BAB II TINJAUAN TEORITIS

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN TEORITIS 2.1 Tinjauan Pustaka Sistem control lampu ataupun peralatan listrik dengan menggunakan sambungan telepon sebenarnya telah banyak dikembangkan dan direalisasikan. Berikut ini adalah beberapa contohnya: 1. Realisasi Sistem Pengontrolan Peralatan Rumah Tangga dengan Handphone Berbasis DTMF (Dual Tone Multi Frequency) Error! Reference source not found.]. Sistem hanya dapat menerima perintah dari pengguna tanpa dapat memberitahukan bahwa instruksi telah dilakukan. 2. Sistem Pengontrol Lampu Menggunakan Aplikasi Teknologi GSM Error! Reference source not found.]. Jika diamati, sistem yang dibuat hanya berlaku untuk mengendalikan perangkat, tanpa mengetahui keadaan dari perangkat yang dikendalikan. Berdasarkan hasil yang telah dibuat terlebih dahulu seperti yang telah disebutkan, maka pada proyek akhir ini akan dilakukan pengembangan dengan menjadikan sistem control ini dapat memberitahukan kepada pengguna mengenai perintah yang diberikan oleh pengguna. Dengan membangkitkan frekuensi nada menggunakan mikrokontroler, maka nada tersebut dapat digunakan sebagai indikator keadaan peralatan yang dikendalikan. 2.2 Komunikasi dengan Telepon Komunikasi dalam suatu organisasi, baik yang bersifat intern maupun ekstern dapat dilakukan dengan berbagai macam cara, salah satu cara berkomunikasi adalah dengan menggunakan telepon Error! Reference source not found.]. Dengan telepon, informasi dapat disampaikan dan diterima dengan cepat, sehingga organisasi atau perusahaan dengan cepat menindaklanjuti atau melakukan tindakan antisipatif. Ady Nugroho Sae Saputro,

2 Kata telephone berasal dari kata tele dan phone yang mempunyai pengertian jauh dan mendengar dari jarak jauh. Melalui pesawat telepon di samping mendengar, tentu orang juga berbicara. Sebagai alat komunikasi, pesawat telepon mempermudah untuk saling komunikasi antar individu pada tempat yang berlainan dan berjauhan dalam waktu yang sama atau real time. 2.3 Telepon Seluler Perkembangan teknologi seluler berkembang dengan cepat sekali, sehingga fungsi handphone bukan di gunakan sebagai komunikasi saja, dengan tambahan - tambahan fitur seperti kamera digital, radio, LCD berwarna dengan resolusi tinggi handphone menjadi perangkat yang canggih dan pintar. Handphone merupakan alat komunikasi wireless yaitu komunikasi bergerak tanpa kabel yang dibilang dengan mobile device Error! Reference source not found.]. Teknologi wireless ini telah berkembang dengan pesat dalam satu dekade terakhir ini. Prinsip dari komunikasi wireless ini menggunakan kanal radio yang terpisah untuk berkomunikasi dengan cell site. 2.4 Dual Tone Multi Frequency (DTMF) DTMF merupakan kombinasi dari 2 buah nada yang memiliki frekuensi rendah dan frekuensi tinggi. Kelompok frekuensi rendah meliputi 697 Hz, 770 Hz, 852 Hz, dan 941 Hz. Sedangkan kelompok frekuensi tinggi meliputi frekuensi 1209 Hz, 1336 Hz, 1477 Hz, dan 1633 Hz. Kombinasi dari kelompok frekuensi rendah dengan frekuensi tinggi yang saling berpasang pasangan membentuk 16 macam kombinasi. Pada kenyataannya yang digunakan pada pesawat telepon hanyalah 12 macam kombinasi. Standar konfigurasi frekuensi DTMF dapat dilihat pada Gambar 1a, sedangkan yang digunakan pada telepon pada umumnya dapat dilihat seperti pada Gambar 1b. Ady Nugroho Sae Saputro,

