6

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Perangkat Keras

Pada bab ini penulis akan menjelaskan tentang komponen apa saja yang

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

komponen memiliki peran penting, baik komponen elektronika aktif maupun pasif,

sensor serta perangkat output yang digunakan dalam pembuatan alat ini, maka

penulis membaginya kedalam beberapa kelompok yaitu IC analog, sumber

tegangan, komponen elektronika dasar, sensor, lcd, modul GSM SIM800L, buzzer

dan mikrokontroler.

2.1.1 Teori IC Digital & IC Analog

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

adalah suatu kelompok elektronika yang dibuat dari bahan semikonduktor dan

merupakan pengembangan dari transistor”.

IC memiliki fungsi dan tugas khusus yang telah ditentukan oleh

pembuatnya, tugas khusus ini ditentukan dengan bagaimana cara merangkai

komponen yang ada karena pada dasarnya adalah sebuah rangkaian tertentu dengan

fungsi tertentu pula.

7

Ada dua jenis Integrated Circuit (IC):

1. Integrated Circuit (IC) Analog

IC analog adalah IC yang tersusun oleh beberapa rangkaian analog (linear) dan

beroperasi dengan menggunakan sinyal sinusoidal.

Pada umumnya IC analog berfungsi sebagai penguat daya (power amplifier),

penguat sinyal, penerima frekuensi radio, penguat sinyal mikro.

2. IC Digital

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

5 volt (high). IC digital sering digunakan sebagai aplikasi sakelar cepat, dalam

perkembangannya IC digital merupakan jenis IC yang paling banyak digunakan

dalam segala bidang elektronika, karena ukurannya kecil dan memiliki fungsi

yang sangat lengkap.

2.1.2 Sumber Tegangan

Power supply atau sumber tegangan atau catu daya adalah suatu alat atau

sistem yang dapat menghasilkan energi listrik.

Jenis-jenis power supply:

1. Sumber Arus Searah (Direct Current / DC)

Arus listrik searah adalah arus listrik yang bernilai konstan dan mengalir dari

potensial tinggi (+) ke potensial rendah (-).besar arus listrik yang sering

ditemukan berkisar antara 1,5 volt hingga 24 volt. Arus listrik searah biasa

8

digunakan pada baterai, dinamo arus searah atau aki. Sumber tegangan ini tidak

mengalami perubahan terhadap waktu.

2. Sumber Arus Bolak Balik (Alternating Current/AC)

Arus listrik bolak balik adalah arus listrik dengan besar dan arah yang berubah-

ubah secara bolak balik. Arus AC mengalir bolak balik dari potensial tinggi (+)

ke potensial rendah (-) dan dari potensial rendah (-) ke potensial tinggi(+).

Gelombang listrik pada arus AC berbentuk sinusoidal, gelombang segiempat

atau gelombang segitiga, contoh penggunaan arus listrik bolak-balik adalah pada

jaringan PLN dan generator AC, jika menggunakan tegangan listrik PLN, besar

arusnya berkisar Antara 110 volt hingga 220 volt dengan frekuensi 50 Hertz.

Penggunaan arus AC pada alat penulis ini tidak digunakan langsung, tetapi harus

diubah dulu menjadi arus DC, alat yang digunakan untuk mengubah tegangan

AC menjadi tegangan DC di namakan adaptor, adaptor dapat mengeluarkan

tegangan searah dengan nilai yang berbeda-beda, mulai dari 1,5 volt hingga 12

volt, dan dapat diperbesar ataupun ditetapkan tegangannya sesuai dengan

kebutuhan.

2.1.3. Komponen Elektronika

1. Resistor

Menurut Budiharto dan Firmansyah (2010a:29) “Resistor adalah komponen

elektrik yang berfungsi memberikan hambatan terhadap aliran arus listrik”. Setiap

benda pada dasarnya adalah resistor karena benda dapat memberikan hambatan

listrik.pada setiap rangkaian elektronik membutuhkan resistor dengan spesifikasi

9

tertentu seperti besar hambatan, arus maksimum yang boleh dilewatkan dan

karakter hambatan terhadap suhu panas.

Ada 2 jenis resistor yang sering digunapan pada rangkaian elektronik, yaitu:

a. Resistor Tetap

Resistor tetap adalah resistor yang nilai resistansinya tidak bisa di ubah,

resistor jenis ini biasanya menggunakan cincin warna untuk mengetahui nilai

resistansinya, pada umumnya resistor menggunakan 4 atau 5 cincin warna,

setiap warna memiliki nilainya sendiri, berikut adalah tabel warna resistor.

Sumber: http://skemaku.com/simbol-resistor-yang-terdapat-pada-rangkaian-

elektronika/

Gambar II. 1

Simbol Resistor Tetap

Sumber: http://skemaku.com/wp-content/uploads/2015/04/resistor- film-

karbon.jpg

Gambar II. 2

Resistor

10

Tabel II.1 Tabel warna resistor

Sumber: http://belajarelektronika.net/wp-content/uploads/2016/06/daftar-tabel-

gelang-warna-resistor.jpg

Berikut adalah cara membaca nilai hambatan resistor 4 warna,

Gelang 1 merah = 2

Gelang 2 hijau = 5

Gelang 3 oranye= x 1.000

Gelang 4 emas = 5%

Nilai hambatan resistor tersebut adalah 25.000±5%, atau

Nilai hambatan maksimum adalah 25.000 + (25.000 x 5%) = 26.250 Ω.

Nilai hambatan minimum adalah 25.000 – (25.000 x 5%) = 23.750 Ω.

Untuk membaca nilai hambatan resistor 5 warna,

Gelang 1 kuning = 4

Gelang 2 biru = 6

Gelang 3 hitam = 0

Gelang 4 oranye = x 1.000

11

Gelang 5 coklat = 1%

Nilai hambatan resistor tersebut adalah 460.000±1%, atau

Nilai hambatan maksimum adalah 460.000 + (460.000 x 1%) = 464.600 Ω

Nilai hambatan minimum adalah 460.000 + (460.000 x 1%) = 455.400 Ω.

Selain menggunakan cincin warna, resistor tetap juga ada yang menggunakan

angka dan huruf, resistor jenis ini lebih mudah dalam pembacaan nilai

resistansinya.

Sumber: http://zonaelektro.net/mengetahui-nilai-fungsi-dan-jenis-resistor/kode-

huruf-resistor/

Gambar II.3

Resistor Kode Angka dan Huruf

Kode huruf untuk nilai resistansi :

R, berarti x1 (Ohm)

K, berarti x1000 (KOhm)

M, berarti x 1000000 (MOhm)

Kode huruf untuk nilai toleransi :

F, untuk toleransi 1%

G, untuk toleransi 2%

J, untuk toleransi 5%

12

K, untuk toleransi 10%

M, untuk toleransi 20%

b. Resistor Variabel

Resistor variabel merupakan kebalikan dari resistor tetap yaitu resistor yang

nilai hambatannya bisa diatur sesuai dengan kebutuhan, perubahan nilai hambatan

ini karena diubah oleh sesuatu dari luar misalnya di putar atau digeser, perubahan

nilai dari resistor biasanya dimanfaatkan untuk mengatur sesuatu yang sifatnya

tidak tetap dan bergantung dari kondisi penerapan rangkaian.

