BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga...

28
4 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Perangkat Keras Pembahasan yang penulis lakukan terhadap alat, mulai dari pembahasan komponen elektronika digital, komponen pasif, sampai dengan pembahasan komponen aktif. Beberapa komponen yang penulis pergunakan antara lain IC Mikrokontroler Mega 2560, resistor, diode, kapasitor, infrared. 2.1.1. Teori Rangkaian Listrik Menurut Sudaryatno Sudirham (2012:1) “Rangkaian listrik (atau rangkaian elektrik) merupakan interkoneksi berbagai piranti (divais-device) yang secara bersama melaksanakan suatu tugas tertentu. Tugas itu dapat berupa pemrosesan energi ataupun pemrossesan informasi. Melalui rangkaian listrik, energi maupun informasi dikonversikan menjadi energi listrik dan sinyal listrik, dan dalam bentuk sinyal inilah energi maupun informasi dapat disalurkan dengan lebih mudah ketempat ia perlukan. 2.1.2. Teori IC Menurut Chandra dan Arifianto (2010:25) “Integrated circuit (IC) adalah suatu komponen elektronika yang dibuat dari bahan semikonduktor dan merupakan pengembangan dari transistor”. Dalam sebuah IC terdapat beberapa jensis komponen pasif maupun aktif yang tersusun dalam kemasan (packages). Jenis-jenis kemasan pada IC yang umum digunakan antara lain:

Transcript of BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga...

Page 1: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Perangkat Keras

Pembahasan yang penulis lakukan terhadap alat, mulai dari pembahasan

komponen elektronika digital, komponen pasif, sampai dengan pembahasan

komponen aktif. Beberapa komponen yang penulis pergunakan antara lain IC

Mikrokontroler Mega 2560, resistor, diode, kapasitor, infrared.

2.1.1. Teori Rangkaian Listrik

Menurut Sudaryatno Sudirham (2012:1) “Rangkaian listrik (atau

rangkaian elektrik) merupakan interkoneksi berbagai piranti (divais-device) yang

secara bersama melaksanakan suatu tugas tertentu”. Tugas itu dapat berupa

pemrosesan energi ataupun pemrossesan informasi. Melalui rangkaian listrik,

energi maupun informasi dikonversikan menjadi energi listrik dan sinyal listrik,

dan dalam bentuk sinyal inilah energi maupun informasi dapat disalurkan dengan

lebih mudah ketempat ia perlukan.

2.1.2. Teori IC

Menurut Chandra dan Arifianto (2010:25) “Integrated circuit (IC) adalah

suatu komponen elektronika yang dibuat dari bahan semikonduktor dan

merupakan pengembangan dari transistor”. Dalam sebuah IC terdapat beberapa

jensis komponen pasif maupun aktif yang tersusun dalam kemasan (packages).

Jenis-jenis kemasan pada IC yang umum digunakan antara lain:

Page 2: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

5

Single In-Line Package (SIP), Dual In-Line Package (DIP), Quad In-Line

Package (QIP), dan Flat Packs.

IC dibagi dalam dua jenis berikut:

1. IC Analog (Linear)

IC tersusun oleh beberapa rangkaian analog (liniear) dan beroperasi dengan

menggunakan sinyal sinusoidal.

Sumber : http://www.pacificwtc.com/?p=118

Gambar II.1 IC Analog

2. IC Power

IC Power merupakan jenis IC yang beroperasi pada catu daya. Umumnya

IC power digunakan pada rangkaian regulator, adaptor, dan power supply.

Page 3: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

6

Sumber : http://www.engineersgarage.com/sites/default/files/7805_1.jpg

Gambar II.2 IC Power

3. IC Digital

Berbeda dengan IC analog (linier), IC digital beroperasi pada tegangan 0 volt

(low) dan 5 volt (high). IC digital tersusun dari beberapa rangkaian logika AND,

OR, NOT, NAND, dan XOR. IC digital sering digunakan sebagai aplikasi sakelar

cepat. Pada perkembanganya IC digital merupakan jenis IC yang paling banyak

digunakan dalam segala bidang eletronika karena ukuranya kecil dan memiliki

banyak fungsi yang sangat lengkap.