3 ( a ) ( b ) Gambar 1 a. Standar Konfigurasi DTMF b. DTMF Pada Telepon Dengan mengetahui frekuensi dari tiap tombolnya yang memiliki kombinasi frekuensi yang berbeda, hasil dari penggabungan frekuensi tinggi dan rendah akan menghasilkan frekuensi DTMF. Gambar 2 memperlihatkan bentuk penggabungan yang terjadi pada frekuensi rendah DTMF dan frekuensi tinggi DTMF, sehingga menghasilkan bentuk frekuensi DTMF nada 1. Gambar 2 Contoh Sinyal Analog DTMF Nada Mikrokontroler Mikrokontroler adalah suatu mikroprosesor plus. Mikrokontroler adalah otak dari suatu sistem elektronika seperti halnya mikroprosesor sebagai otak komputer. Nilai plus bagi mikrokontroler adalah terdapatnya memori dan Port Input/Output dalam suatu kemasan IC yang kompak. Ady Nugroho Sae Saputro,

4 Pengendali mikrokontroler adalah sistem mikroprosesor lengkap yang terkandung di dalam sebuah chip. Mikrokontroler berbeda dari mikroprosesor serba guna yang digunakan dalam sebuah personal computer (PC), karena sebuah mikrokontroler umumnya telah berisi komponen pendukung sistem minimal mikroprosesor, yakni memori dan antarmuka I/O. a. Arsitektur ATMega 8535 Pada Gambar 3, memperlihatkan arsitektur dari sebuah ATMega Ady Nugroho Sae Saputro,

5 Gambar 3 Arsitektur ATMega8535 Terdapat beberapa penjelasan mengenai bagian dari Gambar 3, diantaranya: Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D Watchdog Timer dengan osilator internal SRAM sebanyak 512 byte Memori Flash sebesar 8 kb Sumber Interrupt internal dan eksternal EEPROM on board sebanyak 512 byte Ady Nugroho Sae Saputro,

6 Komparator analog b. Kapabilitas atau Kemampuan ATMega 8535 Untuk kapabilitas atau kemampuan yang dimiliki oleh ATMega 8535, AVR ini memiliki beberapa fitur diantaranya: Sistem processor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz. Ukuran memory flash 8KB, SRAM sebesar 512 byte. EEPROM sebesar 512 byte. ADC internal dengan resolusi 10 bit sebanyak 8 kanal. c. Konfigurasi pin ATMega 8535 AVR ini memiliki bentuk konfigurasi tiap pin-nya. Dimana tiap pin-nya memiliki fungsi tertentu. Gambar 4 merupakan gambaran mengenai pin pin yang dimiliki oleh ATMega Gambar 4 Pin ATMega 8535 Tiap pin yang ditunjukkan pada Gambar 4, memiliki fungsinya masing masing. Beberapa fungsi tersebut diantaranya: VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya GND merupakan pin Ground Ady Nugroho Sae Saputro,

7 Port A (PA0...PA7) merupakan pin I/O dan pin masukan ADC Port B (PB0...PB7) merupakan pin I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus yaitu Timer atau Counter, komparator analog dan SPI Port C (PC0...PC7) merupakan port I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus, yaitu komparator analog dan Timer Oscillator Port D (PD0...PD1) merupakan port I/O dan pin fungsi khusus yaitu komparator analog dan interrupt eksternal serta komunikasi serial RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal AVCC merupakan pin masukan untuk tegangan ADC AREF merupakan pin masukan tegangan referensi untuk ADC 2.6 DTMF Dekoder Nada DTMF yang dapat diterima oleh MT8870 merupakan 16 kombinasi sinyal analog, sedangkan output-nya akan berupa output digital 4 bit untuk tiap kombinasinya. Sinyal analog bekerja dengan mentransmisikan suara dalam bentuk gelombang kontinu (continous varying). Dua parameter atau karakteristik terpenting yang dimiliki oleh isyarat analog adalah amplituda dan frekuensi. Sedangkan sinyal digital merupakan hasil teknologi yang dapat mengubah signal menjadi kombinasi urutan bilangan 0 dan 1. Biasanya sinyal ini juga dikenal dengan sinyal diskrit. Sistem digital merupakan bentuk sampling dari sistem analog. Gambar 5 menunjukkan bentuk dari sinyal analog dan sinyal digital. Gambar 5 Perbedaan Sinyal Analog dan Digital Ady Nugroho Sae Saputro,

