regulator 7805

2.1.2. Komponen Elektronika

Komponen elektronika adalah elemen terkecil dalam suatu rangkaian

elektronika. Dalam rangkaian elektronika pada umumnya terdiri dari komponen pasif

dan komponen aktif. Berikut definisi komponen pasif dan komponen aktif adalah

A. Resistor

Resistor adalah komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi

arus listrik yang mengalir. Menurut Jatmika (2011:51) menjelaskan bahwa “ Resistor,

sesuai namanya yang berarti penghambat, berfungsi untuk menghambat arus listrik

yang mengalir pada sebuah rangkaian”.Sesuai dengan namanya resistor bersifat

resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Dari hukum Ohms diketahui,

resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Satuan

resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω.

Dalam menyatakan resistansi sebaiknya disertakan batas kemampuan

dayanya. Berbagai macam resistor di buat dari bahan yang berbeda dengan sifat-sifat

yang berbeda. Spesifikasi lain yang perlu diperhatikan dalam memilih resistor pada

7

suatu rancangan selain besar resistansi adalah besar watt-nya. Karena resistor bekerja

dengan dialiri arus listrik, maka akan terjadi disipasi daya berupa panas sebesar

W=I2R watt. Semakin besar ukuran fisik suatu resistor biasa menunjukkan semakin

besar kemampuan disipasi daya resistor tersebut. Umumnya di pasar tersedia ukuran

1/8, ¼, 1, 2, 5, 10 dan 20 watt. Resistor yang memiliki disipasi daya 5, 10 dan 20 watt

umumnya berbentuk kubik memanjang persegi empat berwarna putih, namun ada

juga yang berbentuk silinder. Tetapi biasanya untuk resistor ukuran jumbo ini nilai

resistansi dicetak langsung dibadannya, misalnya 100W 5W. Resistor dalam teori dan

prakteknya di tulis dengan perlambangan huruf R. Dilihat dari ukuran fisik sebuah

resistor yang satu dengan yang lainnya tidak berarti sama besar nilai hambatannya.

Nilai hambatan resistor di sebut resistansi.

Berdasarkan jenis dan bahan yang digunakan untuk membuat resistor

dibedakan menjadi resistor kawat, resistor arang dan resistor oksida logam.

Sedangkan resistor arang dan resistor oksida logam berdasarkan susunan yang

dikenal resistor komposisi dan resistor film. Namun demikian dalam perdagangan

resistor-resistor tersebut dibedakan menjadi resistor tetap (fixed resistor) dan resistor

variabel. Pengunaan untuk daya rendah yang paling utama adalah jenis tahanan tetap

yaitu tahanan campuran karbon yang dicetak.

Ukuran relatif semua tahanan tetap dan tidak tetap berubah terhadap rating

daya (jumlah watt), penambahan ukuran untuk meningkatkan rating daya agar dapat

mempertahankan arus dan rugi lesapan daya yang lebih besar. Tahanan yang

berubah-ubah, seperti yang tercantum dari namanya, memiliki sebuah terminal

tahanan yang dapat diubah harganya dengan memutar dial, knob, ulir atau apa saja

8

yang sesuai untuk suatu aplikasi. Mereka bisa memiliki dua atau tiga terminal, akan

tetapi kebanyakan memiliki tiga terminal. Jika dua atau tiga terminal digunakan untuk

mengendalikan besar tegangan, maka biasanya di sebut potensiometer. Meskipun

sebenarnya piranti tiga terminal tersebut dapat digunakan sebagai rheostat atau

potensiometer (tergantung pada bagaimana dihubungkan), biasa disebut

potensiometer bila daftar dalam majalah perdagangan atau diminta untuk aplikasi

khusus.

Kebanyakan potensiometer memiliki tiga terminal. Dial, knob, dan ulir pada

tengah kemasannya mengendalikan gerak sebuah kontak yang dapat bergerak

sepanjang elemen hambatan yang dihubungkan antara dua terminal luar. Tahanan

antara terminal luar selalu tetap pada harga penuh yang terdapat pada potensiometer,

tidak terpengaruhi pada posisi lengan geser. Dengan kata lain tahanan antar terminal

luar untuk potensiometer 1MW akan selalu 1MW, tidak ada masalah bagaimana kita

putar elemen kendali.

Tahanan antara lengan geser dan salah satu terminal luar dapat diubah-ubah

dari harga minimum yaitu nol ohm sampai harga maksimum yang sama dengan harga

penuh potensiometer tersebut. Jumlah tahanan antara lengan geser dan masing-

masing terminal luar harus sama dengan besar tahanan penuh potensiometer. Apabila

tahanan antara lengan geser dan salah satu kontak luar meningkat, maka tahanan

antara lengan geser dan salah satu terminal luar yang lain akan berkurang.

Macam-macam resistor variabel:

a. Potensiometer :

1) Linier

9

2) Logaritmis

b. Trimer-Potensiometer

c. Thermister :

1) NTC ( Negative Temperature Coefisient )

2) PTC ( Positive Temperature Coefisient )

Karakteristik berbagai macam resistor dipengaruhi oleh bahan yang

digunakan. Resistansi resistor komposisi tidak stabil disebabkan pengaruh suhu, jika

suhu naik maka resistansi turun. Kurang sesuai apabila digunakan dalam rangkaian

elektronika tegangan tinggi dan arus besar. Resistansi sebuah resistor komposisi

berbeda antara kenyataan dari resistansi nominalnya. Jika perbedaan nilai sampai

10% tentu kurang baik pada rangkaian yang memerlukan ketepatan tinggi. Resistor

variabel resistansinya berubah-ubah sesuai dengan perubahan dari pengaturannya.

Resistor variabel dengan pengatur mekanik, pengaturan oleh cahaya, pengaturan oleh

temperatur suhu atau pengaturan lainnya.

Jika perubahan nilai, resistansi potensiometer sebanding dengan kedudukan

kontak gesernya maka potensiometer semacam ini disebut potensiometer linier.

Tetapi jika perubahan nilai resistansinya tidak sebanding dengan kedudukan kontak

gesernya disebut potensio logaritmis. Secara teori sebuah resistor dinyatakan

memiliki resistansi murni akan tetapi pada prakteknya sebuah resistor mempunyai

sifat tambahan yaitu sifat induktif dan kapasitif. Pada dasarnya bernilai rendah

resistor cenderung mempunyai sifat induktif dan resistor bernilai tinggi resistor

tersebut mempunyai sifat tambahan kapasitif.