Sumber : www.img.directindustry.com/images_di/photo-g/analog-digital-

converter-ic-adc-ic-33647-4057563.jpg

Gambar II.3 IC Digital

Page 4: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

7

4. IC Driver Motor (L293D)

Menurut Taufiq Dwi Septiani Suyadhi (2010:473) “Prinsip aktivasi IC

L293D dapat memutar motor DC ke dua arah, yaitu searah jarum jam (CW) dan

berlawanan arah jarum jam (CCW)”. Menurut lembar datanya IC L293D ini

mengandung dua buah rangkaian penggerak motor, sedangkan menurut Deni

Arifianto S.Si (2011:99) “L293D merupakan IC half H-brigde yang berguna

sebagai pengendali motor”.

Sumber : https://stab-iitb.org/resources/images/e/ee/L293d.jpg

Gambar II.4 IC Driver L293D

Karakteristik L293D sebagai berikut

1. Tegangan masukan maksimum 4,5-36 volt

2. Tegangan logical maksimum 4,5-36 volt

3. Arus keluaran maksimum perkanal = 1 Ampere

4. Display daya maksimum 5 watt

5. Masukan supply dan logic terpisah

Page 5: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

8

2.1.3. Sumber Tegangan

Battery Charger adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengisi battery

dengan tegangan konstan hingga mencapai tegangan yang ditentukan. Bila level

tegangan yang ditentukan itu telah tercapai, maka arus pengisian hingga menjadi

lebih lambat sehingga indikator menyala menandakan battery telah terisi penuh.

Didalam rangkaian battery charger terdapat rangkaian regulator dan rangkaian

komparator. Rangkaian regulator berfungsi untuk mengatur tegangan keluaran

agar tetap konstan, sedangkan rangkaian comparator berfungsi untuk

menurunkan arus pengisian secara otomatis pada battery pada saat tegangan

battery penuh dan menahan arus pengisian hingga menjadi lebih lambat yang

menyebabkan indikator aktif menandakan battery telah terisi penuh. Perangkat

konversi tegangan disini hanyalah digunakan sebagai perangkat yang

mengkonversikan tegangan 9 Volt dari baterai menjadi 5 Volt yang dimana

dikonversi oleh regulator. Dikonversikan menjadi 5 Volt dikarenakan secara

keseluruhan sistem universal remote control yang dibuat membutuhkan tegangan

5 Volt.

Sumber : http://www.dien-elcom.com/2012/06/rangkaian-charger-battery-15-volt-

dan-9.html

Gambar II.5 Rangkaian Charger

Page 6: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

9

2.2. Komponen Elektronika

Komponen elektronika dasar merupakan media aliran elektron yang arah

aliranya dari kutub negatif sumber tenaga, melewati beberapa komponen dan

menuju kutub positif sumber tenaga. Atau juga bisa dikatakan media aliran arus

listrik yang arah aliranya dari kutub positif melewati beberapa komponen dan

menuju ke kutub negatif. Berdasarkan sifatnya komponen elektronika terdiri dari

dua bagian yaitu komponen pasif dan komponen aktif. Dua macam komponen

inilah yang selalu ada dalam setiap rangkaian elektronika.

2.2.1. Komponen Pasif

Menurut Chandra dan Arifianto (2010b:9) “Komponen pasif adalah

komponen yang dapat digunakan tanpa tegangan minimal. Contoh komponen

pasif yaitu resistor dan kondensator (kapasitor)”.

1. Resistor

Menurut Imam Muda N (2013:27) “ Resistor adalah komponen yang

mempunyai sifat menghambat arus listrik”. Satuan nilai dari resistor adalah ohm

(Ω). Resistor merupakan komponen elektronika dua kutub yang didesain untuk

menahan arus listrik dengan memproduksi tegangan listrik di antara kedua

kutubnya, nilai tegangan terhadap resistansi berbanding dengan arus yang

mengalir.

