7/23/2019 dodik

1/16

2.1.1 MIKROKONTROLER

Pengertian AVR

AVR adalah sebuah mikrokontroler yang dibuat dengan menggunakan

arsitektur Harvard dimana data dan program disimpan secara terpisah sehingga

sangat baik untuk sebuah sistem terbenam di lapangan karena terlindungi dari

interferensi yang dapat merusak isi program. Salah satu mikrokontroler keluarga

AVR yang dipergunakan pada penelitian ini yaitu ATmega32.

AT!ega32 memiliki fitur cukup lengkap" mulai dari kapasitas memori

program dan memori data yang cukup besar" interupsi" timer#counter" $%!"

&SART" T%'" analog comparator" (($R)! internal dan *uga A+, internal.

+iba-ah ini merupakan pen*elasan melalui gambar mengenai konfigurasi pinpin

yang merupakan bagian dari mikrokontoller AT!ega32 yang digunakan didalam

modul board arduino yang digunakan dalam penelitian dan perancangan ini

adalah" sebagai berikut ini/

Gambar 2.1 0onfigurasi $in AT!ega32

Sumber/http/##---.*asonvolk.com#-pcontent#uploads#211#1#mega32p.*pg

2.1.2 Arduino Uno

Arduino adalah platform pembuatan prototipe elektronik yang bersifat

open-source hardware yang berdasarkan pada perangkat keras dan perangkat

lunak yang fleksibel dan mudah digunakan. Arduino ditu*ukan bagi para seniman"

desainer" dan siapapun yang tertarik dalam menciptakan ob*ek atau lingkungan

yang interaktif.

Arduino pada a-alnya dikembangkan di 'vrea" 'talia. 4ama Arduino adalah

sebuah nama maskulin yang berarti teman yang kuat. $latform arduino terdiri dari

arduino board" shield" bahasa pemrograman arduino" dan arduino development

5

5

http://www.jasonvolk.com/wp-content/uploads/2010/04/mega328p.jpghttp://www.jasonvolk.com/wp-content/uploads/2010/04/mega328p.jpg

7/23/2019 dodik

2/16

environment. Arduino board biasanya memiliki sebuah chip dasar mikrokontroler

Atmel AVR ATmega berikut turunannya.

6lok diagram arduino board yang sudah disederhanakan dapat dilihat pada

7gambar 2.28 Shield adalah sebuah papan yang dapat dipasang diatas arduino

board untuk menambah kemampuan dari arduino board. 6ahasa pemrograman

arduino adalah bahasa pemrograman yang umum digunakan untuk membuat

perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board. 6ahasa pemrograman

arduino mirip dengan bahasa pemrograman ,99.

Gambar 2.2 0onfigurasi $in AT!ega32 pada board arduino

Sumber/ http/##---.arduino.cc

Arduino uno merupakan salah satu *enis rangkaian mikrokontroller yang

menggunakan system physical computing. Physical computing adalah membuat

sebuah sistem atau perangkat fisik dengan menggunakan soft-are dan hard-are

yang sifatnya interaktif yaitu dapat menerima rangsangan dari lingkungan dan

merespon balik. Physical computing adalah sebuah konsep untuk memahami

hubungan yang manusia-i antara lingkungan yang sifat alaminya adalah analog

dengan dunia digital7+*uandi"218.

$ada prakteknya konsep ini diaplikasikan dalam desaindesain alat atau

pro*ekpro*ek yang menggunakan sensor dan microcontroller untuk

mener*emahkan input analog ke dalam sistem soft-are untuk mengontrol gerakan

alatalat elektromekanik seperti lampu" motor dan sebagainya.

$embuatanprototype atauprototyping adalah kegiatan yang sangat penting

di dalam prose physical computing karena pada tahap inilah seorang perancang

:

http://www.arduino.cc/http://www.arduino.cc/

7/23/2019 dodik

3/16

melakukan eksperimen dan u*icoba dari berbagai *enis komponen" ukuran"

parameter" program komputer dan sebagainyaberulangulang kali sampai

diperoleh kombinasi yang paling tepat.