10

Suhu memiliki pengaruh yang cukup berarti terhadap suatu hambatan. Di

dalam penghantar ada elektron bebas yang jumlahnya sangat besar sekali, dan

sembarang energi panas yang dikenakan padanya akan memiliki dampak yang

sedikit pada jumlah total pembawa bebas. Kenyataannya energi panas hanya akan

meningkatkan intensitas gerakan acak dari partikel yang berada dalam bahan yang

membuatnya semakin sulit bagi aliran elektron secara umum pada sembarang satu

arah yang ditentukan. Hasilnya adalah untuk penghantar yang bagus, peningkatan

suhu akan menghasilkan peningkatan harga tahanan. Akibatnya, penghantar memiliki

koefisien suhu positif.

Tidak semua nilai resistansi sebuah resistor dicantumkan dengan lambang

bilangan melainkan dengan cincin kode warna. Banyaknya cincin kode warna pada

setiap resistor berjumlah 4 dan ada juga yang berjumlah 5. Resistansi yang

mempunyai 5 cincin terdiri dari cincin 1 , 2 dan 3 adalah cincin digit, cincin 4 sebagai

pengali serta cincin 5 adalah toleransi. Resistansi yang mempunyai 4 cincin terdiri

dari cincin 1 , 2 adalah sebagai digit, cincin 3 adalah cincin pengali dan cincin 4

sebagai toleransi.

11

Sumber :http://www.geocities.ws/handounimed/medianerdi/nerdi.jpg

Gambar II .2. Data Nilai Resistor

Table II.1 Kode Warna Pada Resistor

Sumber:http://elektronikadasar.info/wp-content/uploads/2013/02/tabel-kode-warna-resistor adalah.png

12

Kode Huruf:

a) Huruf I menyatakan nilai resistor dan tanda koma 12ahasa12.

Jika huruf I adalah : R artinya x 1 (kali satu) ohm (Ω)

K artinya x 103 (kali 1000) ohm (Ω)

M artinya x 106 (kali 1000000) ohm (Ω)

b) Huruf II menyatakan toleransi

Jika huruf II adalah : J artinya toleransi ± 5 %

K artinya toleransi ± 10 %.

M artinya toleransi ± 20 %

B. Kapasitor

Menurut Jatmika (2011:58) mengemukakan bahwa “Kapasitor adalah

komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan elektron-elektron

dalam bentuk muatan listrik selama waktu yang tidak tertentu”..

Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad yang diambil dari nama

penemu Michael Faraday. Kondensator juga dikenal sebagai “kapasitor”, namun kata

“kondensator” masih dipakai hingga saat ini, berkenaan dengan kemampuan alat ini

untuk menyimpan suatu muatan listrik yang tinggi dibandingkan komponen lainnya.

13

Sumber: http://pakgunawan.com/wp-content/uploads/2012/02/kapasitor.jpg

Gambar II.3. Kapasitor dan Simbol Kapasitor

Ada 2 jenis kondensator yaitu:

1. Kondensator Polar/Elektrolit

Kondensator polar/elektrolit diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub

yaitu positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk

tabung. Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan

dielektriknya adalah lapisan metal-oksida. Umumnya kapasitor yang termasuk

kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda (+) dan (–) di badannya. Mengapa

kapasitor ini dapat memiliki polaritas, adalah karena proses pembuatannya

menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutup positif anoda dan kutub negatif

katoda.

Telah lama diketahui beberapa metal seperti tantalum, aluminium,

magnesium, titanium, niobium, zirconium dan seng (zinc) permukaannya dapat

dioksidasi sehingga membentuk lapisan metal-oksida (oxide film). Lapisan oksidasi

ini terbentuk melalui proses elektrolisa, seperti pada proses penyepuhan emas.

Elektroda metal yang dicelup kedalam larutan electrolit (sodium borate) lalu diberi

tegangan positif (anoda) dan larutan electrolit diberi tegangan negatif (katoda).

14

Oksigen pada larutan electrolyte terlepas dan mengoksidai permukaan plat metal.

Contohnya, jika digunakan Aluminium, maka akan terbentuk lapisan Aluminium-

oksida (Al2O3) pada permukaannya.

Sumber:http://belajar.it.com/wpcontent/uploads/2012/11/14ahasa-kondensator 150x150.jpeg

Gambar II.4. Simbol kondensator Polar/Elektrolit

1. Kapasitor Non Polar

Kapasitor non polar adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan

dielektrik dari keramik, film dan mika. Keramik dan mika adalah bahan yang

popular serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil. Tersedia

dari besaran pF sampai beberapa uF, yang biasanya untuk aplikasi rangkaian yang

berkenaan dengan frekuensi tinggi. Termasuk kelompok bahan dielektrik film

adalah bahan-bahan material seperti polyester (polyethylene terephthalate atau

dikenal dengan sebutan mylar), polystyrene, polyprophylene, polycarbonate,

metalized paper dan lainnya

15

Sumber:http://belajar-it.com/wp-content/uploads/2012/11/simbol-kondensator11-150x150.jpeg

Gambar II.5. Simbol kondensator Non Polar

Kapasitas dari sebuah kapasitor adalah perbandingan antara banyaknya

muatan listrik dengan tegangan kapasitor.

Keterangan :

C = Kapasitas dalam satuan farad (F)

Q = Muatan listrik dalam satuan Coulomb I

V = Tegangan kapasitor dalam satuan Volt (V)

Jika dihitung dengan rumus C = 0,0885 D/d. Maka kapasitasnya dalam satuan

pikofarad (pF).

D = luas bidang plat yang saling berhadapan dan mempengaruhi dalam satuan cm2.

D = jarak antara plat dalam satuan cm.

Bila tegangan antara plat 1 volt dan besarnya muatan listrik pada plat 1

coulomb, maka kemampuan menyimpan listriknya disebut 1 farad. Dalam

kenyataannya kapasitor dibuat dengan satuan dibawah 1 farad. Kebanyakan kapasitor

elektrolit dibuat mulai dari 1mikrofarad sampai beberapa milifarad. Kapasitor

C = Q / V

16

variabel mempunyai ukuran fisik yang besar tetapi nilai kapasitansinya sangat kecil

hanya sampai ratusan pikofarad.

Sumber: http://www.tpub.com/neets/book2/32NE0180.GIF

Gambar II.6. Perhitungan Nilai Kapasitor

Kapasitor seperti juga resistor nilai kapasitansinya ada yang dibuat tetap dan

ada yang variabel. Kapasitor dielektrikum udara, kapasitansinya berubah dari nilai

maksimum ke minimum. Kapasitor variabel sering kita jumpai pada rangkaian

pesawat penerima radio dibagian penala dan osilator. Agar perubahan kapasitansi di

dua bagian tersebut serempak maka digunakan kapasitor variabel ganda. Kapasitor

variabel ganda adalah dua buah kapasitor variabel dengan satu pemutar.