Page 7: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

10

Tabel II.1.

Jenis Resistor dan Simbol

Sumber : Chandra dan Arifianto (2010:10) Jago Elektronika Rangkaian Sistem

Otomatis

a. Resistor Tetap (Fixed Resistor)

Menurut Imam Muda N (2013:28) “Resistor tetap merupakan suatu

resistor yang nilai resistansinya tidak dapat diubah”. Resistor tetap memiliki nilai

resistansi yang tertulis pada badan resistor dengan menggunakan kode warna dan

ode angka. Resistor jenis ini sering digunakan sebagai penghambat arus listrik

secara permanen dalam rangkaian elektronika.

Komponen Simbol

Resistor (R)

Resistor Variabel

(Potensiometer)

Resistor Variabel (Trimpot)

Resistor Variabel (single

turn/multiturn

Page 8: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

11

Sumber : http://elektronika-dasar.web.id/jenis-jenis-resistor/

Gambar II.6 Resistor Tetap

Tabel II.2

Nilai Hambatan Warna Resistor

Warna

Cincin

Cincin

I

Cincin

II

Cincin

III

Cincin IV

Pengali Cincin V

Toleransi

Hitam 0 0 0 x 1

Coklat

1 1 1 x 10 ± 1%

Merah 2 2 2 x 101 ± 2%

Jingga 3 3 3 x 102

Kuning 4 4 4 x 103

Hijau 5 5 5 x 104

Biru 6 6 6 x 105

Ungu 7 7 7 x 106

Abu-Abu 8 8 8 x 107

Putih 9 9 9 x 10

8

Emas x 0,19 ± 5%

Perak

x 0,01 ± 10%

Tanpa Warna ± 20%

Sumber : Chandra dan Arifianto (2010:11) Jago Elektronika Rangkaian Sistem

Otomatis

Page 9: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

12

b. Resistor Tidak Tetap (Variabel )

Menurut Imam Muda N (2013:29) “Resistor variabel adalah resistor yang

nilai resistansinya dapat diubah secara langsung baik dengan tuas yang telah

tersedia atau menggunakan obeng”. Ada 2 jenis Resistor variabel yang ada di

pasaran yaitu Trimpot dan Potensiometer.

1. Trimpot (Trimer Potensio)

Menurut Imam Muda N (2013:29) “Resistor jenis ini merupakan

resistor yang nilai resistansinya dapat diubah dengan memutar porosnya

menggunakan obeng. Nilai resistansi dari trimpot tertulis pada badan

trimpot menggunakan kode angka”. Nilai yang tertulis pada badan trimpot

merupakan nilai maksimum dari resistansi trimpot tersebut.

2. Potensiometer

Menurut Imam Muda N (2013:30) “Resistor jenis ini merupakan

resistor yang nilai resistansinya dapat diubah-ubah dengan cara memutar

porosnya melalui tuas yang telah tersedia. Nilai resistansi potensiometer

tertulis pada bagian potensio menggunakan kode angka”. Nilai resistansi

potensiometer yang beredar dipasaran ada 2 macam, yaitu nilai

resistansinya yang dapat diubah secara logaritmis dan nilai resistansi yang

dapat diubah secara liniear.

Page 10: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

13

Sumber : http://elektronika-dasar.web.id/jenis-jenis-resistor/

Gambar II.7 Resistor Variabel

2. Kapasitor

Menurut Taufik Dwi Septian Suyadhi (2013:17) “Kapasitor adalah

komponen dasar elektronika yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik

dengan simbol C (capasitor)”. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat

metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan di elektrik yang umum

dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung

plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan- muatan positif akan mengumpul

pada salah satu kaki (elektroda) metalnya pada saat yang sama muatan-muatan

negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat

mengalir menuju ujung kutub negatif dan begitu juga sebaliknya karena terpisah

oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama

tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya.

Adapun tipe kapasitor adalah sebagai berikut:

a. Kapasitor elektrolit (ELCO)

Kelompok kapasitor elektrolit terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan

di elektriknya adalah lapisan metal-oksida. Umumnya kapasitor yang termasuk

Page 11: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

14

kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda (+) (plus) (-) (minus)

dibadanya.

