bab ii landasan teori · 2.1.4 buzzer sebagai keluaran dari program mikrokontroler dimana buzer...

4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Teori Pendukung

Pada bab ini akan menjelaskan beberapa komponen utama yang digunakan

dalam pembuatan Komponen alat. Untuk mempermudah dalam pemaparan

komponen yang digunakan penulis membaginya kedalam beberapa kelompok yaitu

IC, komponen elektronika dasar, sensor, mikrokontroler, dan program.

2.1.1 IC (Integrated Circuit) Regulator 7805

Menurut Chandra (210:25) menyimpulkan bahwa Integrated Circuit atau

disingkat dengan IC adalah Komponen Elektronika yang dibuat dari bahan semi

kunduktor dan merupakan pengembangan darai transistor, dalam sebuah IC terdiri

dari gabungan komponen aktif maupun fasif yang tersusun dalam kemasan

(packages), Jenis-jenis kemasan pada IC yang umumnya digunakan diantaranya

single in-line Package (SIP), Dual in-line Package (DIP), Quad in-line Package

(QIP), dan Flat Packs

Menurut Dwi (2010:105) IC regulator 7805 adalah ” Komponen elektronika

yang berfungsi menstabilkan keluaran tegangan 5 Volt” .

Penggunaan IC 7805 adalah untuk mendapatkan tegangan lebih dari 5 Volt yang ebih

stabil dan bukan lebih rendah.

Sedangkan menurut teknikkomputer.com dijelaskan bahwa IC 7805 ini merupakan

IC regulator atau penuruna linear positif DC dengan kata lain menerangakan bahwa

5

IC 7805 ini akan merubah nilai tegangan yang masuk menjadi 5 volt pada pin

keluaran.

Sumber: http://www.engineersgarage.com/electronic-component/7805-

voltage-regulator-ic

Gambar II.1. IC 7805 dan kaki IC 7805

2.1.2. Komponen Elektronika

Dalam rangkaian elektronika, komponen-komponen elektronika dibagi

menjadi dua jenis yaitu komponen pasif dan komponnen aktif. Komponen pasif

adalah komponen yang dapat digunakan tampa tegangan minimal contoh kapasitor

dan resistor sedangkan komponen aktif adalah komponen yang dapat digunakan jika

ada tegangan minimal contoh dioda, transistor dan operational amplifire (op-amp)

komponen-komponen dasar pembentuk sebuah peralatan Elektronika seperti Resistor,

Kapasitor, Transistor, Dioda, Induktor dan IC yang digunakan pada alat ini.

1. Resistor

Menurut Widodo (2007:46) Resistor adalah “komponen elektronik yang

berfungsi untuk memberikan hambatan terhadap aliran arus listrik”. Dengan demikian

resistor dengan nilai resitansi tertentu berfungsi sebagai pembatas arus listrik yang

6

kemudian akan dialirkan paada komponen yang lain sehingga komponen dapat

bekarja sesuai karakteristiknya dengan satuan nilai dengan Ohm (Ω).

Sumber:http://Teknikelektronika.com/pengertian-resistor-jenis-jenis-resistor/

Gambar II.2. Simbol Resistor

Resistor sendiri di bagi menjadi dua jenis antaralain:

a. Resistor Tetap.

Resistor ini merupakan komponen penting yang biasa digunakan di hampir

setiap sirkuit elektronik dan memiliki nilai hambatan atau resistensi yang tetap

sehingga memiliki batas kemampuan daya yang bisa di tahan. Berdasarkan proses

pemasangannya pada PCB, Resistror terdiri dari dua bentuk yaitu komponen

Axial/Radial dan komponen chip.