Sumber : http://skemaku.com/wp-content/uploads/2015/04/simbol-resistor.jpg

Gambar II. 4

Simbol Resistor Variabel

Resistor Variabel pada umumnya digambarkan menyerupai symbol resistor dengan

tanda panah di tengahnya, karena kebanyakan resistor variable berkaki tiga maka

panah yang berada si tengah merupakan kaki ketiga dengan nilai resistansi yang

berubah ubah terhadap kaki pinggir, perubahan nilai resistor ini tergantung pada

posisi kaki tengah terhadap kaki pinggir.

Contoh dari resistor variabel adalah Trimmer Potensiometer dan potensiometer.

1) Trimer potensiometer

13

Resistor jenis ini sering disebut trimpot yaitu jenis resistor variabel yang diputar

menggunakan obeng, bentuk putaran dari trimpot adalah berupa lekukan seperti

tanda plus atau minus seperti pada kepala skrup.

Penggunaan trimpot dikhususkan untuk pengaturan yang bersifat tetap dah tidak

sering diubah selama pemakaian oleh pengguna.

Sumber: http://www.robotroom.com/Parts/Trimpots-quarter-inch.jpg

Gambar II. 5

Trimpot

2) Potensiometer

Potensiometer biasanya hanya di sebut potensio, adalah resistor variabel

yang nilainya di ubah dengan cara diputar memalui handle (tuas). Biasanya handle

ini diputar oleh tangan manusia dengan perantara knob potensio, penggunaan

potensio biasanya pada pengaturan yang bersifat dinamis dan berubah selama

pemakaian.

14

Sumber: http://teknikelektronika.com/wp-content/uploads/2014/11/Simbol-dan-

Bentuk-Potensiometer.png?x22079

Gambar II. 6

Potensiometer

2. Kapasitor

Menurut Tim pustena ITB (2011b:19) “kapasitor adalah dua konduktor yang

tidak saling bersentuhan dan dipisahkan oleh satu insulator (dielektrik)”.

Tugas utama dari komponen ini adalah untuk menyimpan muatan listrik

sementara. Kapasitor di notasikan dengan huruf C, satuan untuk besaran dari

kapasitor adalah F (farad) Bahan dari dielektrik ini dapat berupa kertas, kaca,

plastik film, keramik, mika, dan lainnya.

Kapasitor dibagi dalam jenis kapasitor berkutub (polar) dan tidak berkutub

(bipolar), pada kapasitor tidak berkutub pemasangan bisa bolak-balik,

sedangkan kapasitor berkutub harus sesuai dengan rangkaiannya, pemasangan

kutub positif (+) dan kutub negative (-) yang salah dapat menyebabkan kapasitor

rusak atau meledak.

15

Sumber:http://teknikelektronika.com/wpcontent/uploads/2014/07/Kapasitor.jpg?x22079

Gambar II. 7

Kapasitor

3. Kristal

Kristal merupakan komponen penting dalam elektronika. Manfaatnya besar

dalam sistem digital, karena digunakan sebagai clock untuk transfer data.

Kristal merupakan komponen yang berfungsi untuk membangkitkan frekuensi

osilasi dengan stabilitas yang tinggi. Frekuensi osilasi didapat dari efek

piezoelectric, bahan yang digunakan untuk memperoleh efek piezoelectric

diantaranya kwarsa, garam Rochelle dan Tourmaline. Bahan yang banyak

digunakan adalah kristal kwarsa (Quartz)

Sumber: http://www.immersa- lab.com/sistem-minimum-mikrokontroler.htm

Gambar II. 8

Kristal

16

4. Push Button

Sakelar push button digunakan untuk menyalakan alat elektronik sesaat ketika

tombol sakelar ditekan, ketika tombol sakelar dilepas alat elektronik akan mati.

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

Gambar II.9

Push Button

5. Konektor USB

Yang dimaksud dengan konektor dalam teknik elektronika adalah suatu

komponen Elektro-Mekanikal yang berfungsi untuk menghubungkan satu

rangkaian elektronika ke rangkaian elektronika lainnya ataupun untuk

menghubungkan suatu perangkat dengan perangkat lainnya. Pada umumnya,

konektor terdiri konektor plug (male) dan konektor socket (female).

Sedangkan 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.

17

Sumber:

http://www.hndcomputer.com/gallery/cms/DAE3E192_3C5F_48AC_8A7C1474

D750F19E.jpg

Gambar II.10

Konektor USB

6. Pin header

Header atau biasa dikenal dengan nama pin head berguna sebagai soket tempat

menghubungkan kabel-kabel konektor, ada dua jenis pin header yaitu pin header

male dan pin header female, walaupun berbeda namun memiliki fungsi yang sama

yaitu sebagai konektor.

a. Pin header female

18

Sumber:

https://grobotronics.com/images/detailed/0/8_pin_female_header__64431_zoom1

3383001004fc4d6c424a12.jpg

Gambar II.11

Pin Header Female

b. Pin header male

Sumber:

https://cdn.solarbotics.com/products/photos/71b130dcb476a43e7d6044e95a16761

1/mpin3-dscn4004.JPG

Gambar II.12

Pin Header Male

7. Atmega 328p

ATMega328 merupakan mikrokontroler keluarga AVR 8 bit. Beberapa tipe

mikrokontroler yang sama dengan ATMega8 ini antara lain ATMega8535,

ATMega16, ATMega32, ATmega328, yang membedakan antara mikrokontroler

antara lain adalah, ukuran memori, banyaknya GPIO (pin input/output), peripherial

(USART, timer, counter, dll). Dari segi ukuran fisik, ATMega328 memiliki ukuran

19

fisik lebih kecil dibandingkan dengan beberapa mikrokontroler diatas. Namun

untuk segi memori dan peripheral lainnya ATMega328 tidak kalah dengan yang

lainnya karena ukuran memori dan peripheralnya relatif sama dengan

ATMega8535, ATMega32, hanya saja jumlah GPIO lebih sedikit dibandingkan

mikrokontroler diatas.

Sumber:

https://www.eevblog.com/forum/index.php?action=dlattach;topic=56046.0;attach

=173695;image

Gambar II. 13

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 peripheral lainnya.

a. Port B

20

Port B merupakan jalur data 8 bit yang dapat difungsikan sebagai

input/output. Selain itu PORTB juga dapat memiliki fungsi alternatif seperti

di bawah ini.

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

2) OC1A (PB1), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3) dapat difungsikan sebagai

keluaran PWM (Pulse Width Modulation).

3) MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupakan jalur

komunikasi SPI.

4) Selain itu pin ini juga berfungsi sebagai jalur pemograman serial (ISP).

5) TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai

sumber clock external untuk timer.