Sumber : http://www.hitech77.com/img/p/117-167-thickbox.jpg

Gambar II.8 Elco

Tabel II.3

Kode Warna Resistor

Warna Nilai

Hitam 0

Coklat 1

Merah 2

Jingga 3

Kuning 4

Hijau 5

Biru 6

Ungu 7

Abu-abu 8

Putih 9

Sumber: Chandra dan Arifianto (2010:19) Jago Elektronika Rangkaian Sistem

Otomatis

b. Kapasitor Keramik

Bentuk Kapasitor Keramik bermacam-macam. Karena sifatnya yang

stabil, kapasitor keramik bagus digunakan pada frekuensi tinggi. Pemasangan

Page 12: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

15

kapasitor keramik pada rangkaian elektronika boleh dibolak-balik. Nilai

kapasitansi kapasitor keramik sangat kecil, tetapi bagus digunakan pada

jangkauan tegangan yang luas hingga 100 volt.

Sumber: https://infokomel.com/2011/02/27/jenis-jenis-kapasitor/

Gambar II.9 Kapasitor Keramik

3. X-tal (Crystal)

Crystal umumnya digunakan sebagai rangkaian osilator yang menuntut

stabilitas frekuensi yang tinggi dalam jangka waktu yang panjang, akurasi crsytal

umumnya pada berada pada kisaran 30ppm, dengan akurasi yang lebih tinggi

akan semakin mahal harganya.

Perlu diketahui bahwa setiap mikrokontroler AVR memiliki fasilitas untuk

memilih sumber clock atau detak dengan banyak alternatif pilihan. Keluarga

AVR memberikan opsi pilihan sumber clock untuk fleksibilitas penggunaan.

Sumber: http://www.rusefi.com/forum/viewtopic.php?f=4&t=719&start=10

Gambar II.10 Crystal

Page 13: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

16

2.2.2. Komponen Aktif

Menurut Chandra dan Arifianto (2010b:9) “Komponen aktif adalah

komponen yang dapat digunakan jika ada tegangan minimal. Contoh Komponen

aktif yaitu dioda, transistor, dan operational amplifier (op-amp)”.

1. Dioda

Menurut Winarno dan Arifianto (2011:46) “Dioda merupakan salah satu

jenis komponen aktif yang berfungsi sebagai komponen penyerah”. Dioda

terbuat dari semikonduktor jenis silikon dan germanium. Dioda disusun

menggunakan semikonduktor jenis P sebagai kutub positif (+) dan

semikonduktor jenis N sebagai kutub negatif (-). Karena dioda termasuk jenis

komponen aktif, arus yang mengalir dari sambungan P ke sambungan N akan

dilewatkan jika tegangan listrik yang dilewatkan pada dioda berbahan silikon

minimal 0,7 Volt dan pada dioda berbahan germanium minimal 0,3 Volt.

Dioda juga berfungsi sebagai sakelar dalam rentang tegangan rendah.

Sebagai contoh pada dioda jenis silikon, jika tegangan kurang dari 0,7 Volt

tegangan tidak dilewatkan, dan jika tegangan lebih besar dari 0,7 Volt tegangan

dilewatkan. Dioda dibagi dalam beberapa jenis yaitu dioda penyearah, dioda

zener.

Page 14: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

17

Tabel II.4

Komponen Dioda

Nama Komponen Simbol

Dioda

Light Emmiting Dioda (LED)

Dioda Zener

Fotodioda

Sumber: Chandra dan Arifianto (2010:19) Jago Elektronika Rangkaian Sistem

Otomatis

a. Dioda Penyearah

Jika arus listrik yang lewat searah dengan arah dioda yaitu dari potensial

tinggi ke potensial rendah, dan tegangan lebih besar dari tegangan minimum

tegangan dioda maka arus akan dilewatkan. Namun jika dioda dipasang

berkebalikan dengan arah arus listrik maka dioda berfungsi untuk menghambat

arus listrik yang lewat. Kapasitas dioda memiliki batas, sehingga jika tegangan

disambungan N jauh lebih besar lebih dari puluhan atau ratusan volt daripada

tegangan disambungan P, kemungkinan dioda akan breakdown karena tidak

mampu menahan aliran arus listrik. Dioda penyearah antara lain digunakan untuk

menyearahkan arus listrik bolak balik pada transformator, dan mencegah arus

berbalik arah dalam rangkaian elektronika.