Gambar II.3. Resistor

7

Pada bentuk resistror Axial/Radial nilai resistor diwakili oleh kode warna

sehingga kita harus mengetahui cara membaca dan mengetahui nilai-nilai yang

terkandung dalam warna tersebut sedangkan untuk komponen chip, nilainya diwakili

oleh Kode tertentu sehingga lebih mudah dalam membacanya berikut tabel nilai pada

resistor:

Tabel II.1 Nilai Warna Gelang Pada Resistor

Sumber :http://Teknikelektronika.com/cara-menghitung-nilai-resistor/

8

Kita dapat mengetahui nilai resistor dengan melakukan penghitungan

sederhana, cara menghitung warna gelang seperti terlihat pada gambar II.4.

Sumber :http://Teknikelektronika.com/cara-menghitung-nilai-resistor/

Gambar II.4. Contoh Perhitungan Gelang Resistor

Kita juga dapat mengetahui nilai resistor dengan melakukan pengukuran

dengan alat yang disebut ohmmeter atau multimeter.

b. Resistor tidak tetap (Variabele)

Merupakan resistor yang nilai resitansinya dapat di atur sesuai dengan

kebutuhan suatu sistem atau rangkaian elektronika.


Gambar II.5. Resistor Variabel dan Simbol Resistor Variabel

9

2. Kapasitor

Menurut idrajid(2007:92), Kapasitor adalah “Dua buah penghantar (pelat)

Konduktor yang dipisahkan oleh suatu isolator atau zat dielektrik untuk memperoleh

muatan yang sama, tapi berlawanan jenis dan berfungsi untuk menyimpan energi

potensial listrik”.

Sumber:http://Teknikelektronika.com/simbol-fungsi-kapasitor-beserta-jenis-jenis-

resistor/

Gambar II.6. kapasitor dan Simbol kapasitor

Dielektrik yang secara umun dikenal yaitu kondisi hampa udara atau vakum

berbentuk keramik, gelas, dan lain-lain. Jika kedua ujung plat logam di beri tegangan

listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki logam

lainya. Muatan positif tidak akan mengalir pada kutub negatif pada ujung logam

lainnya karena terpisah oleh dielektrik yanng bersifat nonkondoktif sehingga muatan

elektrik akan tersimpan selama tidak adanya kunduktif pada kedua kaki kapasitor.

Kapasitor yang digunakan pada alat ini antara lain:

a. Kapasitor Elektrolit (ELCO)

Kapasitor elektrolit digunakan unutuk menyediakan energi cadangan yang

melancarkan jalanya arus dari suplay dan merupakan kapsitor polar yang biasa di

pasang pada rangkaian elektronika. Pemasangan yang salah pada kaki atau terminal

10

kapasitor dapat membuat kapasitor menjadi rusak bahkan meledak, kutub negatif

ditandai dengan garis berwarna putihdapat digunakan sebagai catu daya dan memiliki

nilai kapasitas maksimal sesuai yang tertera pada bagian luar (body).


resistor/

Gambar II.7. Kapasitor Elektrolit dan Simbol Kapasitor Elektrolit

b. Kapasitor Keramik (ceramic Capasitor)

Kapasitor keramik merupakan kapasitor yang isolatornya terbuat dari keramik dan

berbentuk bulat tipis ataupun persegi empat kapasitor ini tidak memiliki arah atau

polaritas, sehingga dapat dipasang bolak balik dalam rangkaian elektronika. Kapasitor

yang berbentuk chip (Chip Capasitor) umumnya terbuat dari bahan keramik yang

dikemas sangat kecil sesuai kebutuhan peralatan elektronik dan biasanya dipasang

oleh mesin dengan kecepatan tinggi.


resistor/

Gambar II.8. Kapasitor Keramik

11

3. Kristal (XTAL OKSILATOR)

Merupakan komponen yang berfungsi untuk membangkitkan potensi osilasi

dengan stabilitas yang sangat tinggi sehingga dapat digunakan sebagai pembangkit

internal clock yang membentuk siklus mesin mikrokontroler, bahan yang biasanya

digunakan adalah kristal kwarsa dan mempunyai satuan hertz (Hz).