6) XTAL1 (PB6) dan XTAL2 (PB7) merupakan sumber clock utama

mikrokontroler.

b. Port C

Port C merupakan jalur data 7 bit yang dapat difungsikan

sebagai input/output digital. Fungsi alternatif PORTC antara lain sebagai

berikut.

1) ADC6 channel (PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan resolusi sebesar 10

bit. ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan

analog menjadi data digital

2) I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada

PORTC. I2C digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau device lain

21

yang memiliki komunikasi data tipe I2C seperti sensor

kompas, accelerometer nunchuck.

c. Port D

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.

1) USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan

level sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial,

sedangkan RXD kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untuk

menerima data serial.

2) 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.

3) XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk USART,

namun kita juga dapat memanfaatkan clock dari CPU, sehingga tidak perlu

membutuhkan external clock.

4) T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external untuk timer 1

dan timer 0.

5) AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan input untuk analog

comparator.

22

ATMega328 adalah mikrokontroler keluaran dari atmel yang mempunyai

arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang mana setiap proses

eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set

Computer). Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain:

a. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only

Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanen

karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya

dimatikan.

b. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.

c. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width

Modulation) output.

d. 32 x 8-bit register serba guna.

e. Dengan clock 16 MHz kecepatan mencapai 16 MIPS.

f. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang

menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.

g. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu

siklus clock.

8. Socket Pin

Socket adalah tempat untuk memasang dan melepaskan IC fungsi dari socket

adalah untuk melindungi IC pada saat penyolderan dan memudahkan penggantian

apabila IC yang di gunakan mengalami kerusakan.

23

Sumber :

http://www.retroamplis.com/WebRoot/StoreES2/Shops/62070367/4C99/BC0F/

E6E5/0360/A13E/C0A8/29B9/6834/DIP28_ml.jpg

Gambar II. 14

Socket 28 pin

9. IC FTDI

IC FTDI (FT232RL) adalah IC konversi sinyal USB ke sinyal TTL/UART

(USB-to-TTL Converter) yang handal dan praktis untuk digunakan pada

rangkaian elektronika berbasis mikrokontroler, dengan demikian perangkat

elektronika buatan kita bisa berkomunikasi dengan perangkat lain lewat

komunikasi standar USB.

`

Sumber : http://www.ftdichip.com/Products/ICs/FT232R.htm

Gambar II.

5 IC FTDI

24

10. MOSFET tipe P (AO3401)

Sumber: http://www.sky-macau.com/Products/SOT-23-Transistor-C223/10-

pcs-Transistor-MOSFET-P-Channel-AO3401-Field-Effect-Good-Quality-DIY-

SOT-23-P4824167646.html

Gambar II.16

Mosfet tipe P

Merupakan salah satu jenis transistor yang memiliki impedansi masukan (gate)

sangat tinggi (hampir tak terhingga) sehingga dengan menggunakan MOSFET

sebagai saklar elektronik, memungkinkan untuk menghubungkannya dengan semua

jenis gerbang logika. Dengan menjadikan MOSFET sebagai saklar, maka dapat

digunakan untuk mengendalikan beban dengan arus yang tinggi dan biaya yang

lebih murah daripada menggunakan transistor bipolar. Untuk membuat MOSFET

sebagai saklar maka hanya menggunakan MOSFET pada kondisi saturasi (ON) dan

kondisi cut-off (OFF).

11. Sekering (Fuse)

a. Fuse Reguler

Fuse atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Sekering adalah

komponen yang berfungsi sebagai pengaman dalam rangkaian elektronika maupun

perangkat listrik. Fuse (Sekering) pada dasarnya terdiri dari sebuah kawat halus

25

pendek yang akan meleleh dan terputus jika dialiri oleh arus listrik yang berlebihan

ataupun terjadinya hubungan arus pendek (short circuit) dalam sebuah peralatan

listrik atau elektronika. Dengan putusnya fuse (sekering) tersebut, arus listrik yang

berlebihan tersebut tidak dapat masuk ke dalam rangkaian elektronika sehingga

tidak merusak komponen-komponen yang terdapat dalam rangkaian elektronika

yang bersangkutan. Karena fungsinya yang dapat melindungi peralatan listrik dan

peralatan elektronika dari kerusakan akibat arus listrik yang berlebihan, fuse atau

sekering juga sering disebut sebagai pengaman listrik.

Sumber: http://teknikelektronika.com/mengukur-pengertian-fungsi- fuse-

sekering/

Gambar II.17

Sekering/Fuse

Fuse (Sekering) terdiri dari 2 Terminal dan biasanya dipasang secara seri dengan

rangkaian elektronika atau listrik yang akan dilindunginya sehingga apabila fuse

(Sekering) tersebut terputus maka akan terjadi “Open Circuit” yang memutuskan

hubungan aliran listrik agar arus listrik tidak dapat mengalir masuk ke dalam

rangkaian yang dilindunginya.

b. Fuse SMD 1812 (500mA)

Adalah komponen SMD yang menawarkan proteksi terhadap kelebihan arus

(overcurrent protection) untuk alikasi rangkaian elektronika yang memerlukan

26

proteksi dengan fitur pemulihan otomatis (automatic resettable) saat kondisi

kelebihan arus telah berlalu. Sekring ini mampu bereaksi dengan cepat pada

kondisi kegagalan arus. Komponen elektronika ini beroperasi pada catu daya

maksimum 6 Volt DC dan tetap tersambung (tidak memutuskan diri) pada arus

maksimum Ihold = 500mA.

Sumber : http://uk.farnell.com/littelfuse/1812l050prxx/fuse-resettable-1812-

15v-500ma/dp/1597001

Gambar II.

8 Fuse 1812

12. LM358D

IC penguat operasional ganda (dual operational amplifiers/Op-Amps).

Komponen elektronika ini terdiri atas dua penguat operasional high-gain dengan

kompensator frekuensi yang independen, dirancang untuk beroperasi cukup dari

satu catu daya tunggal dengan rentang tegangan yang lebar untuk fleksibilitas

penuh dalam menerapkan rancangan rangkaian elektronika Anda. 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.

27

https://www.rapidonline.com/st- lm358d- low-power-dual-op-amp-smd-82-0322

Gambar II. 19

LM358D

13. Regulator tegangan

a. Regulator tegangan L7812 dan L7805

Regulator tegangan L7812 memiliki fungsi untuk menstabilkan tegangan

DC +12 volt(V). IC ini akan bekerja sebagai regulator tegangan DC yang stabil jika

tegangan input sama dengan atau lebih dari MIV (minimum input voltage),

sedangkan arus maksimum beban output yang diperbolehkan harus kurang dari atau

sama dengan MC (Maximum Current).

Sumber: http://www.addicore.com/12V-Voltage-Regulator-1-5A-L7812CV-

p/223.htm

Gambar II. 20

IC Regulator L7812

28

Regulator Tegangan L7805 memiliki fungsi untuk menstabilkan tegangan

DC +5 V. IC ini akan bekerja sebagai regulator tegangan DC yang stabil jika

tegangan input sama dengan atau lebih dari MIV (Minimum Input Voltage),

sedangkan arus maksimum beban output yang diperbolehkan harus kurang dari atau

sama dengan MC (Maximum Current).