Sumber: http://www.masputz.com/2016/05/jenis-jenis-dioda-fungsi-dan-

simbolnya.html

Gambar II.11 Dioda Penyearah

Page 15: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

18

b. Light Emitting Dioda (LED)

Menurut Jatmika (2011:74) “ LED (Light Emitting Dioda) merupakan

jenis dioda yang jika diberikan tegangan forward bias akan menimbulkan cahaya

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

Simbol LED hampir sama dengan simbol dioda, hanya saja pada simbol LED

ditambahkan dua garis panah kearah luar. LED dalam rangkaian elektronika

biasa digunakan sebagai lampu indikator.

Sumber: http://www.greenprophet.com/wp-content/uploads/2012/09/LED-lights-

health-hazard.jpg

Gambar II.12 Light Emitting Dioda (LED)

2.2.3. Sensor

1. Infrared (Infra Merah)

Menurut Jatmika (2011:115) “Infra Merah adalah cahaya atau radiasi

elektromagnetik dengan frekuensi yang rendah”. Salah satu pengguna cahaya

infra merah adalah untuk menyinari jalur robot dan memberikan tanda jika ada

objek tertentu dijalur gerak robot.

a. Detektor Inframerah

Detektor infra merah yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah Infra

Red Receiver. Infra red receiver merupakan suatu modul penerima data melalui

Page 16: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

19

gelombang infra merah dengan frekuensi carrier sebesar 38 kHz. Modul ini dapat

difungsikan sebagai input dalam aplikasi transmisi data nirkabel seperti robotic,

sistem pengamanan.

http://www.electroschematics.com/4714/infrared-receiver/

Gambar II.13 Infra Red Receiver

Karakteristik Infra Red Receiver

1. Catu daya 5 volt.

2. Frekuensi carrier penerima infra merah 38 kHz

3. Panjang gelombang puncak 950 nm

4. Sudut penerima ± 450

5. Memiliki 2 sudut output: non inverting (OUT) dan inverting

(OUT) keduanya kompatibel dengan level tegangan TTL,

CMOS, dan RS-232

Page 17: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

20

2.2.4. Relay.

1. Relay

Relay menurut Jatmika (2011:23) “Suatu alat yang mengawasi keadaan

sebuah rangkaian dan memberikan perintah untuk membuka rangkaian dan

memberikan perintah untuk membuka rangkaian saat kondisi tidak normal, relay

harus bekerja sesuai yang diharapkan dengan waktu yang cepat sehingga tidak

akan mengakibatkan kerusakan ataupun bisa juga untuk mengetahui kerusakan

kecil”. Fungsi relay untuk merasakan, mengukur dan menentukan bagian sistem

yang terganggu serta memisahkan secepatnya sehingga sistem lain yang tidak

terganggu dapat beroperasi secara normal.

Sumber : https://www.inventables.com/technologies/isolated-relay-circuit

Gambar II.14 Relay

2.2.5. Mikrokontroler

Menurut Andrianto (2013:1) “ Mikrokontroler sebuah komputer kecil

(“special purpose computer”) di dalam satu IC yang berisi CPU, memori, timer,

saluran komunikasi serial dan paralel, port input/output, ADC. Mikrokontroler

digunakan untuk suatu tugas dan menjalankan suatu program.

Page 18: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

21

Mikrokontroler lebih dari sekedar sebuah mikroprosesor karena sudah terdapat

atau berisi dan ROM (Read Only Memori), RAM (Random Access Memory).