Berdasarkan dielektrikumnya kapasitor dibagi menjadi beberapa jenis, antara lain:

a. Kapasitor keramik

b. Kapasitor film

c. Kapasitor elektrolit

d. Kapasitor kertas

17

Kapasitor elektrolit dan kapasitor tantalum adalah kapasitor yang mempunyai

kutub (polar), sering disebut juga dengan nama kapasitor polar. Kapasitor film terdiri

dari beberapa jenis yaitu polyester film, poly propylene film atau polysterene film.

Sumber:http://belajar-it.com/wp-content/uploads/2012/11/simbol-kondensator11-150x150.jpeg

Gambar II.7. Simbol kondensator Non Polar

C. Transformator (Trafo)

Menurut Tim Pustena ITB (2011:61) menjelaskan bahwa “Trafo adalah

komponen elektronika yang berfungsi menaikkan atau menurunkan tegangan AC”.

Transformator terdiri dari 3 komponen pokok yaitu: kumparan pertama (primer) yang

bertindak sebagai input, kumparan kedua (sekunder) yang bertindak sebagai output,

dan inti besi yang berfungsi untuk memperkuat medan magnet yang dihasilkan.

Sumber :http://teknikelektronika.com/wp-content/uploads/2014/11/Bentuk-dan-simbol-Transformator-

trafo.jpg

Gambar II.8. Simbol dan Gambar Transformator

18

Prinsip kerja dari sebuah transformator adalah ketika kumparan primer

dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, perubahan arus listrik pada

kumparan primer menimbulkan medan magnet yang berubah. Medan magnet yang

berubah diperkuat oleh adanya inti besi dan dihantarkan inti besi ke kumparan

sekunder, sehingga pada ujung-ujung kumparan sekunder akan timbul GGL induksi.

Efek ini dinamakan induktansi timbal-balik (mutual inductance). Ketika arus listrik

dari sumber tegangan yang mengalir pada kumparan primer berbalik arah (berubah

polaritasnya) medan magnet yang dihasilkan akan berubah arah sehingga arus listrik

yang dihasilkan pada kumparan sekunder akan berubah polaritasnya.

Hubungan antara tegangan primer, jumlah lilitan primer, tegangan sekunder,

dan jumlah lilitan sekunder, dapat dinyatakan dalam persamaan:

Vp = tegangan primer (volt) Vs = tegangan sekunder (volt)

Np = jumlah lilitan primer Ns = jumlah lilitan sekunder

Berdasarkan perbandingan antara jumlah lilitan primer dan jumlah lilitan sekunder

transformator ada dua jenis yaitu:

a. Transformator step up yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik

rendah menjadi tinggi, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan

sekunder lebih banyak daripada jumlah lilitan primer (Ns > Np).

19

b. Transformator step down yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-

balik tinggi menjadi rendah, transformator ini mempunyai jumlah lilitan

kumparan primer lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder (Np > Ns).

D. ELCO (Electrolytic Capacitor)

Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari alumunium yang menggunakan

membrane oksidasi yang tipis. Karakteristik utama dari Electrolytic Capacitor adalah

perbedaan polaritas pada kedua kakinya. Dari karakteristik tersebut kita harus berhati-

hati di dalam pemasangannya pada rangkaian, jangan sampai terbalik. Bila

polaritasnya terbalik maka akan menjadi rusak bahkan meledak. Biasanya jenis

kapasitor ini digunakan pada rangkaian power supply. Menurut Jatmika (2011:73)

“Kapasitor ini tidak bisa digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya

tegangan kerja dari kapasitor dihitung dengan cara mengalikan tegangan catu daya

dengan 2”. Misalnya kapasitor akan diberikan catu daya dengan tegangan 5 Volt,

berarti kapasitor yang dipilih harus memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5 = 10

Volt. Berikut ini gambar dan simbol ELCO :

Sumber :http://www.sutekno.info/wp-content/uploads/2014/03/ellcoo.jpg

Gambar II.9. ELCO (Electrolytic Capacitor)

20

Sumber :http://roboticexplorer.heck.in/files/elco.png

Gambar II.10. Simbol ELCO (Electrolytic Capacitor)

E. Push Button

Menurut Nalwan (2012:37) menerangkan bahwa “Switch Push Button adalah

saklar tekan yang berfungsi untuk menghubungkan atau memisahkan bagian – bagian

dari suatu instalasi listrik satu sama lain”. Suatu sistem saklar tekan push button

terdiri dari saklar tekan start, stop reset dan saklar tekan untuk emergency. Push

button memiliki kontak NC (normally close) dan NO (normally open).

Sumber :https://cdn.sparkfun.com//assets/parts/9/0/00097-03-L.jpg

Gambar II.11. Simbol dan Gambar Push Button

Prinsip kerja Push Button adalah apabila dalam keadaan normal tidak ditekan

maka kontak tidak berubah, apabila ditekan maka kontak NC akan berfungsi sebagai

stop (memberhentikan) dan kontak NO akan berfungsi sebagai start.

21

F. Kristal Atau Xtal

Menurut Jatmika (2011:87) Kristal lazimnya digunakan untuk rangkaian

osilator yang menuntut stabilitas frekuensi yang tinggi dalam jangka waktu yang

panjang.

Alasan utamanya adalah karena perubahan nilai frekuensi kristal seiring

dengan waktu, atau disebut juga dengan istilah faktor penuaan frekuensi (frequency

aging), jauh lebih kecil dari pada osilator-osilator lain. Faktor penuaan frekuensi

untuk kristal berkisar pada angka ±5ppm/tahun, jauh lebih baik dari pada faktor

penuaan frekuensi osilator RC ataupun osilator LC yang biasanya berada diatas

±1%/tahun.

Kristal juga mempunyai stabilitas suhu yang sangat bagus. Lazimnya, nilai

koefisien suhu kristal berada dikisaran ±50ppm direntangan suhu operasi normal dari

-20°C sampai dengan +70°C. Bandingkan dengan koefisien suhu kapasitor yang bisa

mencapai beberapa persen. Untuk aplikasi yang menuntut stabilitas suhu yang lebih

tinggi, kristal dapat dioperasikan didalam sebuah oven kecil yang dijaga agar suhunya

selalu konstan.

Material yang mempunyai bentuk struktur kristalin, seperti quartz,

mempunyai satu sifat unik yaitu mampu menghasilkan tegangan listrik ketika diberi

tekanan mekanikal dan juga sebaliknya, berubah bentuk mekanikalnya ketika diberi

tegangan listrik. Sifat ini dikenal dengan nama efek piezo-electric.