8 1. Arsitektur MT8870 MT8870 sebagai IC DTMF dekoder memiliki arsitektur seperti Gambar 6. Gambar 6 Arsitektur MT8870 Gambar 6 merupakan bentuk dari arsitektur IC MT8870 sebagai DTMF dekoder. Dapat dilihat bahwa MT8870 mengeluarkan bentuk biner 4 bit melalui port Q1 sampai dengan Q4 dengan Q4 sebagai MSB dan Q1 merupakan LSB dari output MT Pengkodean MT8870 Pada Tabel 1 dapat dilihat input yang diterima oleh MT8870 yang berbentuk frekuensi tinggi dan frekuensi rendah, kemudian output-nya yaitu Q1, Q2, Q3 dan Q4 berupa biner 4 bit. Ady Nugroho Sae Saputro,

9 Tabel 1 DTMF Dekoder Pada Tabel 1 apabila pin TOE pada MT8870 diberikan input low, maka output pada Q4 Q1 akan terputus dan memberikan output dengan impedansi yang besar. 2.7 Light Dependent Resistor (LDR) LDR memanfaatkan bahan semikonduktor yang karakteristik listriknya berubah - ubah sesuai dengan cahaya yang diterima. Bahan yang digunakan adalah Kadmium Sulfida (CdS) dan Kadmium Selenida (CdSe). Bahan - bahan ini paling sensitif terhadap cahaya dalam spektrum tampak, dengan puncaknya sekitar 0,6 µm untuk CdS dan 0,75 µm untuk CdSe. Sebuah LDR CdS yang tipikal memiliki resistansi sekitar 1 MΩ dalam kondisi gelap gulita dan kurang dari 1 KΩ ketika ditempatkan dibawah sumber cahaya terang Error! Reference source not found.]. LDR adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan resistansi yang besarnya tergantung pada cahaya. Karakteristik LDR terdiri dari dua macam yaitu Laju recovery dan respon spektral. Gambar 7 merupakan LDR yang sering kita jumpai di pasaran. Ady Nugroho Sae Saputro,

10 Gambar 7 LDR Laju Recovery Bila sebuah LDR dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya tertentu kedalam suatu ruangan yang gelap, maka dapat di amati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut hanya akan bisa mencapai harga di kegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu. Nilai ini ditulis dalam K per detik, untuk LDR tipe arus harganya lebih besar dari 200 K per detik (selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai dengan level cahaya 400 lux Respon Spektral LDR tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, alumunium, baja, emas, dan perak. Dengan memanfaatkan nilai LDR yang dapat berubah sesuai dengan intensitas cahaya yang diterima, maka LDR dapat difungsikan sebagai sarana untuk memberikan logik yang berbeda ke mikrokontroler. Ady Nugroho Sae Saputro,

11 Gambar 8 Rangkaian Pembagi Tegangan Dengan menggunakan prinsip pembagi tegangan dengan rangkaian seperti Gambar 8, maka dapat dimisalkan R1 adalah LDR dan R2 merupakan potensio. Dengan mengatur nilai potensio, maka dapat mengatur sensitivitas cahaya yang diterima oleh LDR. Semakin besar nilai resistansi dari LDR (jika tidak menerima cahaya), maka output akan semakin kecil. Karena rumus dari rangkaian tersebut yaitu: ( ) 2.8 Relay Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan menutup. Pada saat arus dihentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan kontak saklar kembali terbuka Error! Reference source not found.]. Relay biasanya digunakan untuk menggerakkan arus atau tegangan yang besar (misalnya peralatan listrik 4 amper AC 220 volt) dengan memakai arus atau tegangan yang kecil (misalnya 0.1 amper 12 volt DC). Gerakkan elektromekanis yang memberikan pergerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik. Secara sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut: 1. Alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup (atau membuka) kontak saklar. Ady Nugroho Sae Saputro,