Meskipun memiliki bentuk yang lebih kecil dari sebuah komputer pribadi,

mikrokontroler dibentuk dari elemen dasar yang sama. Salah satu mikrokontroler

yang banyak digunakan saat ini adalah mikrokontroler AVR. AVR adalah

mikrokontroler RISC (Reduce Intruction Set Compute) 8 bit berdasarkan

arsitektur Harvard. Secara umum mikrokontroler ini dapat dikelompokan

menjadi 3 kelompok, yaitu AT89Sxx, ATMega, Attiny. Yang membedakan

masing masing kelompok adalah memori, peripheral , dan fitur seperti pada

umumnya.

Arduino Mega 2560 adalah sebuah papan mikrokontroler berbasis Atmega 2560

(datasheet). Mempunyai 54 pin digital input/output (dimana 14 pun dapat

diguanakan sebagai keluaran PWM), 16 pin input analog, 2 UARTs (Hardware

serial ports), sebuah crystal oscillator 16 MHz, sebuah penghubung USB, sebuah

colokan listrik, ICSP header, dan tombol kembali. Setiap isi dari Arduino Mega

2560 membutuhkan dukungan mikrokontroler; koneksi mudah antara Arduino

mega 2560 ke komputer dengan sebuah kabel USB atau daya dengan AC to DC

adaptor atau baterai untuk memulai. Arduino mega cocok sebagai rancangan

pelindung untuk Arduino Deumilanove atau Diecimila.

Page 19: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

22

Sumber : https://uge-one.com/product_info.php/products_id/40

Gambar II.15 Arduino Mega 2560

A. Arsitektur Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560 terbentuk dari prosessor yang dikenal dengan

Mikrokontroler ATMega 2560. Mikrokontroler ATMega 2560 memiliki

beberapa fitur / spesifikasi yang menjadikannya sebagai solusi pengendali yang

efektif untuk berbagai keperluan. Fitur-fitur tersebut antara lain :

1. Tegangan Operasi sebesar 5 V.

2. Tegangan input sebesar 6 – 20 V tetapi yang direkomendasikan untuk

ATMega 2560 sebesar 7 – 12 V.

3. Pin digital I/O sebanyak 54 pin dimana 14 pin merupakan keluaran

dari

PWM.

4. Pin input analog sebanyak 16 pin

5.Arus DC pin I/O sebesar 40 mA sedangkan Arus DC untuk pin 3.3V

sebesar 50 mA.

6. Flash memory 156 Kb yang mana 8 Kb digunakan oleh bootloader.

7. SRAM 8 Kbyte.

Page 20: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

23

8. EEPROM 4 Kbyte.

9. Serta mempunyai 2 Port UARTs untuk komunikasi serial.

Sumber: www.alldatasheet.com/Atmega2560

Gambar II.16 ATMega 2560 pada Arduino Mega 2560

(Atmel Corporation.2014)

Page 21: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

24

Sumber : http://readingrat.net/arduino-mega-2560-circuit-diagram/

Gambar II.17 Blok Diagram ATMega 2560.

Page 22: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

25

B. Konfigurasi Pin AVR Arduino Mega 2560

Sumber: https://www.arduino.cc/en/Hacking/PinMapping2560

Gambar II.18 Pin Arduino Mega 2560

1. VCC adalah tegangan catu digital

Page 23: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

26

2. GND adalah Ground

3. Port B (PB7..PB0)

Port B adalah sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up

resistor ( dipilih untuk masing-masing bit). Penyangga output Port B

memiliki karakter penggerak karakteristik dengan kedua sink tinggi dan

kemampuan sumber. Sebagai input, pin Port A eksternal pulled low

sumber arus jika resistor pull-up aktif. Pin port A dinyatakan tri ketika

sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan jika waktu tidak berjalan.

Port B empunyai kemampuan bergerak lebih baik daripada port lainnya.

4. Port C (PC7..PC0)

Port C adalah sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up

resistor ( dipilih untuk masing-masing bit). Penyangga output Port C

memiliki karakter penggerak karakteristik dengan kedua sink tinggi dan

kemampuan sumber. Sebagai input, pin Port C eksternal pulled low

sumber arus jika resistor pull-up aktif. Pin port C dinyatakan tri ketika

sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan jika waktu tidak berjalan.