Sifat inilah yang dimanfaatkan untuk menghasilkan resonansi listrik-mekanik,

sehingga kristal akan bergetar pada frekuensi alami tertentu jika diberi tegangan

listrik bolak-balik. Frekuensi alami ini ditentukan oleh potongan dan dimensi keping

22

kristal, yang ditetapkan pada saat pembuatan. Karena potongan dan dimensi keping

kristal dapat dikontrol secara presisi pada saat proses produksi, maka kristal

mempunyai frekuensi getar alami yang sangat akurat. Akurasi kristal umumnya

berada pada kisaran ±30ppm, dengan akurasi yang lebih tinggi juga tersedia

walaupun harganya tentu lebih mahal.

Potongan keping kristal mengacu kepada orientasi sudut pemotongan keping

kristal terhadap garis struktur kristalin, dan juga bentuk keping kristal tersebut. Ada

banyak standar potongan keping kristal, yang masing-masing mempunyai

karakteristik yang berbeda-beda. Sebagai contoh, potongan AT yang populer

mempunyai frekuensi fundamental maksimum yang tidak terlalu tinggi dan koefisien

suhu yang cukup baik (berbentuk kurva fungsi kubik). Contoh lain adalah potongan

BT, yang mempunyai frekuensi fundamental maksimum yang lebih tinggi tetapi

koefisien suhunya lebih buruk (berbentuk kurva parabolik).

Kristal dapat dioperasikan pada frekuensi fundamental atau salah satu dari

frekuensi-frekuensi harmonik ganjil (odd harmonics) yang biasa disebut dengan

istilah overtones. Frekuensi fundamental maksimum sebuah kristal ditentukan oleh

potongan dan dimensi keping kristal. Semakin tinggi frekuensi fundamental sebuah

kristal, semakin tipis tersebut, sehingga keping kristal menjadi rapuh dan mudah

patah. Jadi untuk mencapai spesifikasi frekuensi getar yang lebih tinggi, kristal harus

beroperasi menggunakan salah satu overtone yang ada.

Walaupun quartz adalah material yang paling sering digunakan untuk

membuat kristal, material lain seperti lithium-niobate, lithium-tantalate, bismuth-

germanium oxide dan alumimium-phosphate juga dapat dipakai untuk membuat

23

kristal. Material lain yang juga dapat digunakan adalah sejenis keramik yang terbuat

dari padatan timbal, zirconium dan titanium dan material polimer seperti polyvinyl

chloride dan difluorpolyethylene.

Sumber :http://www.elektronikaonline.com/files/majalah-elektronika/23ahasa23/images/23ahasa23.jpg

Gambar II.12. Kristal dan Simbol Xtal

G. LCD (Liquid Crystal Display)

Menurut Nurcahyo (2012:42) menjelaskan bahwa “LCD merupakan jenis

device penampil yang menggunakan teknologi crystal cair. Kegunaan LCD banyak

sekali dalam perancangan suatu sistem dengan menggunakan menggunakan

mikrokontroler, LCD (Liquid Crysral Display) dapat berfungsi untuk menampilakan

suatu nilai hasil sensor, menampilakan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi

mikrokontroler. M1632 merupakan modul LCD matrix dengan konfigurasi 16

karakter dan 2 baris dengan setiap karakternya dibentuk oleh baris pixel dan 5 kolom

pixel (1 baris pixel terakhir adalah kursor ).

Didalam modul M1632 sudah tersedia HD44780 yang dikeluarkan oleh

Hitachi, Hyundai dan modul-modul M1632 lainnya. HD44780 sebetulnya merupakan

mikrokontroler dirancang khusus untuk mengeendalikan LCD dan mempunyai

kemampuan untuk mengatur proses scanning pada layar LCD yang terbentuk oleh 16

24

COM dan 40 SEG sehingga mikrokontroler/perangkat yang mengakses modul LCD

ini tidak perlu lagi mengatur scanning pada layar LCD. Mikrokontroler atau

perangkat tersebut hanya mengirim data-data yang merupakan karakter yang akan

ditampilkan pada LCD atau perintah yang mengatur proses tampilan pada LCD saja.

Adapun konfigurasi dan deskripsi dari pin-pin LCD M1632 antara lain:

a. Pin 1 dihubungkan ke Gnd.

b. Pin 2 dihubungkan ke Vcc +5V.

c. Pin 3 dihubungkan ke bagian tengah potensiometer 10K ohm sebagai pengatur

kontras.

d. Pin 4 untuk memberitahukan LCD bahwa sinyal yang dikirim adalah data, jika

pin ini di set ke logika 1 (high, +5V), atau memberitahukan bahwa sinyal yang

dikirim adalah perintah jika pin ini di set ke logika 0 (low, 0V).

e. Pin 5 digunakan untuk mengatur fungsi LCD. Jika di set ke logika 1 (high, +5V)

maka LCD berfungsi untuk menerima data (membaca data). Dan fungsi untuk

mengeluarkan data, jika pin ini di set ke logika 0 (low, 0V). Namun kebanyakan

aplikasi hanya digunakan untuk menerima data, sehingga pin 5 ini biasanya

dihubungkan ke Gnd.

f. Pin 6 adalah terminal enable. Berlogika 1 setiap kali pengiriman atau pembaca

data.

g. Pin 7 – Pin 14 adalah data 8 bit data bus (Aplikasi ini menggunakan 4 bit MSB

saja, sehingga pin data yang digunakan hanya pin 11 – pin 14).

h. Pin 15 dan Pin 16 adalah tegangan untuk menyalakan lampu LCD.

25

Adapun gambar dari LCD 16x2 adalah sebagai berikut:

Sumber : https://electrosome.com/wp-content/uploads/2013/05/16x2-Character-LCD.jpg

Gambar II.13. LCD 16x2

Modul LCD M1632 memilki beberapa jenis memori yang digunakan untuk

menyimpan atau memproses data-data yang ditampilkan pada layar LCD.

Setiap memori mempunyai fungsi-fungsi tersendiri.

a. DDRAM

DDRAM merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan berada.

Contohnya karakter ‘A’ atau 41h yang ditulis pada alamat 00 akan tampil pada

baris pertama dan kolom pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut di alamat

40h, karakter tersebut akan tampil pada baris kedua kolom pertama dari LCD.

b. CGRAM

CGRAM merupakan memori untuk menggambarkan pola seluruh karakter

dan bentuk karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Akan tetapi isi memori

akan hilang saat power supply tidak aktif sehingga pola karakter akan hilang.

26

c. CGROM

Adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dan pola tersebut

ditentukan secara permanen dari HD44780 sehingga pengguna tidak dapat

mengubah lagi. Oleh karena ROM bersifat permanen, pola karakter tersebut

akan hilang walaupun power supplay tidak aktif.

H. Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai

sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal

atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam keran listrik, dimana

berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan

pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Sumber :https://user.oc-static.com/files/294001_295000/294793.png

Gambar II.14. Transistor

Menurut Winarno dan Arifianto (2011:26) mengemukakan bahwa “Transistor

merupakan komponen elektronika pertama yang mengantarkan dunia elektronika

kuno menjadi elektronika modern”. Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal,

yaitu Basis (B), Emitor I dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya

27

misalnya emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar

daripada arus input basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output kolektor.

Transistor secara umum dibagi menjadi 2 macam yaitu PNP dan NPN.

1. Transistor NPN

Sumber :http://www.clipartbest.com/cliparts/nTB/gAR/nTBgARyTA.jpeg

Gambar II.15. Transistor NPN

Prinsip kerja dari transistor NPN adalah arus akan mengalir dari kolektor ke

emitor jika basisnya dihubungkan ke ground (negatif). Arus yang mengalir dari basis

harus lebih kecil daripada arus yang mengalir dari kolektor ke emitor, oleh sebab itu

maka ada baiknya jika pada pin basis dipasang sebuah resistor.

2. Transistor PNP

Sumber :http://4vector.com/thumb_data/afd-117036.jpg

Gambar II.16 Transistor PNP

Prinsip kerja dari transistor PNP adalah arus akan mengalir dari emitter

menuju ke kolektor jika pada pin basis dihubungkan ke sumber tegangan (diberi

logika 1). Arus yang mengalir ke basis harus lebih kecil daripada arus yang mengalir

28

dari emitor ke kolektor, oleh sebab itu maka ada baiknya jika pada pin basis

dipasang sebuah resistor.

I. Dioda

Dioda adalah komponen elektronika semikonduktor yang memiliki 1 buah

junction, sering disebut sebagai komponen 2 lapis (lapis N dan P). Menurut Jatmika

(2011:71) menjelaskan bahwa “Fungsi paling umum dari dioda adalah untuk

memperbolehkan arus listrik mengalir dalam satu arah (disebut kondisi panjar maju)

dan untuk menahan arus dari arah sebaliknya (disebut kondisi panjar mundur)”.

Bahan pokok untuk pembuatan dioda adalah Germanium (Ge) dan Silikon/Silsilum

(Si).

1. Dioda Silikon

Dioda silikon adalah dioda yang mempunyai fungsi sebagai pengendali. Dioda

silikon masih termasuk semikonduktor dengan karakteristik yang serupa dengan

tabung thiratrom. Dioda silikon ini terbuat dari bahan silikon, dan banyak

digunakan pada peralatan catu daya sebagai penyearah arus, pengaman tegangan

kejut, dan sebagainya. Contoh dioda silikon yaitu, 1N4001, 1N4007, dan

1N5404.

29

Sumber :http://elektronika-dasar.web.id/wp-content/uploads/2012/01/Simbol-Bentuk-Diode.jpg

Gambar II.17. Simbol dan Gambar Dioda

J. LED (Light Emitting Diode)

Menurut Jatmika (2011:74) menjelaskan bahwa “LED (Light Emitting Diode)

merupakan jenis dioda yang jika diberikan tegangan forward-bias akan menimbulkan

cahaya dengan warna-warna tertentu seperti merah, hijau dan kuning”. Pada dasarnya

LED itu merupakan komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor

jenis dioda yang mampu memancarkan cahaya. LED merupakan produk temuan lain

setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan

bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N. Untuk mendapatkan emisi cahaya

pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis

doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.

30

Sumber :http://teknikelektronika.com/wp-content/uploads/2014/12/Bentuk-dan-Simbol-LED.jpg

Gambar II.18. Simbol dan Gambar LED

Karena LED adalah salah satu jenis dioda maka LED memiliki 2 kutub yaitu anoda

dan katoda. Dalam hal ini LED akan menyala bila ada arus listrik mengalir dari

anoda menuju katoda. Pemasangan kutub LED tidak boleh terbalik karena apabila

terbalik kutubnya maka LED tersebut tidak akan menyala. LED memiliki karakteristik

berbeda-beda menurut warna yang dihasilkan. Semakin tinggi arus yang mengalir

pada led maka semakin terang pula cahaya yang dihasilkan, namun perlu diperhatikan

bahwa besarnya arus yang diperbolehkan 10mA-20mA dan pada tegangan 1,6V–3,5V

menurut karakter warna yang dihasilkan. Apabila arus yang mengalir lebih dari 20mA

maka led akan terbakar. Untuk menjaga agar LED tidak terbakar perlu kita gunakan

resistor sebagai penghambat arus.

Keunggulan LED antara lain konsumsi listrik rendah, tersedia dalam berbagai warna,

murah dan umur panjang. Keunggulannya ini membuat LED digunakan secara luas

sebagai lampu indikator pada peralatan elektronik dan sensor infra merah pada LED

infrared.

31

K. Photodiode

Menurut Jatmika (2011:74) menerangkan bahwa “Photodiode adalah dioda

yang bekerja berdasarkan intensitas cahaya, di mana jika photodiode terkena cahaya,

maka photodiode bekerja seperti dioda pada umumnya”. Photodiode merupakan sensor

cahaya semikonduktor yang dapat mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik.

Photodiode merupakan sebuah dioda dengan sambungan pn yang dipengaruhi cahaya

dalam kerjanya. Cahaya yang dapat dideteksi oleh photodiode ini mulai dari cahaya

infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X.

Sumber: http://www.rapidtables.com/electric/symbols/photodiode.GIF

Gambar II.19. Simbol dan Gambar Photodioda

Prinsip kerja dari photodiode jika sebuah sambungan pn dibias maju dan diberikan

cahaya padanya maka pertambahan arus sangat kecil sedangkan jika sambungan pn

dibias mundur arus akan bertambah cukup besar. Cahaya yang terkena photodiode

akan mengakibatkan terjadinya pergeseran foton yang akan menghasilkan pasangan

electron-hole dikedua sisi dari sambungan. Ketika elektron-elektron yang dihasilkan

itu masuk ke pita konduksi maka elektron-elektron itu akan mengalir ke arah positif

sumber tegangan sedangkan hole yang dihasilkan mengalir ke arah negatif sumber

32

tegangan sehingga arus akan mengalir di dalam rangkaian. Besarnya pasangan

elektron ataupun hole yang dihasilkan tergantung dari besarnya intensitas cahaya yang

dikenakan pada photodiode.

2.1.3 Sensor Ultrasonik

Menurut Delta Agus (2008:11) Sensor Ultrasonik merupakan sensor yang

bekerja dengan cara memancarkan suatu gelombang. Gelombang ultrasonic bekerja

pada frekuensi 20 kHz hingga sekitar 20 MHz. Frekuensi kerja yang digunakan dalam

gelombang ultrasonic bervariasi tergantung pada media yang dilalui, mulai dari

kerapatan fasa gas, cair, hingga padat secara matematis gelombang ultrasonic dapat

dirumuskan sebagai berikut :

S = v. t/2

Sensor ultrasonic ini digunakan alat kami untuk mendeteksi ketinggian air

disuatu Pintu Air / Bendungan. Secara umum sensor ultrasonic digunakan untuk

menghitung jarak dari suatu objek yang berada didepan sensor tersebut.