Sumber: http://www.addicore.com/Addicore-L7805CV-5V-Voltage-Regulator-

p/ad252.htm

Gambar II. 21

IC Regulator L7805

Tabel II.1

Karakteristik IC L7812 dan L7805

Tipe IC Tegangan

Regulator

Arus Maksimum

(MC)

Tegangan Masukan

Minimum (MIV)

L7812 +12 V 1 A +14,5 V

L7805 +5 V 1 A +7 V

c. Regulator tegangan variabel LM317

Regulator tegangan variabel merupakan rangkaian regluator yang memiliki

tegangan output dapat diubah-ubah sesuai kebutuhan. Rangkaian regulator

tegangan variabel pada saat ini telah tersedia dalam bentuk chip IC regulator

tegangan variabel 3 pin. Salah satu contoh regulator tegangan variabel adalah IC

29

LM317. IC LM317 merupakan chip IC regulator tegangan variabel untuk tegangan

DC positif.

Sumber : http://teknikelektronika.com/jenis-ic-voltage-regulator-pengatur-

tegangan/

Gambar II. 22

LM317 dan rangkaian dasar

Untuk membuat power supply dengan tegangan output variabel dapat dibuat

dengan sederhana apabila menggunakan IC regulator LM317. IC Regulator

tegangan variabel LM317 terdiri dari rangkaian internal sebagai berikut.

Sumber : http://elektronika-dasar.web.id/regulator-tegangan-variable- lm317/

Gambar II. 23

Rangkaian internal LM317

Fungsi bagian pada regulator tegangan positif LM317 yaitu:

• Voltage Reference adalah jalur atau bagian yang berfungsi memberikan

tegangan referensi kontrol tegangan output pada regulator LM317. Input

tegangan referensi daiambil dari rangkaian pembagi tegangan variabel (R1

dan R2 pada rangkaian dibawah).

30

• Komparator berfungsi sebagai pembanding antar tegangan output dan

tegangan referensi, dimana besarnya tegangan output dapat dihitung dari

persamaan dibawah.

• Circuit Protection adalah rangkaian pelindung IC LM317 dari terjadinya

arus korsleting dan sebagai pelindung IC dari tegangan berlebihan.

• Power regulator adalah rangkaian darlinton transistor NPN yang berfungsi

untuk memperkuat arus output regulator tegangan variabel LM317.

IC regulator tegangan variabel LM317 memiliki kemampuan mengalirkan arus

maksimum sebesar 1,5 Ampere dan mampu memberikan tegangan output variabel

dari 1,2 volt DC sampai dengan 37 volt DC.

14. Dioda

Menurut Tim Pustena ITB (2011c:22) “ Dioda adalah suatu komponen

elektronika yang dapat melewatkan arus listrik hanya pada satu arah saja.”

Dioda terbuat dari semikonduktor jenis silicon dan germanium dioda di susun

menggunakan semikonduktor jenis p sebagai kutub positif (+) dan semikonduktor

jenis n sebagai kutub negative (-). Karena dioda termasuk komponen aktif, arus

listrik yang mengalir dari sambungan P ke sambungan N akan dilewatkan jika

tegangan listrik yang dilewatkan pada dioda berbahan silicon minimal 0,7 volt dan

pada dioda berbahan germanium minimal 0,3 volt.

31

Sumber : http://skemaku.com/6-simbol-dioda-yang-harus-diketahui/

Gambar II. 24

Jenis Dioda

Jenis – jenis diode:

a. Dioda penyearah

Memiliki fungsi yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja, dan yang

mempunyai struktur sambungan antara semikonduktor P (Anoda) dan N

(Katoda). Dengan demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju

sisi N.

Untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan arus, pada kedua

elektrodanya akan terjadi beda potensial yang disebut dengan arus balik., dan

untuk tegangan balik haruslah tidak boleh melampaui dari dari tegangan tertentu,

tegangan ini disebut dengan breakdown (tegangan tembus) yang dapat

mengakibatkan dioda menjadi rusak.

b. Dioda Zener

32

Adalah suatu dioda yang mempunyai sifat bahwa tegangan terbaliknya

stabil. Dioda ini dibuat untuk bejerja pada daerah breakdown kira-kira 2 sampai

200 volt. dioda ini digunakan sebagai voltage stabilizer atau voltage regulator.

Sebenarnya tidak ada perbedaan struktur dasar dari zener, melainkan mirip

dengan dioda biasa, perbedaan hanya dapat dilihat dari type yang tertulis pada

fisiknya.

Sesuai dengan fisik mirip dengan dioda germanium hanya mengunakan kode Z

saja, dioda ini fungsinya sebagai perstabil teegangan, dan mempunyai pembatas

tegangan misalnya 6r, 12r, dll.

c. Dioda pemancar cahaya (LED)

Menurut Budiharto dan Firmansyah (2010e:45) “LED merupakan komponen

yang dapat mengeluarkan emisi cahaya”. LED merupakan produk temuan lain

setelah dioda.

d. Dioda Photo

Dioda ini berkebalikan dengan dioda LED yang menghasilkan arus bila

terkena cahaya, untuk arus yang masuk tergantung dari besarnya cahaya yang

masuk. Dioda photo merupakan detektor cahaya yang baik sekali.

15. Transformator

Transformator atau sering disingkat dengan istilah Trafo adalah suatu alat

listrik yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain. Maksud

dari pengubahan taraf tersebut diantaranya seperti menurunkan Tegangan AC dari

220VAC ke 12 VAC ataupun menaikkan Tegangan dari 110VAC ke 220 VAC.

33

Transformator atau Trafo ini bekerja berdasarkan prinsip Induksi Elektromagnet

dan hanya dapat bekerja pada tegangan yang berarus bolak balik

(AC).Transformator (Trafo) memegang peranan yang sangat penting dalam

pendistribusian tenaga listrik. Transformator menaikan listrik yang berasal dari

pembangkit listrik PLN hingga ratusan kilo Volt untuk di distribusikan, dan

kemudian transformator lainnya menurunkan tegangan listrik tersebut ke tegangan

yang diperlukan oleh setiap rumah tangga maupun perkantoran yang pada

umumnya menggunakan Tegangan AC 220 Volt.

Bentuk dan Simbol Transformator (Trafo)

Sumber : http://teknikelektronika.com/pengertian-transformator-prinsip-kerja-

trafo/

Gambar II. 25

Bentuk dan simbol transformator atau trafo

Prinsip Kerja Transformator (Trafo)

Sebuah Transformator yang sederhana pada dasarnya terdiri dari 2 lilitan atau

kumparan kawat yang terisolasi yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder.