5. Port D (PD7..PD0)

Port D adalah sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up

resistor ( dipilih untuk masing-masing bit). Penyangga output Port D

memiliki karakter penggerak karakteristik dengan kedua sink tinggi dan

kemampuan sumber. Sebagai input, pin Port D eksternal pulled low

Page 24: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

27

sumber arus jika resistor pull-up aktif. Pin port D dinyatakan tri ketika

sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan jika waktu tidak berjalan.

6. Port E (PE7..PE0)

Port E adalah sebuah port I/O 8 bit dua arah dengan internal pull-up

resistor ( dipilih untuk masing-masing bit). Penyangga output Port E

memiliki karakter penggerak karakteristik dengan kedua sink tinggi dan

kemampuan sumber. Sebagai input, pin Port E eksternal pulled low

sumber arus jika resistor pull-up aktif.

Pin port E dinyatakan tri ketika sebuah kondisi reset menjadi aktif,

bahkan jika waktu tidak berjalan.

4. Port G (PG7..PG0)

Port G adalah sebuah port I/O 6 bit dua arah dengan internal pull-up

resistor (dipilih untuk masing-masing bit). Penyangga output Port G

memiliki karakter penggerak karakteristik dengan kedua sink tinggi dan

kemampuan sumber. Sebagai input, pin Port G eksternal pulled low

sumber arus jika resistor pull-up aktif. Pin port G dinyatakan tri ketika

sebuah kondisi reset menjadi aktif, bahkan jika waktu tidak berjalan.

5. Reset

Input reset. Sebuah level rendah pada pin ini untuk lebih panjang dari

pada panjang minimum pulsa akan menghasilkan sebuah reset, bahkan

jika waktu tidak berjalan. Panjang minimum pulsa dijelaskan pada

Page 25: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

28

“Sistem dan karakter reset” pada halaman 360. Pulsa terpendek tidak

dijamin menghasilkan sebuah reset .

2.3. Perangkat Lunak

Pada umumnya program adalah sederetan instruksi atau statement yang

tentunya dalam bahasa yang dimengerti oleh komputer. Instruksi tersebut

berfungsi untuk mengatur pekerjaan apa saja yang akan dilakukan oleh komputer

agar mendapatkan dan menghasilkan suatu hasil atau keluaran yang diharapkan.

Menurut Indrajani (2007:22), bahasa pemrograman adalah “perangkat

lunak atau software yang dapat digunakan dalam proses pembuatan program

yang melalui beberapa tahapan-tahapan penyelesaian masalah”.

2.3.1. Bahasa Pemrograman

Bahasa C adalah bahasa pemrograman yang sudah dikembangkan sejak

tahun 1972 oleh Dennis Ritchie seorang ahli dari Bell Telephone Laboratories

untuk digunakan pada sistem operasi Unix. Walaupun bahasa C dirancang untuk

mengimplementasikan perangkat lunak dari suatu sistem seperti sistem operasi,

bahasa C juga sering digunakan pada aplikasi perangkat lunak portable.

Bahasa C adalah sebuah bahasa penerapan sistem yang imperatif

(prosedural) yang dirancang agar dapat di kompilasi dengan relatively

straightforward compiler, agar dapat memberikan akses tingkat rendah langsung

kepada memori, sehingga bahasa C dapat membangun instruksi langsung kepada

mesin dengan dukungan run-time minimum. Karena penggunaan bahasa tingkat

rendah inilah bahasa C menjadi pendorong pemrograman cross-platform karena

Page 26: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

29

bahasa C memiiki standar sehingga sebuah program C yang sudah tercompile

secara standar, dapat di kompilasi ke berbagai platform yang sangat luas dengan

berbagai sistem operasi dengan sedikit ataupun tanpa perubahan pada source

code program tersebut.