+alam hal ini perhitungan angkaangka dan rumus yang akurat bukanlah

satusatunya faktor yang men*adi kunci sukses di dalam mendesain sebuah alat

karena ada banyak faktor eksternal yang turut berperan" sehingga proses mencoba

dan menemukan#mengoreksi kesalahan perlu melibatkan halhal yang sifatnya

noneksakta.

$rototyping adalah gabungan antara akurasi perhitungan dan seni. $roses

prototyping bisa men*adi sebuah kegiatan yang menyenangkan atau menyebalkan"

itu tergantung bagaimana kita melakukannya. !isalnya *ika untuk mengganti

sebuah komponen" merubah ukurannya atau merombak ker*a sebuah prototype

dibutuhkan usaha yang besar dan -aktu yang lama" mungkin prototyping akan

sangat melelahkan karena peker*aan ini dapat dilakukan berulangulang sampai

puluhan kali ; bayangkan betapa frustasinya perancang yang harus melakukan itu.

'dealnya sebuah prototype adalah sebuah sistem yang fleksibel dimana

perancang bisa dengan mudah dan cepat melakukan perubahanperubahan dan

mencobanyalagi sehingga tenaga dan -aktu tidak men*adi kendala berarti.

+engan demikian harus ada sebuah alat pengembangan yang membuat proses

prototyping men*adi mudah. $ada masa lalu 7dan masih ter*adi hingga hari ini8

beker*a dengan hard-are berarti membuat rangkaian menggunakan berbagai

komponen elektronik seperti resistor" kapasitor" transistor dan sebagainya. Setiap

komponen disambungkan secara fisik dengan kabel atau *alur tembaga yang

disebut dengan istilah

7/23/2019 dodik

4/16

soft-are. 'ni adalah sebuah revolusi di dalam proses prototyping. +i antara sekian

banyak alat pengembangan prototype" Arduino adalah salah satunya yang paling

banyak digunakan. Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical

computing yang bersifat open source. $ertamatama perlu dipahami bah-a kata

7/23/2019 dodik

5/16

Arduino yang sangat derma-an membagibagikan keme-ahan hasil ker*a keras

mereka kepada semua orang.

Saya pribadi betulbetul kagum dengan desain hard-are" bahasa

pemrograman dan '+( Arduino yang berkualitas tinggi dan sangat

berkelas.Arduino dikembangkan oleh sebuah tim yang beranggotakan orang

orang dari berbagai belahan dunia.

Anggota inti dari tim ini adalah/

!assimo 6an?i !ilano" 'taly

+avid ,uartielles !almoe" S-eden

Tom 'goe 4e- @ork" &S

ianluca !artino Torino" 'taly

+avid A. !ellis 6oston" !A" &SA

Arduino &no adalah arduino board yang menggunakan mikrokontroler

ATmega32. Arduino &no memiliki pin digital 7: pin dapat digunakan sebagai

output $%!8" : input analog" sebuah : !H? osilator kristal" sebuah koneksi

&S6" sebuah konektor sumber tegangan" sebuah header ',S$" dan sebuah tombol

reset. Arduino &no memiliki area cakupan yang luas untuk segala hal yang

dibutuhkan untuk mendukung sebuah aplikasi yang berbasiskan mikrokontroler.

Hanya dengan menghubungkannya ke sebuah komputer melalui &S6 atau

memberikan tegangan +, dari baterai atau adaptor A, ke +, sudah dapat

membuat aplikasinya beker*a. Arduino &no menggunakan ATmega:&2 yang

diprogram sebagai USB-to-serial converter untuk komunikasi serial ke komputer

melalui port &S6.