Pada kebanyakan Transformator, kumparan kawat terisolasi ini dililitkan pada

sebuah besi yang dinamakan dengan Inti Besi (Core). Ketika kumparan primer

34

dialiri arus AC (bolak-balik) maka akan menimbulkan medan magnet atau fluks

magnetik disekitarnya. Kekuatan Medan magnet (densitas Fluks Magnet) tersebut

dipengaruhi oleh besarnya arus listrik yang dialirinya. Semakin besar arus listriknya

semakin besar pula medan magnetnya. Fluktuasi medan magnet yang terjadi di

sekitar kumparan pertama (primer) akan menginduksi GGL (Gaya Gerak Listrik)

dalam kumparan kedua (sekunder) dan akan terjadi pelimpahan daya dari kumparan

primer ke kumparan sekunder. Dengan demikian, terjadilah pengubahan taraf

tegangan listrik baik dari tegangan rendah menjadi tegangan yang lebih tinggi

maupun dari tegangan tinggi menjadi tegangan yang rendah.

Sedangkan Inti besi pada Transformator atau Trafo pada umumnya adalah

kumpulan lempengan-lempengan besi tipis yang terisolasi dan ditempel berlapis-

lapis dengan kegunaanya untuk mempermudah jalannya Fluks Magnet yang

ditimbulkan oleh arus listrik kumparan serta untuk mengurangi suhu panas yang

ditimbulkan.

16. Saklar

Saklar digunakan untuk menyambung atau memutus aliran listrik. Selain untuk

jaringan listrik arus kuat, saklar berbentuk kecil juga dipakai untuk alat komponen

elektronika arus lemah. Secara sederhana, saklar terdiri dari dua belah logam yang

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

keadaan sambung (on) atau putus (off) dalam rangkaian tersebut.

35

Sumber: http://teknikelektronika.com/pengertian-saklar-listrik-cara-kerjanya/

Gambar II.26

Saklar

2.1.4. Sensor

Sensor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah

besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi besarn listrik berupa

tegangan, resistansi dan arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian

pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian. Sensor memiliki suatu ukuran

yang disebut sensitivitas, sensitivitas menunjukan seberapa besar pengaruh

perubahan nilai besaran fisis yang diukur oleh sensor terhadap keluaran dari sensor

tersebut.

Sensor yang digunakan dalam rangkaian ini adalah sensor ultrasonik.

Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran

fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini

didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat

dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu.

Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang

ultrasonik (bunyi ultrasonik).

Gelombang ultrasonik adalah gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi

sangat tinggi yaitu 20.000 Hz. Bunyi ultrasonik tidak dapat di dengar oleh telinga

36

manusia. Bunyi ultrasonik dapat didengar oleh anjing, kucing, kelelawar, dan

lumba-lumba. Bunyi ultrasonik bisa merambat melalui zat padat, cair dan gas.

Reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat padat hampir sama dengan

reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat cair. Akan tetapi, gelombang bunyi

ultrasonik akan diserap oleh tekstil dan busa.

Pada sensor ultrasonik, gelombang ultrasonik dibangkitkan melalui sebuah

alat yang disebut dengan piezoelektrik dengan frekuensi tertentu. Piezoelektrik ini

akan menghasilkan gelombang ultrasonik (umumnya berfrekuensi 40kHz) ketika

sebuah osilator diterapkan pada benda tersebut. Secara umum, alat ini akan

menembakkan gelombang ultrasonik menuju suatu area atau suatu target. Setelah

gelombang menyentuh permukaan target, maka target akan memantulkan kembali

gelombang tersebut. Gelombang pantulan dari target akan ditangkap oleh sensor,

kemudian sensor menghitung selisih antara waktu pengiriman gelombang dan

waktu gelombang pantul diterima.

Sumber : http://www.elangsakti.com/2015/05/sensor-ultrasonik.html

Gambar II. 27

Cara kerja sensor ultrasonic

37

Secara detail, cara kerja sensor ultrasonik adalah sebagai berikut:

a. Sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan frekuensi tertentu dan

dengan durasi waktu tertentu. Sinyal tersebut berfrekuensi diatas 20 kHz. Untuk

mengukur jarak benda (sensor jarak), frekuensi yang umum digunakan adalah

40kHz.

b. Sinyal yang dipancarkan akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan

kecepatan sekitar 340 m/s. Ketika menumbuk suatu benda, maka sinyal tersebut

akan dipantulkan oleh benda tersebut.

c. Setelah gelombang pantulan sampai di alat penerima, maka sinyal tersebut

akan diproses untuk menghitung jarak benda tersebut. Jarak benda dihitung

berdasarkan rumus :

S = 340.t/2

dimana S merupakan jarak antara sensor ultrasonik dengan benda (bidang pantul),

dan t adalah selisih antara waktu pemancaran gelombang oleh transmitter dan

waktu ketika gelombang pantul diterima receiver.

Aplikasi sensor ultasonik:

a. Dalam bidang kesehatan, gelombang ultrasonik bisa digunakan untuk

melihat organ-organ dalam tubuh manusia seperti untuk mendeteksi tumor, liver,

otak dan menghancurkan batu ginjal. Gelombang ultrasonik juga dimanfaatkan

pada alat USG (ultrasonografi) yang biasa digunakan oleh dokter kandungan.

b. Dalam bidang industri, gelombang ultrasonik digunakan untuk mendeteksi

keretakan pada logam, meratakan campuran besi dan timah, meratakan campuran

susu agar homogen, mensterilkan makanan yang diawetkan dalam kaleng, dan

membersihkan benda benda yang sangat halus. Gelombang ultrasonik juga bisa

38

digunakan untuk mendeteksi keberadaan mineral maupun minyak bumi yang

tersimpan di dalam perut bumi.

c. Dalam bidang pertahanan, gelombang ultrasonik digunakan sebagai radar

atau navigasi, di darat maupun di dalam air. Gelombang ultrasonik digunakan oleh

kapal pemburu untuk mengetahui keberadaan kapal selam, dipasang pada kapal

selam untuk mengetahui keberadaan kapal yang berada di atas permukaan air,

mengukur kedalaman palung laut, mendeteksi ranjau, dan menentukan posisi

sekelompok ikan.

Rangkaian sensor Ultrasonik terdiri dari:

a. Piezoelektrik

Piezoelektrik berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi

mekanik. Bahan piezoelektrik adalah material yang memproduksi medan listrik

ketika dikenai regangan atau tekanan mekanis. Sebaliknya, jika medan listrik

diterapkan, maka material tersebut akan mengalami regangan atau tekanan

mekanis. Jika rangkaian pengukur beroperasi pada mode pulsa elemen piezoelektrik

yang sama, maka dapat digunakan sebagai transmitter dan reiceiver. Frekuensi

yang ditimbulkan tergantung pada osilatornya yang disesuiakan frekuensi kerja dari

masing-masing transduser. Karena kelebihannya inilah maka tranduser

piezoelektrik lebih sesuai digunakan untuk sensor ultrasonik.

b. Transmitter

Transmitter adalah sebuah alat yang berfungsi sebagai pemancar

gelombang ultrasonik dengan frekuensi tertentu (misal, sebesar 40 kHz) yang

dibangkitkan dari sebuah osilator. Untuk menghasilkan frekuensi 40 KHz, harus di

39

buat sebuah rangkaian osilator dan keluaran dari osilator dilanjutkan menuju

penguat sinyal. Besarnya frekuensi ditentukan oleh komponen RLC atau kristal

tergantung dari desain osilator yang digunakan. Penguat sinyal akan memberikan

sebuah sinyal listrik yang diumpankan ke piezoelektrik dan terjadi reaksi mekanik

sehingga bergetar dan memancarkan gelombang yang sesuai dengan besar

frekuensi pada osilator.

c. Receiver

Receiver terdiri dari transduser ultrasonik menggunakan bahan piezoelektrik,

yang berfungsi sebagai penerima gelombang pantulan yang berasal dari transmitter

yang dikenakan pada permukaan suatu benda atau gelombang langsung LOS (Line

of Sight) dari transmitter. Oleh karena bahan piezoelektrik memiliki reaksi yang

reversible, elemen keramik akan membangkitkan tegangan listrik pada saat

gelombang datang dengan frekuensi yang resonan dan akan menggetarkan bahan

piezoelektrik tersebut.