12 2. Saklar yang digerakkan (secara mekanis) oleh daya atau energi listrik. Dalam pemakaiannya biasanya relay yang digerakkan dengan arus DC dilengkapi dengan sebuah dioda yang diparalel dengan lilitannya dan dipasang terbalik yaitu anoda pada tegangan (-) dan katoda pada tegangan (+). Ini bertujuan untuk mengantisipasi sentakan listrik yang terjadi pada saat relay berganti posisi dari on ke off agar tidak merusak komponen di sekitarnya. Pada Gambar 9 dapat dilihat pemasangan dari dioda pada relay. Gambar 9 Dioda pada Relay Konfigurasi dari kontak - kontak relay ada tiga jenis, yaitu: 1. Normally Open (NO), apabila kontak - kontak tertutup saat relay dicatu. 2. Normally Closed (NC), apabila kontak-kontak terbuka saat relay dicatu. 3. Change Over (CO), relay mempunyai kontak tengah yang normal tertutup, tetapi ketika relay dicatu kontak tengah tersebut akan membuat hubungan dengan kontak-kontak yang lain. Penggunaan relay perlu memperhatikan tegangan pengontrolnya serta kekuatan relay men-switch arus atau tegangan. Biasanya ukurannya tertera pada badan relay. Misalnya relay 12VDC/4 A 220V, artinya tegangan yang diperlukan sebagai pengontrolnya adalah 12Volt DC dan mampu men-switch arus listrik (maksimal) sebesar 4 amper pada tegangan 220 volt. Sebaiknya relay difungsikan 80% saja dari kemampuan maksimalnya agar aman, lebih rendah lagi lebih aman. Ady Nugroho Sae Saputro,

13 Relay ini biasa disebut sebagai relay coil. Gambar 10 menunjukkan bentuk dari relay coil. Gambar 10 Relay Coil Prinsip Kerja Relay Relay yang berfungsi sebagai switch memiliki prinsip kerja seperti yang ditunjukkan pada Gambar 11. Gambar 11 Prinsip Relay Gambar 11 menunjukkan prinsip dasar pengaman dengan relay elektromagnetis atau relay coil. Saat arus listrik yang mengalir pada rangkaian masih dalam batas kapasitas pemutusan, pegas masih dapat menahan pergerakan plat besi akibat tarikan elektromagnitis. Namun apabila arus listrik yang mengalir melewati batas kapasitas pemutusan (karena arus hubung singkat), pegas tidak dapat menahan tarikan medan magnet, sehingga tertarik ke bawah, akibatnya Ady Nugroho Sae Saputro,

14 kontak yang berhubungan dengan plat besi tersebut ikut tertarik sehingga terjadi pemutusan arus listrik ke rangkaian. Contact pada relay ada 2 jenis: Normally Open (kondisi awal sebelum diaktifkan open), dan Normally Closed (kondisi awal sebelum diaktifkan close). 2.9 BASCOM-AVR BASCOM-AVR adalah program dengan Bahasa Basic yang ringkas serta mudah dimengerti, dirancang untuk compiler bahasa mikrokontroler AVR, dan BASCOM AVR mendukung semua fitur fitur yang ada pada IC ATMEGA. Gambar 12 merupakan bentuk jendela pada BASCOM-AVR. Gambar 12 Jendela BASCOM-AVR Pada penggunaan BASCOM-AVR, menu yang digunakan memiliki fungsi tertentu. Beberapa menu yang terdapat pada BASCOM-AVR diantaranya: File, Edit, View, Program, Tools, Options, Window dan Help. Bentuk tampilan menu dari program BASCOM-AVR seperti Gambar 13. Gambar 13 Menu pada BASCOM-AVR Ady Nugroho Sae Saputro,