Adapun data teknis yang terdapat board Arduino &4) R3 adalah sebagai

berikut/

B !ikrokontroler/ ATmega32

B Tegangan )perasi/ 5V

B Tegangan 'nput 7recommended8/ > 2 V

B Tegangan 'nput 7limit8/ :21 V

B $in digital '#)/ 7: diantaranya pin $%!8

C

7/23/2019 dodik

6/16

B $in Analog input/ : input pin

B Arus +, per pin '#)/ 1 mA

B Arus +, untuk pin 3.3 V/ 51 mA

B Dlash !emory/ 32 06 dengan 1.5 06 digunakan sebagai bootloader

B SRA!/ 2 06

B (($R)!/ 06B 0ecepatan besaran -aktu sebesar/ : !h? sebagai komponen untuk

(Crystall oscillator)

&ntuk memberikan gambaran mengenai apa sa*a yang terdapat di dalam

sebuah microcontroller" pada gambar berikut ini diperlihatkan 7gambar 2.38

contoh diagram blok sederhana dari microcontroller ATmega32 7dipakai pada

Arduino &no8 seperti gambar blok diagram sederhana diba-ah ini/

Gambar 2.% 0onfigurasi $in AT!ega32

Sumber/ http/##---.arduino.cc

6lokblok di atas di*elaskan sebagai berikut/

21

http://www.arduino.cc/http://www.arduino.cc/

7/23/2019 dodik

7/16

Universal synchronous !eceiver"#ransmitter (U!#) adalah antar muka

yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS232" RS22 dan

RS5.

206 RA! pada memory ker*a bersifat volatile 7hilang saat daya dimatikan8"

digunakan oleh variablevariabel di dalam program.

3206 RA! flash memory bersifat non-volatile" digunakan untuk

menyimpan program yang dimuat dari komputer. Selain program" flash

memory *uga menyimpan bootloader. Bootloader ini yang men*embatani

antara software compiler arduino dengan mikrokontroler. +an ketika

pengguna papan mikrokontroller arduino menulis program tidak perlu banyak

menuliskan sintak bahasa ," cukup melakukan pemanggilan fungsi program"

hemat -aktu dan pikiran.

06 (($R)! bersifat nonvolatile" digunakan untuk menyimpan data yang

tidak boleh hilang saat daya dimatikan. Tidak digunakan pada papan Arduino.

Central Processing Unit (CPU)" bagian dari microcontroller untuk

men*alankan setiap instruksi dari program. $ort input#output" pinpin untuk menerima data 7input8 digital atau analog"

danmengeluarkan data 7output8 digital atau analog.

Setelah mengenal bagianbagian utama dari microcontroller ATmega sebagai

komponen utama" selan*utnya kita akan mengenal bagianbagian dari papan

Arduino itu sendiri. +engan mengambil contoh sebuah papan Arduino tipe &S6"

bagianbagiannya dapat di*elaskan sebagai berikut seperti pada 7gambar 2.8

seperti gambar diba-ah ini/

2

7/23/2019 dodik

8/16

Gambar 2.& 0onfigurasi $in AT!ega32 arduino uno

Sumber/ http/##arduino.cc#en#main#hard-are

Tabe! 2.1 Tabel karakteristik rangkaian pada board arduino uno

1& "in in"ut'out"ut digita! #()1%$

6erfungsi sebagai input atau output" dapat diatur oleh program.

0husus untuk : buah pin 3" 5" :" C" 1 dan " dapat *uga berfungsi

sebagai pin analog output dimana tegangan outputnya dapat diatur.

4ilai sebuah pin output analog dapat diprogram antara 1 ; 255"

dimana hal itu me-akili nilai tegangan 1 ; 5V

U*+

6erfungsi untuk/

!emuat program dari komputer ke dalam papan

0omunikasi serial antara papan dan komputer

!emberi daya listrik kepada papan

*ambungan *V1

Sambungan atau$umper untuk memilih sumber daya papan" apakah

dari sumber eksternal atau menggunakan &S6. Sambungan ini tidak

diperlukan lagi pada papan Arduino versi terakhir karena pemilihan

sumber daya eksternal atau &S6 dilakukan secara otomatis

,1 - Krita! #quartz crystal oscillator$

Eika microcontroller dianggap sebagai sebuah otak" maka kristal

adalah *antungnya karena komponen ini menghasilkan detakdetak

22

http://arduino.cc/en/main/hardwarehttp://arduino.cc/en/main/hardware

7/23/2019 dodik

9/16

yang dikirim kepada microcontroller agar melakukan sebuah operasi

untuk setiap detaknya. 0ristal ini dipilih yang berdetak : *uta kali

per detik 7:!H?8.