Jenis sensor ultrasonik yang digunakan adalah Sensor HC-SR04. Sensor ini

merupakan sensor ultrasonik siap pakai, satu alat yang berfungsi sebagai pengirim,

penerima, dan pengontrol gelombang ultrasonik. Alat ini bisa digunakan untuk

mengukur jarak benda dari 2cm – 400cm dengan akurasi 3mm. Alat ini memiliki 4

pin, pin Vcc, Gnd, Trigger, dan Echo. Pin Vcc untuk listrik positif dan Gnd untuk

ground-nya. Pin Trigger untuk trigger keluarnya sinyal dari sensor dan pin Echo

untuk menangkap sinyal pantul dari benda.

40

Sumber : https://depokinstruments.com/2016/02/23/hc-sr04-ultrasonic-sensor/

Gambar II.28

Sensor ultrasonic HC-SR04

Cara menggunakan alat ini yaitu: ketika kita memberikan tegangan positif

pada pin Trigger selama 10uS, maka sensor akan mengirimkan 8 step sinyal

ultrasonik dengan frekuensi 40kHz. Selanjutnya, sinyal akan diterima pada pin

Echo. Untuk mengukur jarak benda yang memantulkan sinyal tersebut, maka selisih

waktu ketika mengirim dan menerima sinyal digunakan untuk menentukan jarak

benda tersebut. Berikut adalah visualisasi dari sinyal yang dikirimkan oleh sensor

HC-SR04.

Sumber : http://www.elangsakti.com/2015/05/sensor-ultrasonik.html

Gambar II.29

Sistem pewaktu pada sensor HC-SR04

2.1.5 Liquid Crystal Display (LCD) 16x2 dengan modul I2C

1. LCD 16x2

41

LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang

menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan

diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, atau pun

layar komputer. LCD yang digunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter

2 x 16. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan

untuk menampilkan status kerja alat.

Fitur LCD 16 x 2

Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :

a. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.

b. Mempunyai 192 karakter tersimpan.

c. Terdapat karakter generator terprogram.

d. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.

e. Dilengkapi dengan back light.

Sumber : http://www.leselektronika.com/2012/06/liguid-crystal-display-lcd-16-x-

2.html

Gambar II. 30

Liquid Crystal Display (LCD) 16x2

Spesifikasi Kaki LCD 16 x 2

Pin Deskripsi

1 Ground

2 Vcc

42

3 Pengatur kontras

4 “RS” Instruction atau Register Select

5 “R/W” Read/Write LCD Registers

6 “EN” Enable

7-14 Data I/O Pins

15 Vcc

16 Ground

Cara Kerja LCD Secara Umum

Pada aplikasi umumnya RW diberi logika rendah “0”. Bus data terdiri dari

4-bit atau 8-bit. Jika jalur data 4-bit maka yang digunakan ialah DB4 sampai dengan

DB7. Sebagaimana terlihat pada table diskripsi, interface LCD merupakan sebuah

parallel bus, dimana hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan

dan penulisan data dari atau ke LCD. Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8-

bit dikirim ke LCD secara 4-bit atau 8 bit pada satu waktu. Jika mode 4-bit yang

digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat sepenuhnya 8-bit (pertama

dikirim 4-bit MSB lalu 4-bit LSB dengan pulsa clock EN setiap nibble-nya). Jalur

kontrol EN digunakan untuk memberitahu LCD bahwa mikrokontroller

mengirimkan data ke LCD. Untuk mengirim data ke LCD program harus menset

EN ke kondisi high “1” dan kemudian menset dua jalur kontrol lainnya (RS dan

R/W) atau juga mengirimkan data ke jalur data bus.

Saat jalur lainnya sudah siap, EN harus diset ke “0” dan tunggu beberapa

saat (tergantung pada datasheet LCD), dan set EN kembali ke high “1”. Ketika jalur

RS berada dalam kondisi low “0”, data yang dikirimkan ke LCD dianggap sebagai

sebuah perintah atau instruksi khusus (seperti bersihkan layar, posisi kursor dll).

43

Ketika RS dalam kondisi high atau “1”, data yang dikirimkan adalah data ASCII

yang akan ditampilkan dilayar. Misal, untuk menampilkan huruf “A” pada layar

maka RS harus diset ke “1”. Jalur kontrol R/W harus berada dalam kondisi low (0)

saat informasi pada data bus akan dituliskan ke LCD. Apabila R/W berada dalam

kondisi high “1”, maka program akan melakukan query (pembacaan) data dari

LCD. Instruksi pembacaan hanya satu, yaitu Get LCD status (membaca status

LCD), lainnya merupakan instruksi penulisan. Jadi hampir setiap aplikasi yang

menggunakan LCD, R/W selalu diset ke “0”. Jalur data dapat terdiri 4 atau 8 jalur

(tergantung mode yang dipilih pengguna), DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6

dan DB7. Mengirim data secara paralel baik 4-bit atau 8-bit merupakan 2 mode

operasi primer. Untuk membuat sebuah aplikasi interface LCD, menentukan mode

operasi merupakan hal yang paling penting.

Mode 8-bit sangat baik digunakan ketika kecepatan menjadi keutamaan

dalam sebuah aplikasi dan setidaknya minimal tersedia 11 pin I/O (3 pin untuk

kontrol, 8 pin untuk data). Sedangkan mode 4 bit minimal hanya membutuhkan 7-

bit (3 pin untuk kontrol, 4 pin untuk data). Bit RS digunakan untuk memilih apakah

data atau instruksi yang akan ditransfer antara mikrokontroller dan LCD. Jika bit

ini di set (RS = 1), maka byte pada posisi kursor LCD saat itu dapat dibaca atau

ditulis. Jika bit ini di reset (RS = 0), merupakan instruksi yang dikirim ke LCD atau

status eksekusi dari instruksi terakhir yang dibaca.

2. Inter Integrated Circuit (I2C)

Komunikasi I2C (Inter-Integrated Circuit) merupakan koneksi dibuat untuk

menyediakan komunikasi antara perangkat-perangkat terintegrasi, seperti sensor,

44

RTC, dan juga EEPROM. Komunikasi I2C bersifat synchronous namun berbeda

dengan SPI karena I2C menggunakan protokol dan hanya menggunakan dua kabel

untuk komunikasi, yaitu Sychronous clock (SCL) dan Sychronous data (SDA).