Sumber :http://www.leselektronika.com/2012/07/kristal-xtal-oksilator.html

Gambar II.9. Kristal dan Simbol Kristal

4. LED (Lihgt Emitting Dioda)

Menurut Arifianto (2010a:21) menyimpulkan bahwa “LED digunakan untuk

mengubah energi listrik menjadi cahaya jika terkena bias cahaya maju (fordward

bias)”. Karakteristik LED sama dengan dioda penyearah, bedanya jika dioda

membuang listrik dalam bentuk panas, sedangkan LED membuang energi dengan

mengeluarkan cahaya, terdapat beberapa warna seperti merah, kuning dan hijau.

Sumber http://Teknikelektronika.com/pengertian-led-light-emiting-diode-cara-kerja/

Gambar II.10. Bentuk LED dan Simbol LED

12

5. Dioda Bridge

Menurut Prihadi (2007:26) menyimpulakan bahawa “Dioda bridge dipakai

sebagai penyearah atau perata pada rangkaian power supply”. Dioda ini memiliki

empat kaki dua diantaranya digunakan sebagai input dan dua sisanya sebagai output.

Sumber :http://www.wikikomponen.com/pengertian-cara-kerja-dioda-bridge-dan-

kelebihannya/

Gambar II.11. Dioda Bridge dan Kaki Dioda Bridge

6. Transformator

Menurut Arifianto (2010b:30) Transformator adalah “alat yang digunakan

untuk menaikan atau menurunkan tegangan listrik bolak-balik (AC) disusun

menggunakan kumparan-kumparan”.

Tiap kumparan dililit menggunakan tembaga terdapat dua kumparan yaitu kumparan

primer (masukan) dan sekunder (keluaran).

Sumber : http://teknikelektronika.com/pengertian-transformator-prisip-kerja-trafo/

Gambar II.12. Transformator dan Simbol Transformator

13

7. Sakelar Push Button

Menurut Arifianto (2010c:31) “sakelar push button digunakan untuk

menyalakan alat elektronika sesaat ketika ketika tombol di tekan ketika tombol

sakelar dilepas, alat elektronika akan mati”. Pada pembuatan alat ini digunakan push

button untuk mebuat rangkaian close (terhubung) dan open (tidak terhubung).

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

Gambar II.13. Push Button

2.1.3 Sensor

Menurut Arifianto (2010d:32) sensor atau tranduser adalah: ”alat yang

digunakan untuk mengubah suatu besaran fisik menjadi besaran listrik”. Sebuah

sensor harus memiliki subsitivitas yang tinggi sesuai besaran yang diukur dan tidak

mengubah sifat atau bentuk objek yang di ukur.

Sensor berfungsi sebagai pengukur suatu keadaan atau situasi tertentu

contohnya sensor asap pada alarm kebakaran, sensor suhu, sensor jarak dimana

sensor menjadi sumber data (input) dalam menetukan keluaran (output). Pada alat ini

digunakan sensor ultra sonic dimana sensor ultrasonik ini di bangkitkan melalui

sebuah alat yang disebut piezoelektrik dengan frekuensi tertentu, piezoelektrik ini

14

akan menghasilkan gelombang ultra sonik (umumnya berfrekuensi 40 KHz) ketika

Sebuah osilator diterapkan pada benda tersebut.

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

Gambar II.14. Cara Kerja Sensor Ultrasonik

Prinsip kerja sensor ini dengan cara memancarka gelombang pada objek atau

target, setelah gelombang menyentuh target maka target akan memantulkan kembali

gelombang tersebut gelombang pantulan akan di terima kembali oleh sensor

kemudian sensor akan menghitung selisih antara waktu pengiriman gelombang dan

waktu gelombang pantulan diterima.

Besar sinyal elektrik yang dapat dihasilkan unit sensor penerima tergantung

dari jarak pada objek yang dideteksi selain itu kualitas sensor pemancar dan

penerima.