Tombol Reset S&ntuk mereset papan sehingga program akan mulai lagi dari a-al.

$erhatikan bah-a tombol reset ini bukan untuk menghapus program

atau mengosongkan microcontroller.

In-Circuit Serial Programming (ICSP)

$ort ',S$ memungkinkan pengguna untuk memprogram

microcontroller secara langsung" tanpa melalui bootloader.

&mumnya pengguna Arduino tidak melakukan ini sehingga ',S$

tidak terlalu dipakai -alaupun disediakan.

I/ 1 - Mi0ro0ontro!!er Atmega

0omponen utama dari papan Arduino" di dalamnya terdapat ,$&"

R)! dan RA!.

um 1 - umber daa e3tber daa e3terna!

Eika hendak disuplai dengan sumber daya eksternal" papan Arduino

dapat diberikan tegangan +, antara C2V.

4 "in in"ut ana!og #()5$

$in ini sangat berguna untuk membaca tegangan yang dihasilkan

oleh sensor analog" seperti sensor suhu. $rogram dapat membaca

nilai sebuah pin input antara 1 ; 123" dimana hal itu me-akili nilai

tegangan 1 ; 5V.

Tanpa melakukan konfigurasi apapun" begitu sebuah papan Arduino

dikeluarkan dari kotak pembungkusnya ia dapat langsung disambungkan ke

sebuah komputer melalui kabel &S6. Selain berfungsi sebagai penghubung untuk

pertukaran data" kabel &S6 ini *uga akan mengalirkan arus +, sebesar/ 5 Volt

kepada papan Arduino sehingga praktis tidak diperlukan sumber daya dari luar.

23

7/23/2019 dodik

10/16

Saat mendapat suplai daya" lampu F(+ indikator daya pada papan Arduino akan

menyala menandakan bah-a ia siap beker*a.

Gambar 2.5 0omponen F(+ yang terdapat pada board Arduino &no

Sumber/ http/##arduino.cc#en#main#hard-are

$ada papan Arduino &no terdapat sebuah F(+ kecil yang terhubung ke pin

digital 3. F(+ ini dapat digunakan sebagai output saat seorang pengguna

membuat sebuah program dan ia membutuhkan sebuah penanda dari *alannya

program tersebut. 'ni adalah cara yang praktis saat pengguna melakukan u*i coba.

&mumnya microcontroller pada papan Arduino telah memuat sebuah

program kecil yang akan menyalakan F(+ tersebut berkedipkedip dalam *eda

satu detik. Eadi sangat mudah untuk mengu*i apakah sebuah papan Arduino baru

dalam kondisi baik atau tidak" cukup sambungkan papan itu dengan sebuah

komputer dan perhatikan apakah F(+ indikator daya menyala konstan dan F(+

dengan pin3 itu menyala berkedipkedip.

2.2 Pengena!an *enor

Sensor merupakan *enis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran

mekanis" magnetis" panas" sinar" dan kimia men*adi tegangan dan arus listrik.

Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran

atau pengendalian. 6eberapa *enis sensor yang banyak digunakan dalam

2

http://arduino.cc/en/main/hardwarehttp://arduino.cc/en/main/hardware

7/23/2019 dodik

11/16

rangkaian elektronik antara lain sensor cahaya7F+R8"sensor suhu7F!358" dan

sensor kelembaban uadara7+HT8.

+alam melakukan analisa ini digunakan sensor tipe F!35 yang digunakan

sebagai alat sensor suhu didalam rangkaian dengan menggunakan supplay

tegangan sebesar 15V darirduinoyang merupakan boardelektronik atau papan

rangkaian elektronik open sourceyang di dalamnya terdapat komponen utama

yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan *enis AVR dari perusahaan Atmel.