Berikut contoh gambar ultrasonic:

Sumber :http://teachduino.ufsc.br/files/2014/10/hc-sr04-s.jpg

Gambar II.20. Sensor Ultrasonik Tipe Paralax

33

Komponen lain untuk penunjang Sensor Uiltrasonik dapat bekerja sebagai berikut

Supply/baterai 9 volt

Relay 5 volt

Buzzer/alarm

Resistor 1 K

Transistor NPN (2N2222A)

LED

LCD

Prinsip kerja dari rangkaian sensor ultrasonic atau sensor pendeteksi ketinggian

air adalah ketika Air yang datang dari hulu melewati sungai sesampainya di pintu air ,

sensor ultrasonic akan membaca ketinggian air yang datang, jika ketinggian air

melewati batas maksimum yang ditentukan maka sensor ultrasonic akan memberikan

sinyal ke mikrokontrler kemudian mikrokontroler memberi sinyal ke motor DC

Untuk membuka pintu air dan sebagian sinyal memberi instruksi ke buzzer atau alarm

akan berbunyi untuk memberitahukan kita bahwa ketinggian air di sungai sudah

Siaga ½/3, jika sudah siaga 3 yang akan mengakibatkan kebanjiran dan memberikan

informasi kepada masyarakat untuk bersiap-siap untuk meninggalkan tempat

tinggalnya.

34

2.1.4 Motor Dan Buzzer

1. Motor DC (Direct Current)

Motor DC (Arus Searah) telah ada selama lebih dari seabad. Keberadaan

motor DC telah membawa perubahan besar sejak dikenalkan motor induksi, atau

terkadang disebut AC (Alternating Current) Shunt Motor. Menurut Budiharto

(2010:46) mengemukakan bahwa “Motor arus searah (DC) adalah suatu mesin yang

berfungsi untuk mengubah tenaga listrik arus searah menjadi gerak atau energi

mekanik”. Motor DC telah memunculkan kembali Silicon Controller Rectifier yang

digunakan untuk memfasilitasi kontrol kecepatan pada motor. Mesin listrik dapat

berfungsi sebagai motor listrik apabila didalam motor listrik tersebut terjadi proses

konversi dari energi listrik menjadi enegri mekanik. Sedangkan untuk motor DC itu

sendiri memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan jangkar dan

kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Pada motor DC kumparan

medan disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut

rotor (bagian yang berputar).

Jika tejadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka

akan timbul tegangan GGL (Gaya Gerak Listrik) yang berubah-ubah arah pada setiap

setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip dari arus searah

adalah membalik phasa negatif dari gelombang sinusoidal menjadi gelombang yang

mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang

bebalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet,

dihasilkan tegangan GGL (Gaya Gerak Listrik) seperti yang terlihat pada Gambar

dibawah ini sebagai berikut,

35

Sumber:http://www.chinavalvepump.com/Offer/SS.asp?PageIndex=6&id=161

Gambar II.21. Gelombang Arus Motor

Gaya elektromagnet pada motor DC timbul saat ada arus yang mengalir pada

penghantar yang berada dalam medan magnet. Medan magnet itu sendiri ditimbulkan

oleh megnet permanen. Garis-garis gaya magnet mengalir diantara dua kutub magnet

dari kutub utara ke kutub selatan. Menurut hukum gaya Lourentz, arus yang mengalir

pada penghantar yang terletak dalam medan magnet akan menimbulkan gaya. Gaya

F, timbul tergantung pada arah arus I, dan arah medan magnet B.

Sumber :http://www.vedcmalang.com/pppptkboemlg/images/gbartikeldep50/djokosugiono/motor7.jpg Gambar II.22. Konstruksi Motor DC

36

Belitan stator merupakan elektromagnet, dengan penguat magnet terpisah F1-

F2. Belitan jangkar ditopang oleh poros dengan ujung-ujungnya terhubung ke

komutator dan sikat arang A1-A2. Arus listrik DC pada penguat magnet mengalir dari

F1 menuju F2 menghasilkan medan magnet yang memotong belitan jangkar. Belitan

jangkar diberikan listrik DC dari A2 menuju ke A1. Sesuai kaidah tangan kiri jangkar

akan berputar berlawanan jarum jam.

Gaya elektromagnet pada motor DC timbul saat ada arus yang mengalir pada

penghantar yang berada dalam medan magnet. Medan magnet itu sendiri ditimbulkan

oleh megnet permanen. Garis-garis gaya magnet mengalir diantara dua kutub magnet

dari kutub utara ke kutub selatan. Menurut hukum gaya Lourentz, arus yang mengalir

pada penghantar yang terletak dalam medan magnet akan menimbulkan gaya. Gaya

F, timbul tergantung pada arah arus I, dan arah medan magnet B. Arah gaya F dapat

ditentukan dengan aturan tangan kiri seperti pada gambar berikut.

Sumber :http://artikel-teknologi.com/wp-content/uploads/2014/09/IMG_2227.png

Gambar II.23. Penentuan Arah Gaya Pada Kawat Berarus Listrik Dalam Medan

Magnet

37

2. Buzzer

Menurut Supriatna (2013:16) menerangkan bahwa “Buzzer merupakan alat

yang dapat menghasilkan bunyi atau suara karena mempunyai membran yang

terhubung dengan magnet dan koil”. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama

dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada

diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi

elektromagnetik, 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. Buzzer biasa digunakan

sebagai indukator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah

alat (alarm).

Sumber :http://erlerobotics.com/docs/img/Robots/Copter/buzzer.jpg

Gambar II.24. Simbol dan Gambar Buzzer

2.1.5 Mikrokontroler AVR ATMega16

Menurut Heryanto (2008:22) Mikrokontroler adalah suatu alat atau

komponen pengontrol atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil. Sebelum ada

38

mikrokontroler, telah ada terlebih dahulu muncul mikroprosesor. Bila dibandingkan

dengan mikroprosesor, mikrokontroler jauh lebih unggul karena terdapat berbagai

alasan, diantaranya tersedianya I/O pada mikrokontroler sementara pada

mikroprosesor dibutuhkan IC tambahan untuk menangani I/O tersebut. IC I/O yang

dimaksud adalah PPI 8255. Mikrokontroler telah memiliki memori internal 8 kb

Flash, 512 byte SRAM, dan 512 byte EEPROM, sedangkan Mikroprosesor belum

memiliki memori internal sehingga memerlukan IC memori eksternal.