Secara berurutan data dikirim dari master ke slave kemudian (setelah komunikasi

master ke slave selesai) dari slave ke master. Perangkat I2C menggunkan 2 buah

pin open-drain dua arah dengan memberikan pull-up resistor untuk setiap garis bus

sehingga berlaku seperti AND menggunakan kabel.

AVR dapat menggunakan 120 jenis perangkat untuk berbagi pada bus I2C

yang masing-masing disebut sebagai node. Setiap node beroperasi sebagai master

atau slave. Master merupakan perangkat yang menghasilan clock untuk sistem,

menginisiasi, dan juga memutuskan sebuah transmisi. Slave merupakan node yang

menerima clock dan dialamatkan oleh master. Baik master dan slave dapat

menerima dan mentransmisikan data.

Sumber: http://www.toluent.com/2015/01/i2c- inter- intgrated-circuit.html

Gambar II. 31

Aliran data I2C

I2C merupakan protokol komunikasi serial dimana setiap bit data ditransfer pada

jalur SDA yang disinkronisasikan dengan pulsa clock pada jalur SCL. Jalur data

tidak dapat berubah ketika jalur clock berada dalam kondisi high. Dalam I2C, setiap

alamat atau data yang ditransmisikan harus dibentuk dalam sebuah paket dengan

45

panjang 9 bit dimana 8 bit pertama disimpan dalam jalur SDA oleh transmitter, dan

bit ke-9 merupakan acknowledge (atau not acknowledge) oleh receiver.

Sumber : https://forum.arduino.cc/index.php?topic=367869.0

Gambar II. 32

Modul I2C

Untuk menggunakan modul LCD I2C ini yaitu dengan menghubungkan

modul LCD dan I2C menjadi satu.

Setelah itu Hubungkan :

GND – GND Arduino

VCC – VCC Arduino

SCL – A5 Arduino

SDA – A4 Arduino

Setelah itu lakukan test dengan mengupload program yang terdapat pada Library .

Sumber : http://www.belajarduino.com/2016/06/how-to-connect-1602-2004-iic-

i2c-lcd-to.html

Gambar II. 33

Modul LCD dengan I2C

46

2.1.6 Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk

mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. 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 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.

Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi

suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

Sumber : Dokumen pribadi

Gambar II. 34

Buzzer

2.1.7 Modul GSM SIM800L

SIM800L merupakan suatu modul GSM yang dapat mengakses GPRS

untuk pengiriman data ke internet dengan sistem M2M. AT-Command yang

digunakan pada SIM800L mirip dengan AT-Command untuk modul-modul GSM

lain. SIM800L merupakan keluaran versi terbaru dari SIM900. Modul SIM800L

memiliki dimensi yang kecil sehingga lebih cocok untuk diaplikasikan pada

47

perancangan alat yang didesain portable. Sim 800L memiliki Quad Band

850/900/1800/1900 MHz dengan dimensi kecil yaitu ukuran 15.8 x 17.8 x 2.4 mm

dan berat: 1.35g. SIM 800L memiliki konsumsi daya yang rendah dengan rentang

tegangan power supply 3.4 ~ 4.4 v.

Sumber : Dokumen Pribadi

Gambar II. 35

Modul GSM SIM800L

AT-Command

AT-Command merupakan standar perintah (command) yang digunakan oleh

komputer untuk berkomunikasi dengan modem atau phone modem. AT berasal

dari kata “Attention”. Dengan menggunakan AT-command, dapat diperoleh

informasi mengenai modem, melakukan pengaturan pada modem, mengirim SMS

dan menerima SMS (untuk GSM modem), dan sebagainya. Sebuah SMS akan

dikirim dalam bentuk kumpulan bilangan heksa yang berbentuk PDU

(Protocol Data Unit).

2.1.5. Arduino

Menurut Andrianto (2015:1) mengemukakan bahwa: Mikrokontroler atau pengendali mikro adalah sebuah komputer kecil (“special purpose computers”) di dalam sebuah IC/chip. Dalam sebuah IC/chip mikrokontroler terdapat CPU, memori, timer, saluran komunikasi serial dan paralel,

48

port input/output, ADC, dll. Mikrokontroler digunakan sebagai pengendali yang mengatur semua proses.

Untuk selanjutnya arduino adalah modul yang menggunakan

mikrokontroler AVR dan menggunakan seri yang lebih canggih, sehingga dapat

digunakan untuk membangun sistem elektronika berukuran minimalis namun

handal dan cepat.

Arduino merupakan pengendali mikro single-board yang bersifat open-

source, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan

penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardware nya memiliki prosesor

Atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri.

Arduino merupakan suatu platform open source (sumber terbuka) yang

dipakai untuk membuat sebuah proyek-proyek elektronika. Arduino terdiri dari dua

tahap mutlak yaitu suatu papan sirkuit fisik (tidak jarang disebut juga dengan

mikrokontroler) serta suatu perangkat lunak alias IDE (Integrated Development

Environment) yang berlangsung pada komputer. Perangkat lunak ini tak jarang

disebut Arduino IDE yang dipakai untuk menulis serta meng-upload kode dari

komputer ke papan fisik (hardware) Arduino. Ketika menuturkan Arduino maka

ada dua faktor yang terlintas dalam pikiran para pemakainya, yaitu hardware serta

aplikasi. Dua tahap ini seakan satu kesatuan utuh yang tak dapat di pisahkan.

Arduino dapat digunakan untuk mengembangkan objek interaktif,

mengambil masukan dari berbagai switch atau sensor, dan mengendalikan berbagai

lampu, motor, dan output fisik lainnya. Proyek Arduino dapat berdiri sendiri, atau

berkomunikasi dengan perangkat lunak (software) yang berjalan pada komputer

Anda (misalnya Flash, Pengolahan, MaxMSP.) Board dapat dirakit dengan tangan

atau dibeli; open-source IDE dapat didownload secara gratis.

49

Hardware serta aplikasi Arduino dirancang bagi siapapun yang berminat

untuk menciptakan objek interaktif serta pengembangan lingkungan. Arduino

sanggup berinteraksi dengan tombol, LED, motor, speaker, GPS, kamera, internet,

handphone pintar bahkan dengan televisi anda. Fleksibilitas ini dihasilkan dari

kombinasi keterdapatan aplikasi Arduino yang gratis, papan perangkat keras yang

terjangkau, serta keduanya yang mudah untuk dipelajari. Faktor inilah yang

menciptakan jumlah pemakai menjadi suatu komunitas besar dengan beberapa

kontribusinya yang sudah dihadirkan pada beberapa proyek dengan berbasiskan

Arduino.

2.2 Perangkat Lunak

2.2.1 Bahasa Pemrograman

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.

50

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.

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.

51

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.

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

52

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))

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:

53

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–.

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.