15 2.9.1 Tipe Data pada BASCOM Setiap variabel dalam BASCOM memiliki tipe data yang menunjukkan daya tampungnya. Hal ini berhubungan dengan penggunaan memori mikrokontroler Error! Reference source not found.]. Contoh tipe data pada BASCOM ditunjukkan pada tabel 2. Tabel 2 Tipe Data pada BASCOM No Tipe Jangkauan Bit Byte Integer Word Long Single Double String 0 atau ,768 32, x 10^ x 10^ x 10^ 324 to 1.7 x 10^308 >254 byte Variabel pada BASCOM Variabel dalam sebuah pemrograman berfungsi sebagai tempat penyimpanan data atau penampungan data sementara. Variabel merupakan pointer yang menunjukkan pada alamat memori fisik dan mikrokontroler. Dalam BASCOM, ada beberapa aturan dalam penamaan sebuah variabel: 1. Nama variabel maksimum terdiri atas 32 karakter. 2. Karakter biasa berupa angka atau huruf. 3. Nama variabel harus dimulai dengan huruf. 4. Variabel tidak boleh menggunakan kata-kata yang digunkan oleh BASCOM sebagai perintah, pernyataan, internal programmable, dan nama operator (AND, OR, DIM, dan lain-lain). Sebelum digunakan, maka variabel harus dideklarasikan terlebih dahulu. Dalam BASCOM, ada beberapa cara untuk mendeklarasikan sebuah variabel (data). Cara pertama adalah menggunakan pernyataan DIM (dimensi) diikuti nama tipe datanya. Contoh pendeklarasian menggunakan DIM sebagai berikut: Dim nama as byte Dim Hitung as integer Dim Alamat as word Ady Nugroho Sae Saputro,

16 2.9.3 Konstanta pada BASCOM Dalam BASCOM, selain variabel dapat pula dikenal dengan konstanta. Dengan menggunakan konstanta, kode program yang buat akan lebih mudah dibaca dan dapat mencegah kesalahan penulisan pada program. Misalnya, akan lebih mudah menulis phi daripada menulis 3, Sama seperti variabel, agar konstanta bisa dikenali oleh program, maka harus dideklarasikan terlebih dahulu. Berikut adalah cara pendeklarasian sebuah konstanta. Dim A As Const 5 Dim B1 As Const &B1001 Cara lain yang paling Mudah: Const Cbyte = &HF Const Cint = Operasi pada BASCOM Pada bagian ini akan dibahas tentang cara menggabungkan, memodifikasi, membandingkan, atau mendapatkan informasi tentang sebuah pernyataan dengan menggunakan operator - operator yang tersedia di BASCOM dan bagaimana sebuah pernyataan terbentuk dan dihasilkan dari operator - operator berikut: a. Operator Aritmatika Operator digunakan dalam perhitungan. Operator aritmatika meliputi + (tambah), - (kurang), / (bagi) dan * (kali). b. Operator Relasi Operator berfungsi membandingkan nilai sebuah angka. Hasilnya dapat digunakan untuk membuat keputusan sesuai dengan program yang dibuat. Operator relasi dalam Bahasa Basic : = Equality X = Y <>Inequality X <> Y < Less than X < Y > Greater than X > Y <=Less than or equal to X <= Y >=Greater than or equal to X >= Y c. Operator Logika Ady Nugroho Sae Saputro,

17 Jika operator hubungan membandingkan hubungan antara dua buah operand, maka operator logika digunakan untuk membandingkan logika hasil dari operator - operator hubungan. Operator logika ada empat macam, yaitu: 1. NOT sebagai Logical complement 2. AND sebagai Conjunction 3. OR sebagai Disjunction 4. XOR sebagai Exclusive or d. Operator Bitwise Operator bitwise digunakan untuk memanipulasi bit dari data yang ada di memori. Operator bitwise dalam Bahasa Basic: Shift A, Left, 2 : Pergeseran bit ke kiri Shift A, Right, 2: Pergeseran bit ke kanan Rotate A, Left, 2 : Putar bit ke kiri Instruksi pada BASCOM-AVR Instruksi yang dapat digunakan pada editor BASCOM-AVR relatif cukup banyak dan bergantung dari tipe dan jenis AVR yang digunakan. Pada Tabel 3 merupakan instruksi-instruksi dasar yang dapat digunakan pada mikrokontroler ATMega8535. Tabel 3 Instruksi Dasar BASCOM-AVR Instruksi DO LOOP GOSUB IF THEN FOR..NEXT WAIT WAITMS WAITUS SELECT CASE Keterangan Perulangan Memanggil prosedur Percabangan Perulangan Delay atau waktu tunda detik Delay atau waktu tunda milidetik Delay atau waktu tunda mikrodetik Pencabangan Ady Nugroho Sae Saputro,