Dengan kelebihan-kelebihan di atas, ditambah dengan harganya yang relatif murah

sehingga banyak penggemar elektronika yang kemudian beralih ke mikrokontroler.

Namun demikian, meski memiliki berbagai kelemahan, mikroprosesor tetap

digunakan sebagai dasar dalam mempelajari mikrokontroler. Inti kerja dari keduanya

adalah sama, yakni sebagai pengendali suatu 38ahasa. Mikrokontroler merupakan

komputer di dalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang

menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa disebut

“pengendali kecil“ dimana sebuah sistem elektronik

yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC

TTL dan CMOS dapat direduksi atau diperkecil dan akhirnya terpusat serta

dikendalikan oleh mikrokontroler ini. Dengan menggunakan mikrokontroler ini

maka:

a. Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas.

b. Rancang bangun 38ahasa elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar dari

sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi.

39

c. Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak.

Namun demikian tidak sepenuhnya mikrokontroler bisa mereduksi komponen IC

TTL dan CMOS yang seringkali masih diperlukan untuk aplikasi kecepatan tinggi

atau sekedar menambah jumlah saluran input dan output (I/O). dengan kata lain,

mikrokontroler adalah versi mini atau mikro dari sebuah komputer karena

mikrokontroler sudah mengandung beberapa bagian yang langsung bisa

dimanfaatkan, misalnya port 39ahasa39r, port serial, komparator, konversi digital

ke analog (DAC), konversi analog ke digital (ADC), dan sebagainya hanya

menggunakan Minimum System yang tidak rumit atau kompleks.

Mikrokontroler adalah otak dari suatu sistem elektronika seperti halnya

mikroprosesor sebagai otak komputer. Namun mikrokontroler memiliki nilai tambah

karena didalamnya sudah terdapat memori dan 39ahasa input/output dalam suatu

kemasan IC.

Berikut gambar Mikrokontroler ATMega16 :

Sumber :http://www.engineersgarage.com/sites/default/files/Atmega16.jpg

Gambar II.25. Mikrokontroler AVR ATMega16

Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori,

peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka

40

Bisa dikatakan hampir sama. Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk

Atmel, yaitu ATMega16. Selain mudah didapatkan dan lebih murah ATMega16 juga

memiliki fasilitas yang lengkap. Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu ATTiny, AVR

klasik, dan ATMega. Perbedaannya hanya pada fasilitas dan I/O yang tersedia serta

fasilitas lain seperti ADC, EEPROM, dan lain sebagainya. Salah satu contohnya

adalah ATMega16. Memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz

membuat ATMega16 lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS51. Dengan

fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan ATMega16 sebagai mikrokontroler yang

powerfull. Adapun blok diagramnya sebagai berikut :

Sumber:http://www.sakshieducation.com/Engg/EnggAcademia/Images/Microprocessor_Microcontroll

er/Bloc_diagram_Atmega.jpg

Gambar II.26. Blok Diagram Mikrokontroler AVR ATMega16

41

Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa ATMega16 memiliki bagian sebagai

berikut:

a. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D.

b. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.

c. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.

d. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

e. Watchdog Timer dengan osilator internal.

f. SRAM sebesar 512 byte.

g. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.

h. Unit interupsi internal dan eksternal.

i. Port antarmuka SPI.

j. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat 41ahasa41r41 saat operasi.

k. Antarmuka komparator analog.

l. Port USART untuk komunikasi serial.

Kapabilitas detail dari ATMega16 adalah sebagai berikut :

a. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.

b. Kapabiltas memori flash 8 Kb, SRAM sebesar 512 byte dan EEPROM

(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte.

c. ADC internal dengan kapasitas 10 bit sebanyak 8 channel.

d. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.

e. Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.

42

Mikrokontroler AVR ATMega16 mempunyai jumlah pin sebanyak 40 buah,

dimana 32 pin digunakan untuk keperluan port I/O yang dapat menjadi pin

input/output sesuai konfigurasi. Pada 32 pin tersebut terbagi atas 4 bagian (port),

yang masing-masing terdiri atas 8 pin. Pin-pin lainnya digunakan untuk keperluan

rangkaian osilator, supply tegangan, reset, serta tegangan referensi untuk ADC. Untuk

lebih jelasnya, konfigurasi pin ATMega16 dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Sumber :http://www.codeproject.com/KB/gadgets/DigitalThermometer/ATMEGA16-pinout.jpg

Gambar II.27. Konfigurasi Pin ATMega16

Berikut ini adalah susunan pin-pin dari ATMega16 :

a. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukkan catu daya.

b. GND merupakan pin ground.

c. Port A (PA0-PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC.

d. Port B (PB0-PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu

Timer/Counter, Komparator Analog, dan SPI.

43

e. Port C (PC0-PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu

TWI, Komparator Analog, dan Timer Oscilator.

f. Port D (PD0-PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu

Komparator Analog, interupsi eksternal dan komunikasi serial USART.

g. Reset merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.

h. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukkan clock eksternal (osilator

menggunakan kristal, biasanya dengan frekuensi 11,0592 MHz)

ATMega16 memiliki dua jenis memori yaitu Data Memory dan Program

Memory, ditambah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memory untuk penyimpan

data. ATMega16 memiliki On-Chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk

menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memory dibagi menjadi dua

bagian, yaitu Boot Flash Section dan Application Flash Section. Boot Flash Section

digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program yang harus

dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan.

Application Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi

yang dibuat user. AVR tidak dapat menjalakan program aplikasi ini sebelum

menjalankan program Boot Loader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat

diprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurasi bit di

register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka program pada Application

Flash Section juga sudah aman.

44

Sumber :http://www.mytutorialcafe.com/image/intro3.gif

Gambar II.28. Peta Memori Program

Gambar berikut menunjukkan peta memori SRAM pada ATMega16. Terdapat

608 lokasi data memori. 96 lokasi digunakan untuk Register File dan I/O Memory,

sementara 512 lokasi lainnya digunakan untuk internal data SRAM. Register file

terdiri dari 32 general purpose working register, I/O register terdiri dari 64 register.

Sumber :http://www.tneutron.net/mikro/wp-content/uploads/sites/5/2015/08/image_thumb15.png

Gambar II.29. Peta Memori Data

45

ATMega16 memiliki EEPROM 8 bit sebesar 512 byte untuk menyimpan data.

Loaksinya terpisah dengan system address register, data register dan control register

yang dibuat khusus untuk EEPROM. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai

$1FF.