Bahasa C banyak digunakan pada berbagai platform seperti

mikrokontroler dan superkomputer. Seperti kebanyakan bahasa imperatif yang

ada, bahasa C memunginkan untuk membuat sebuah program terstruktur dan

memungkinkan pendefinisian lingkup variabel yang leksikal dan rekursi. Pada

bahasa C, semua kode yang dapat dieksekusi berada dalam fungsi-fungsi yang

ada. Fungsi yang ada pada bahasa C terbagi menjadi 2 jenis, yaitu fungsi yang

memiliki parameter berupa acuan nilai yang akan digunakan untuk pemrosesan,

atau fungsi yang memiliki parameter berupa pointer kepada sebuah variabel.

Program dengan bahasa C memiliki struktur kode yang berformat bebas, dengan

menggunakan titik koma (;) sebagai terminasi dari sebuah pernyataan. Pada

bahasa C juga di mungkinkan pembuatan tipe bentukan yang terdiri dari berbagai

tipe yang ada.

Compiler adalah sekumpulan atau sebuah program yang mengubah

source kode yang ditulis dalam suatu bahasa pemrograman (bahasa source kode)

tertentu menjadi suatu bahasa pemrograman lain (bahasa target). Nama

“compiler” biasa digunakan sebagai pengganti untuk program-program yang

mengubah atau menerjemahkan bahasa pemrograman tingkat tinggi menjadi

bahasa pemrograman tingkat rendah seperti bahasa mesin atau bahasa assembly.

Bahasa target pada compiler biasanya merupakan bahasa dengan bentuk biner

yang merupakan objek code yang dapat langsung di mengerti oleh mesin. Hal ini

bertujuan agar file yang dihasilkan dari suatu compiler dapat langsung di

Page 27: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

30

mengerti dan dikerjakan oleh mesin. Object code atau bahasa mesin merupakan

file atau kumpulan file yang berisi instruksi untuk mesin melakukan sesuatu dan

dilengkapi dengan metadata dan data yang dibutuhkan oleh mesin untuk

mengeksekusi program.

2.3.2. Software Editor

Pemrograman Mikrokontroler Arduino Mega 2560. Pengembangan

sebuah sistem mengunakan menggunakan Arduino Software (IDE).

IDE itu merupakan kependekan dari Integrated Developtment Enviroenment,

atau secara bahasa mudahnya merupakan lingkungan terintegrasi yang

digunakan untuk melakukan pengembangan. Disebut sebagai lingkungan karena

melalui software inilah Arduino dilakukan pemrograman untuk melakukan

fungsi-fungsi yang dibenamkan melalui sintaks pemrograman. Arduino

menggunakan bahasa pemrograman sendiri yang menyerupai bahasa C. Bahasa

pemrograman Arduino (Sketch) sudah dilakukan perubahan untuk memudahkan

pemula dalam melakukan pemrograman dari bahasa aslinya. Sebelum dijual ke

pasaran, IC mikrokontroler Arduino telah ditanamkan suatu program bernama

Bootlader yang berfungsi sebagai penengah antara compiler Arduino dengan

mikrokontroler.

Arduino IDE dibuat dari bahasa pemrograman JAVA. Arduino IDE juga

dilengkapi dengan library C/C++ yang biasa disebut Wiring yang membuat

operasi input dan output menjadi lebih mudah. Arduino IDE ini dikembangkan

dari software Processing yang dirombak menjadi Arduino IDE khusus untuk

pemrograman dengan Arduino.

Page 28: BAB II LANDASAN TEORI · Tabel II.3 Kode Warna Resistor Warna Nilai Hitam 0 Coklat 1 Merah 2 Jingga 3 Kuning 4 Hijau 5 Biru 6 Ungu 7 Abu-abu 8 Putih 9 Sumber: Chandra dan Arifianto

31

Program yang ditulis dengan menggunaan Arduino Software (IDE) disebut

sebagai sketch. Sketch ditulis dalam suatu editor teks dan disimpan dalam file

dengan ekstensi .ino. Teks editor pada Arduino Software memiliki fitur” seperti

cutting/paste dan seraching/replacing sehingga memudahkan kamu dalam

menulis kode program.