!ikrokontroler itu sendiri adalah chip atau ', 7integrated circuit8 yang bisa

diprogram menggunakan komputer. Tu*uan menanamkan program pada

mikrokontroler adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input"

memproses input tersebut dan kemudian menghasilkan output sesuai yang

diinginkan.

Eadi mikrokontroler bertugas sebagai Gotak yang mengendalikan input"

proses dan output sebuah rangkaian elektronik. !ikrokontroler ada pada

perangkat elektronik di sekeliling kita. !isalnya handphone" !$3 player" +V+"

televisi" A," dll. !ikrokontroler *uga dipakai untuk keperluan mengendalikan

robot. 6aik robot mainan" maupun robot industri. 0arena komponen utama

Arduino adalah mikrokontroler" maka Arduino pun dapat diprogram

menggunakan komputer sesuai kebutuhan kita. untuk dapat mengukur suhu

ruangan dibutuhkan komponen sa*a yaitu F!35. selain modul mikrokontroler

rduino.

F!35 merupakan komponen elektronis berupa ', yang mampu

menghasilkan tegangan sebanding dengan besaran suhu yang menyelimuti.

0eluaran tegangan telah terkalibrasi dalam skala 0elvin.. Finieritas keluaran

tegangan pada skala ,elsius adalah 1mV#I, dengan akurasi JKI, pada suhu

ruang" dengan rentang suhu yang dapat direspon antara 5551I,"penggunaaan

F!35 tidak memerlukan perangkat tambahan" dengan mempunyai output

25

7/23/2019 dodik

12/16

impedansi yang rendah sehingga akan mempermudah dalam pembacaan dan

kontrol. 0onsumsi energy yang diperlukan ', ini sangat rendah :1 p% sehingga

tidak menimbulkan panas yang relative besar atau kurang dari 1"I,. Sensor ini

beker*a pada *angka tegangan yang lebar 7antara sampai 31 Volt8 memudahkan

penyesuian perancangan dengan perangkat sesudahnya.output dapat langsung

dihubungkan port mikrokontroler yang memiliki A+, atau denganrduino"

karenarduinomemiliki port &C (analog input) sebanyak : buah dengan

*enis"A+, yg dipakai adalah *enis A+, sebesar/1bit . !ikrokontroler ada pada

perangkat elektronik di sekeliling kita. !isalnya handphone" !$3 player" +V+"

televisi" A," dll.

!ikrokontroler *uga dipakai untuk keperluan mengendalikan robot. 6aik

robot mainan" maupun robot industri. &ntuk mendeteki keadaan alam sekitar

berupa data hasil analog input yang dibaca oleh sensor maka diba-ah ini terdapat

beberapa dasar teori yang men*adi acuan untuk mengenal cara ker*a sensor yang

digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut /

2.2.2 *enor 3e!embaban udara'6umidit #D6T11$

0elembaban udara menggambarkan kandungan uap air di udara yang dapat

dinyatakan sebagai kelembaban mutlak" kelembaban nisbi 7relatif8 maupun defisit

tekanan uap air. 0elembaban nisbi adalah membandingkan antara

kandungan#tekanan uap air aktual dengan keadaan *enuhnya atau pada kapasitas

udara untuk menampung uap air.

$eralatan elektronik *uga men*adi mudah berkarat *ika udara disekitarnya

memiliki kelembaban yang cukup tinggi. )leh karena itu" informasi mengenai

kelembaban udara pada suatu area tertentu men*adi sesuatu hal yang penting

untuk diketahui karena menyangkut efekefek yang ditimbulkannya.

2:

http://www.indorobotika.com/arduinohttp://www.indorobotika.com/arduinohttp://www.indorobotika.com/arduinohttp://www.indorobotika.com/arduino