54

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 (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 penulis gunakan untuk memasukan program kedalam board

Arduino adalah menggunakan aplikasi Arduino IDE

1. Proses Instalasi Arduino IDE

Berikut adalah icon instalasi software arduino 1.8.2

Sumber: Dokumen pribadi

Gambar II. 36

Software Arduino IDE 1.8.2

55

Penulis menggunakan versi ini karena versi ini yang paling terbaru dan lengkap.

Cara instalasinya cukup meng-klik dua kali icon tersebut.

Sumber: Dokumen pribadi

Gambar II. 37

Persetujuan

Selanjutnya akan ke tahap Persetujuan Lisensi penggunaan, jika setuju dan patuh

terhadap kebijakan yang dibuat Arduino, maka selanjutnya dapat meng-klik “I

Agree”.

Sumber: Dokumen pribadi

Gambar II.38

Pilihan Instalasi

56

Selanjutnya menuju Pilihan Instalasi, pada bagian ini terdapat pemilihan untuk

memasang fitur apa saja yang akan dipasang (install).

Sumber: Dokumen Pribadi

Gambar II. 39

Direktori Arduino

Tampilan ini mengarahkan direktori mana yang akan diinstall Arduino IDE.

Secara default tidak perlu mengganti direktori instalasi Arduino IDE.

Berikut adalah tampilan proses instalasi sedang berjalan.

Sumber: Dokumen Pribadi

Gambar II. 40

Proses Instalasi

57

Selanjutnya ke tahap instalasi Driver untuk berbagai macam Board dan

Hardware yang terintegrasi dengan Arduino IDE, disarankan untuk diinstall saja

demi kelancaran proses Upload coding ke Mikrokontroller.

Sumber: Dokumen Pribadi

Gambar II. 41

Instalasi Driver

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.

Sumber: Dokumen Pribadi

Gambar II. 42

Instalasi Selesai

58

Saat ini Hardware Arduino belum dapat digunakan karena Driver FTDI belum

terpasang, driver tersebut merupakan bagian penting agar Software Arduino IDE

dan Board Arduino Duemilanove dapat berkomunikasi serta bertukar data.

Driver FTDI tidak termasuk dalam paket instalasi Sofware Arduino IDE, maka

hal yang harus dilakukan dengan cara men-download dari situs resmi FTDI yaitu

http://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm. telah berhasil dipasang dan siap

digunakan.

Sumber: Dokumen Pribadi

Gambar II. 43

USB UART yang belum terdeteksi

Saat pertama kali menghubungkan Arduino kami ke komputer, pada saat ini

board Arduino belum terdeteksi oleh komputer dikarenakan hardware USB

UART belum terinstall driver, oleh sebab itu harus terlebih dahulu menginstall

driver. Untuk memastikan instalasi driver dan pengecekan dapat dilihat pada

59

Device Manager, terlihat pada gambar yang dilingkari ada tanda peringatan

berwarna kuning yang menjelaskan bahwa USB UART belom terkoneksi.

Berikut adalah icon software instalasi driver untuk USB UART FTDI FT232R

Sumber: Dokumen Pribadi

Gambar II. 44

Driver FTDI

Setelah icon di klik dua kali maka proses pemasangan driver akan berjalan

dengan tampilan berikut.

Sumber: Dokumen Pribadi

Gambar II. 45

Proses Instalasi Driver FTDI

60

Setelah proses pemasangan driver selesai, maka tampilan pada Device Manager

seperti berikut:

Sumber: Dokumen Pribadi

Gambar II. 46

Driver FTDI terpasang

Dilihat dari gambar terdapat virtual COM PORT dengan nama USB Serial Port

(COM3), dan USB Serial Converter. Jika demikian proses instalasi pada bagian

software telah selesai, lalu Board Arduino sudah terdeteksi dan dapat berkoneksi

dengan komputer untuk proses Upload program (sketch).

2. Cara Menginstal Sketch Pada Board Arduino

Setelah aplikasi Arduino IDE terpasang, langkah berikutnya adalah

membuat listing program dan memasukan program Arduino kedalam board

Arduino,

a. buka aplikasi Arduino IDE, maka akan menampilkan seperti gambar

61

Sumber: Dokumentasi Pribadi

Gambar II. 47

Tampilan awal Arduino IDE

b. Membuka program blink

Untuk pertama kali kita akan coba memasukan program blink yaitu untuk

menyalakan LED pada board Arduino dengan tujuan mencoba apakah

Arduino kita ini berfungsi dengan baik atau tidak saat di berikan program.

62

Sumber: Dokumen pribadi

Gambar II. 48

Tampilan proses blink

Langkah pertama adalah klik pada tab “File” dipojok kiri atas kemudian geser

kursor ke “Example” kemudian “01.Basic”, kemudian klik pada “Blink”.

c. Tampilan listing program blink

Setelah “blink” di klik akan muncul listing program dari blink seperti gambar

di bawah ini.

63

Sumber: Dokumen pribadi

Gambar II. 49

Listing program blink

Walaupun kode listing sudah tertampil namun masih belum bisa langsung di

upload ke board, karena ada beberapa pengaturan yang harus di lakukan.

d. Memilih Board

Ada beberapa macam board dalam Arduino, dan memiliki kelebihan nya

masing-masing, untuk dapat menjalankan suatu program saat pertama kali

kita membuat Arduino adalah memilih Arduino jenis apa yang kita pakai dan

disesuaikan Antara board dan pengaturan pada Arduino IDE.

64

Sumber: Dokumen pribadi

Gambar II. 50

Memilih board Arduino

Klik tab “Tool” dibagian atas menu, kemudian pilih pada “Board”, kemudian

pilih board Arduino sesuai dengan board Arduino yang kita gunakan.

e. Memilih Port

Setelah memilih board, langkah selanjutnya adalah memilih port mana yang

sesuai dengan USB serial port yang sudah kita bahas pada penginstalan USB

FTDI, COM berapa yang kita dapat saat penginstalan, biasanya ditandai

dengan COM (angka), misal COM1, atau COM2 dan seterusnya.

65

Sumber: Dokumen pribadi

Gambar II. 51

Pemilihan Port

Langkah yang dilakukan adalah klik pada tab “Tool” kemudian arahkan ke

“Port” lalu pilih serial port, karena saat penginstalan USB serial port penulis

mendapat COM3 maka pada bagian ini penulis memilih COM3.

f. Upload Program

Setelah langkah –langkah diatas selesai dilakukan, barulah kita bisa

melakukan uploading program, yaitu dengan cara klik bagian panah arah

kanan seperti pada gambar yang dilingkari. Dan jika program berhasil akan

muncul konfirmasi “done uploading”. Dapat dilihat juga COM3 pada bagian

pojok kanan bawah menunjukkan serial port yang sesuai dengan serial port

pada board Arduino.

66

Sumber: Dokumen pribadi

Gambar II. 52

Uploading program

Setelah program berjalan, jika akan memasukkan program baru dengan board

Arduino yang sama langkah d dan e tidak perlu dilakukan lagi karena sudah

otomatis tersimpan pengaturan tersebut.