15

Sensor ultrasonik HC-SR04 merupakan modul sensor siap pakai, suatu alat

yang berfungsi sebagai pengirim, penerima dan pengontrol gelombang ultrasonik alat

ini dapat di gunakan untuk mengukur jarak benda dari 2 centimeter sampai dengan

maksimal 4 meter dengan akurasi 3 milimiter. Alat ini memiliki 4 pin, pin Vcc, pin

Gnd, pin Trigger dan pin Echo. Dimana pin Vcc untuk power arus positif, Gnd untuk

ground, pin Trigger untuk output sinyal sensor dan pin Echo untuk menangkap sinyal

pantulan dari objek.

Ketika kita memberikan tegangan positif pada pin Trigger selama 10 uS

(micro secon) maka sensor akan mengirimkan 8 step sinyal ultrasonik dengan

frekuensi 40 KHz sinyal yang di pancarkan merambat sebagai gelombang bunyi

dengan kecepatan sekitar 340 m/s (mili second) setelah sinyal membentur suatu objek

selanjutnya, sinyal akan di pantulkan dan di terima 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 untuk

menghitung jarak benda di gunakan rumus S = 340. t/2 dimana S jarak antara sensor

dengan benda (bidang pantul) dan t adalah selisih antara waktu pemancaran

gelombang oleh transmiter dan waktu ketika gelombang pantul diterima receiver.

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

Gambar II.15. Sensor Ultrasonik HC-SR04

16

2.1.4 Buzzer

Sebagai keluaran dari program mikrokontroler dimana buzer difungsikan

untuk pemberi peringatan, sensor yang digukan adalah sensor 5 Vdc .

Sumber : www.cnbuzzer.com

Gambar II.16. Buzzer

2.1.6 Mikrokontroler Atmega 16

Menurut Winoto ( 2010:3), “Mikrokontroler adalah sebuah sistem mikro

prosesor dimana didalamnya sudah terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, Clook dan

pralatan internal lainya yang sudah saling terhubung dang terorganisasi (teralamat)

dengan baik oleh pabrik pembuatnya dan dikemas dalam satu chips yang siap pakai”.

Sehingga kita tinggal mengisikan program ROM sesuai aturan penggunaan oleh

pabrik yang membuatnya.

Mikrokontroler ATmega 16 merupakan CMOS 8-bit buatan Atmega keluarga

AVR mempunyai 32 register general-purpose, timer/conter dengan metode compare,

interupt eksternal, serial UART, programmable Watchdog Timer, ADC dan PWM

internal. Seperti mikroprosesor pada umumnya, secara internal mikrokontroler

Atmega16 terdiri atas unit-unit fungsional Arithmetic and Logical Unit (ALU),

17

himpuan register kerja, register, dekoder instruksi, dan pewaktu beserta komponen

kendali lainya.

Mikrokontroler ATmega 16 ini menggunakan arsitektur Harvard yang

memisahkan memory program dari memory data, sehingga baik bus alamat maupun

bus data dapat mengakses data dan program secara bersamaan (concurrent).

Sumber : http://www.engineersgarage.com/electronik-components/atmega16-

microcontroler

Gambar II.17. Mikrokontroler ATmega 16

Secara garis besar mikrokontroler ATmega 16 terdiri dari :

1. Aristektu RISC dengan trought mencapai 16 MIPS pad frekuensi 16 Mhz.

2. Memiliki kapasitas flash memori 16 kb, EEPROM (Electrically Erasable

Programmable Read-Only Memory) 512 Byte, dan SRAM 1 Kbyte.

3. Saluran I/O 32 buah yaitu port A, B, C dan D.

4. CPU yang terdiri dari 32 buah register.

18

5. Antarmuka SPI (Serial Peripheral Interface) dan USART (Universal

Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter) sebagai komunikasi serial.

6. User interupsi internal dan eksternal.

Konfigurasi pin Atmega 16 yang memiliki 40 pin DPI (dual in line package) akan di

jelaskan sesuia dengan gambar II.18.