Sumber :http://www.engineersgarage.com/sites/default/files/EEPROM24C02_0.jpg

Gambar II.30. EEPROM Data Memori

46

2.2 Konsep Dasar Program

CodeVisionAVR

Sumber : www.cursomicros.com

Gambar II.31. Codevision AVR

CodeVisionAVR adalah cross-compiler berbasis bahasa C, Integrated

Development Environment (IDE) dan Program Generator otomatis yang khusus

dirancang untuk mikrokontroler keluarga Atmel AVR Mikrokotroler.

Program ini dirancang untuk dijalankan pada sistem operasi XP, Vista dan Windows

7 arsitektur 32 bit atau 64 bit. Selain library C standar, didalam IDE codevision telah

dilengkapi dengan :

a. Modul Alphanumerik dan Graphic LCD.

b. Sensor suhu LM75 nasional semikonduktor.

47

c. Philips PCF8563, PCF8583, Maxim/Dallas Semiconductor DS1307 DS1302 dan

Real Time clock.

d. Maxim/Dallas Semiconductor 47ahasa47r one wire.

e. Maxim/Dallas Semiconductor DS1820, DS18S20 Sensor Suhu dan DS18B20.

f. Maxim/Dallas Semiconductor DS1621 Termometer/Thermostat.

g. Maxim/Dallas Semiconductor DS2433 DS2430 dan EEPROM.

h. SPI.

i. ADC (Analog To Digital Converter).

j. Komparator.

k. TWI untuk XMEGA dan non-XMEGA chip.

l. Power management.

m. delay/timer.

n. MMC/SD/SD HC FLASH.

Selain itu software ini juga dilengkapi dengan chip programmer yang

kompatibel dengan Atmel STK500, STK501, STK502, STK600, AVRISP (serial),

AVRISP MkII (USB), AVR Dragon, JTAGICE MkII, Atmel AVR910 application

note, Kanda Systems STK200+ and STK300 development boards, Vogel Elektronic

VTEC-ISP, Dontronics DT006 sehingga kita tidak memerlukan tool tambahan untuk

men-download hasil compile ke Mikrokontroler target.

Bahasa yang digunakan dalam CodeVisionAVR adalah bahasa C. Bahasa C

mempunyai kemampuan lebih dari bahasa pemrograman lain. Bahasa C merupakan

48

bahasa ang bersifat portable yaitu dengan sedikit perubahan suatu program yang

ditulis dengan bahasa C pada suatu komputer dapat dijalankan di komputer lain.

Keunggulan bahasa C lainnya adalah kecepatan prosesnya, dengan

tersedianya beberapa pustaka dari bahasa C memungkinkan seorang programmer

mengembangkan programnya lebih luas tanpa harus menulis keseluruhan dari

programnya.

Di dalam pemrograman bahasa C terdapat statement-statement kondisi yang

diguanakan antara lain:

1. Pernyataan if

Pernyataan if digunakan untuk melakukan pengambilan keputusan terhadap dua

buah kemungkinan yaitu mengerjakan suatu blok pernyataan atau tidak, jika dan

hanya jika persyaratannya terpenuhi.

If (kondisi)

// pernyataan

;

Artinya adalah pernyataan akan dijalankan jika kondisi terpenuhi.

Perhatikan contoh :

if (a<0x50)

PORTC=0x55;

49

;

Dalam contoh ini PORTC akan dikirim data 0x55 jika nilai a lebih kecil 0x50.

1. Pernyataan if… else

Pernyataan if ... else digunakan untuk melakukan pengambilan keputusan

terhadap dua buah kemungkinan, kedua kemungkinan tersebut adalah

mengerjakan pernyataan satu atau mengerjakan pernyataan yang lain.

If (kondisi)

// pernyataan a

else

// pernyataan b

;

Artinya adalah pernyataan a akan dijalankan jika kondisi terpenuhi dan

pernyataan b akan dijalankan jika kondisi tidak terpenuhi.

Perhatikan contoh dibawah ini:

if (a<0x50)

PORTC=0x55;

else

50

PORTC=0xAA;

;

PORTC akan dikirim data 0x55 jika a lebih kecil dari 0x50 dan PORTC akan

dikirim data 0xAA jika a ≥ 0x50.

3. Pernyataan Switch

Pernyataan switch digunakan untuk melakukan pengambilan keputusan

terhadap banyak kemungkinan Pernyataan switch – case digunakan jika terjadi

banyak percabangan.

…..

switch (ekspresi)

case konstanta1: Pernyataan1; break;

case konstanta2: pernyataan2 break;

……

case konstantaN: pernyataanN break;

Perhatikan contoh dibawah ini:

switch (a)

case 1 : PORTC=0x01;break;

case 2 : PORTC=0x02;break;

case 3 : PORTC=0x04;break;

51

PORTC akan dikirim data 0x01 jika nilai a=1, PORTC akan dikirim

data 0x02 jika nilai a=2 dan PORTC akan dikirm data 0x04 jika nilai a=3.

4. Pernyataan while

Pernyataan while digunakan untuk pengulangan sebuah pernyataan atau blok

pernyataan secara terus menerus selama kondisi tertentu masih terpenuhi. Bentuk

perulangan while adalah sebagai berikut:

while (kondisi)

pernyataan‐pernyataan;

Jika kondisi memenuhi (bernilai true) maka pernyataan‐pernyataan

dibawahnya akan dijalankan hingga selesai, kemudian akan menguji kembali

kondisi diatas. Perhatikan contoh dibawah ini:

i=1;

a=1;

while (<50)

a=a*2;

PORTC=a;

i++;

;

52

5. Pernyataan do…while

Pernyataan do ... while digunakan sama seperti penggunaan pernyataan dari

while. Bentuk perulangan ini kebalikan dari while –do, yaitu pernyataan dilakukan

terlebih dahulu kemudian diuji kondisinya.

Do

pernyataan‐pernyataan;

while (kondisi);

Perhatikan contoh berikut ini:

i=1;

a=1;

do

a=a*2;

PORTC=a;;

i++ ;

while (i<50);

2. Pernyataan for

53

Pernyataan for digunakan juga untuk melakukan pengulangan sebuah

pernyataan atau blok pernyataan, tetapi beberapa kali jumlah pengulangannya

dapat ditentukan secara lebih spesifik. Pernyataan for akan melakukan perulangan

beberapa kali sesuai yang diinginkan. Berikut sintaks dari penulisan pernyataan

for:

for (mulai ; kondisi ; penambahan/pengurangan)

Pernyataan‐pernyataan;

;

Perhatikan contoh berikut ini:

a=1;

for (i=1; i<50; i++)

a=a*2;

PORTC=a;

;

Contoh program tersebut akan melakukan perulangan 49 kali, yaitu dari 1

hingga 50 dengan menambahkan 1 (i++). Hasilnya PORTC akan dikirim data 1

kemudian data 2,4,8…. Sesuai dengan persamaan a=a*2.