7/23/2019 dodik

13/16

'nformasi mengenai nilai kelembaban udara diperoleh dari proses

pengukuran. Alat yang biasanya digunakan untuk mengukur kelembaban udara

adalah higrometer. D6T11 adalah sensor digital yang dapat mengukur suhu dan

kelembaban udara di sekitarnya. Sensor ini sangat mudah digunakan bersama

dengan Arduino. !emiliki tingkat stabilitas yang sangat baik serta fitur kalibrasi

yang sangat akurat. 0oefisien kalibrasi disimpan dalam )T$ program memory"

sehingga ketika internal sensor mendeteksi sesuatu" maka module ini

menyertakan koefisien tersebut dalam kalkulasinya"D6T11 ini termasuk sensor

yang memiliki kualitas terbaik" dinilai dari respon" pembacaan data yang cepat"

dan kemampuan antiinterference. &kurannya yang kecil" dan dengan transmisi

sinyal hingga 21 meter"dengan sepsifikasi/ Supply 'oltage/ 95 V% #emperature

range/ 151 I, error ofJ 2 I," umidity/ 21C1L RH J 5L RHerror%dengan

sesifikasi digital interfacing system. membuat produk ini cocok digunakan untuk

banyak aplikasiaplikasi pengukuran suhu dan kelembaban.

.

Gambar 2.7Sensor kelembaban udara#Humidity 7+HT8

Tabe! 2.2 Tabel karakteristik sensor kelembaban udara#umidity

!odel +HT

$o-er supply 35.5V +,

)utput signal digital signal via singlebus

!easuring range humidity 21C1L RH J 5L RH error

temperature 0-50 C error of 2 C

Accuracy humidity 9LRH 7!aM 95LRH8N

2>

7/23/2019 dodik

14/16

temperature 92.1,elsius

Resolution or

sensitivity

humidity LRHN temperature

1.,elsius

Repeatability humidity 9LRHN temperature 9

,elsius

Humidity hysteresis 9LRH

Fongterm Stability 91.5LRH#year

Sensing period Average/ 2s

Inter08angeabi!it fully interchangeable

+imensions si?e 2O5.5O5.5mm

+ari pen*elasan 7Tabel 2.28 diatas bah-a struktur yang merupakan cara

ker*a dari sensor kelembaban udara#umidity memiliki empat buah kaki

yaitu/ pada bagian kaki7V,,8" dihubungkan ke bagian Vss yg bernilai sebesar

5V"pada board arduino uno dan untuk bagian kaki *+&dihubungkan keground

(*+&) pada board arduino uno" sedangkan pada bagian kaki data yang

merupakan keluaran (,utput) dari hasil pengolahan data analog dari sensor

yang dihubungkan ke bagian analog input (pin)" yaitu pada bagian pin

P/ (Pulse idth /odulation) pada board arduino uno dan yang tak

ketinggalan terdapat satu kaki tambahan yaitu kaki +C (+ot Connected)" yang

tidak dihubungkan ke pin manapun. Sensor kelembaban lain yang banyak

dikembangkan adalah *enis sensor serat optik yang menggunakan serat optik

sebagai bahan sensor. 6erbagai metode dan bahan untuk sensor telah

dikembangkan pada sensor serat optik ini.

!etode pengukuran yang digunakan seperti misalnyaN pengukuran serapan

gelombang" pengukuran pelemahan gelombang" dan pengukuran intensitas.

!aterial yang digunakan untuk sensor kebanyakan adalah bahanbahan hidrogel

seperti gelatin murni atau gelatin yang didoping" polimer yang didoping

,o,l29$VA" polianilin dengan nano ,o" dan agarosa. $emanfaatan $)D

(polymer optical fiber) sebagai sensor kelembaban telah dilakukan oleh Shin?o

2

7/23/2019 dodik

15/16

dengan konfigurasi probe sensor berbentuk lurus" diperoleh rentang kelembaban

yang dapat dideteksi antara 21C1L. $enelitian lain oleh Arregui dengan gel

agarosa yang digunakan sebagai pengganti cladding dari probe" diperoleh hasil

yang lebih baik. Rentang kelembaban yang mampu dideteksi 111L dengan

-aktu respon C1 detik. )leh karena itu $ada penelitian ini telah dirancang dan

dibuat sensor kelembaban menggunakan $)D dengan modifikasi cladding

menggunakan bahan gelatin dan chitosan" kemudian probe dari sensor

dibengkokkan membentuk huruf

7/23/2019 dodik

16/16

31