Sumber http://www.engineersgarage.com/electronik-components/atmega16-

microcontroler

Gambar II.18. PIN Mikrokontroler ATmega 16

Keterangan :

a. VCC merupakan pin untuk masukan catu daya.

19

b. GND merupakan pin untuk grounding.

c. Port A ( PA0, PA1, PA2, PA3, PA4, PA5, PA6, dan PA7) merupakan pin I/O

(input dan output) dua arah dan pin masukan ADC (analog to digital converter).

d. Port B (PB0, PB1, PB2, PB3, PB4, PB5, PB6, dan PB7) merupakan pin I/O (input

dan output) dua arah dan juga sebagai pin khusus yaitu:

1) PB7 sebagai SCK (SPI Bus Serial Clock).

2) PB6 untuk MISO (SPI Bus Master Input/slave output).

3) PB5 untuk MOSI (SPI Bus Master Output/slav input).

4) PB4 untuk SS (slave selec input).

5) PB3 untuk AIN (analog comparator negative input) dan OCO (timer/ conter 0

output match output).

6) PB2 untuk AIN1 (Analog comparator positif input) dan INT 2 (ekternal

interupt to input).

7) PB1 untuk TI (timer /conter input).

8) PB0 untuk TOT1 (timer/conter0 external conter input) dan XCK (USART

external clock input/output).

e. Port C (PC0, PC1, PC2, PC3, PC4, PC5, PC6 dan PC7) merupakan pin I/O (input

dan output) dua arah dan juga sebagai pin khusus yaitu:

1) PC7 sebagai TOSC2 (timer oscilator pin 2).

2) PC6 sebagai TOSC2 (timer oscilator pin 1).

3) PC5 sebagai TDI (JTAG tes data in).

4) PC4 sebagai TDI (JTAG tes data out).

5) PC3 sebagai TMS (JTAG tes mode select).

20

6) PC2 sebagai TCK (JTAG tes clokck).

7) PC1 sebagai SDA (two-wire serial bus data input/output line).

8) PC0 sebagai SCL (two-wire serial bus clock line).

f. Port D (PD1, PD2, PD3, PD4, PD5, PD6 dan PD7) merupakan pin I/O (input dan

output) dua arah dan juga sebagai pin khusus yaitu:

1) PD7 sebagai OC2 (timer/conter2 output compire match output).

2) PD6 sebagai ICP (timer/counter input capture pin).

3) PD5 sebagai OC1A (timer/counter output compare A match uotput).

4) PD4 sebagai OC1B (timer/counter output compare B match uotput).

5) PD3 sebagai INT1 (external interupt 1 input).

6) PD2 sebagai INT0 (external interupt 0 input).

7) PD1 sebagai TXD (USART output pin).

8) PD0 sebagai RXD (USART input pin).

g. RESET merupakan pin yang di gunalan untuk mer-reset mikrokontroler.

h. XTAL1 dan XTAL 2 merupakan pin masukan clock external (kristal).

i. AVCC merupakan pin masukan tegangan unutk ADC.

j. AREF merupakan masukan tegangan ADC.

2.2. Konsep Dasar Program

Pada tugas akhir ini program yang akan digunakan adalaha bahasa C, yang

merupakan bahasa tingkat menengah (intermediate level language). Bahasa C juga

merupakan bahasa penerapan sistem yang dirancang agar dapat memberikan akses

kepada memori untuk membangun instruksi langsung kepada mesin dengan

dukungan sistem minimum. Untuk memasukkan perintah yang berupa bahasa C pada

21

perangkat agar perangkat tersebut dapat bergerak dengan semestinya, kami

menggunakan software CodeVision AVR.

CodeVision AVR memiliki IDE (Integrated Development Environment) yang

lengkap, dimana penulisan program, compile, link, pembuatan kode mesin

(assembler) dan download program ke terminal, yaiut untuk melakukan komunikasi

serial dengan mikrokontroler yang sudah deprogram. Proses download program ke IC

mikrokontroler AVR dapat menggunakan sistem download secara ISP (In-System

Programming).

#include <atmega16.h>

#include <delay.h>

#define Irsensor PINA.0

#define Irsensor PORTB.0

..........................................

//Variabel Global

unsigned int i.j;

void main(void)

//variabel lokal

DDRA =0x00;

PORTA=0xff;

PDRB=0x00;

PORTB=0xff;

. . . . . . . . . . . . .

22

. . . . . . . . . . .

While (1)

//statment........

//place your code here

. . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . .

Penjelasan dari tiap instruksi adalah sebagai berikut:

1. Preprocessor

Preprocessor (#include) biasanya digunakan untuk menyertakan file header

atau file library. File include berguna untuk memberitahu compiler agar membaca file

yang di includekan lebih dahulu untuk mengenali definisi-definisi yang digunakan

dalam program agar tidak dianggap eror.

Preprocessor (#include) digunakan untuk mendefiniskan konstanta atau

makro. Berikut cara penulisan dan contoh :

Penulisan: #include<………… .h>

#define identifier konstanta

Contoh: #include<atmega16.h>

#include<delay.h>

#include<stdio.h>

#define IRsensor PINA.0

#define motor PINB.1

23

2. Variabel

Menurut Winoto (2010:17) “Variabel adalah tempat untuk menyimpan dan

mengakses data yang mewakili memori dalam mikrokontroler”.

Variabel harus dideklarasikan dengan tipe data beserta nama variabel yang akan

digunakan.

Tabel II.2.

Tipe Data

Sumber: Informatika (2010)

24

3. Larik (Array)

Menurut Winoto (2010:23) “Array adalah variabel yang berisi sekumpulan

data yang mempunyai tipe data yang sama berbentuk matrik tunggal atau matrik

multidimensional”.

4. Control Aliran Program

Dalam bahasa C control aliran program dibagi menjadi dua yaitu sebagai berikut:

a. Percabangan

1) IF(…)(…)

Digunakan untuk mengecek satu kondisi untuk satu blok jawaban.

2) IF(…)(…) else (…)

Digunakan untuk mengecek suatu kondisi untuk dua blok jawaban.

b. Pengulangan

1) While (…)(…)

Digunakan untuk perulangan atau loopingi jika kondisi yang diiuji bernilai

benar.

2) Do(…)While(…)

Digunakan untuk perulangan atau looping jika kondisi yang di uji benar.

Perbedaannya dengan while tanpa do adalah blok dieksekusi terlebih dahulu

setelah itu baru diuji.

3) For(…;….;…)…

For digunakan untuk perulangan atau looping dengan kondisi dan syarat yang

telah ditentukan.

25

c. Operator

Merupakan symbol khusus yang mempresentasikan perhitungan sederhana. Nilai

yang digunakan disebut operand. Berikut macam-macam operator:

1) Operator Aritmatika

Tabel II.3.

Operator Aritmatika


26

2) Operator Relasional

Digunakan untuk menguji benar atau tidaknya hubungan dua operand.

Tabel II.4.

Operator Relasional


3) Operator Assigment (Penugasan)

Tabel II.5.

Operator Penugasan


27

4) Operator Bitwise

Operator ini berfungsi untuk mengoprasikan antar – bit variabel.

Tabel II.6.

Operator Bitwise


5) Operator Logika

Operator ini berfungsi untuk membanding dua kondisi logika yaitu logika

benat (true) dan lgika salah (false) digunakan untuk kondisi IF atau untuk

keluar dari proses perulangan (looping).

Tabel II.7.

Operator Logika


28

Contoh penggunaan Operator Logika

#include <iostream.h>

#include <conio.h>

#include <stdio.h>

void main()

int jml=3;

cout << "Datanya: " << jml << "\n";

cout << "Jika jml>=1 && jml<=5 hasilnya: " << ((jml>=1) && (jml<=5));

getch();

bab ii landasan teori · 2.1.4 buzzer sebagai keluaran dari program mikrokontroler dimana buzer...

Documents