BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI Bab ini membahas mengenai teori yang mendukung dalam pembuatan proyek akhir. Materi yang dibahas diantaranya Mikrokontroler Atmega32, Modul perekam suara A93010, Decoder dan Encoder, Penguat daya TEA2025B, LCD (Liquid Crystal Display) 16x2, Driver Led ULN2003, Pemrograman Basic Compiler, dan Downloader USBasp. Didalam bab ini juga akan dibahas materi tentang kepramukaan yaitu Kode Morse dan Semaphore serta aplikasinya di bidang industri. 2.1 Mikrokontroler Mikrokontroler adalah suatu IC (Integrated Circuit) digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus, dengan kata lain cara kerja mikrokontroler sebenarnya hanya membaca dan menulis data. Mikrokontroler juga merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya, dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini (Sumber: Grahacendikia, wordpress.com). Dengan penggunaan mikrokontroler ini maka : Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri Mikrokontroler mempunyai banyak jenis, diantaranya keluarga Motorola dengan seri 68xx, keluarga AVR yang diproduksi Atmel, Philip, Dallas, keluarga PIC dari Microchip, Renesas, Zilog. Mikrokontroler memiliki perangkat penunjang seperti yang terdapat dalam mikrokomputer yaitu unit pusat pengolahan data, unit memori (ROM dan RAM) dan unit Input/Output. Selain itu terdapat juga fasilitas fasilitas seperti timer, counter, dan kontrol interupsi. Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 7

2 2.1.1 Mikrokontroler AVR Mikrokontroler AVR (Alf and vegard s Risc processor) merupakan bagian dari keluarga mikrokontroller CMOS 8-bit buatan Atmel. AVR memiliki arsitektur 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16- bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock. Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur Havard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori data.avr berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing), sedangkan seri MCS51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). AVR dapat dikelompokkan menjadi empat kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT 90Sxx, keluarga ATmega dan AT86RFxx. Pada dasarnya yangmembedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya Mikrokontroler Atmega32 Mikrokontroler AVR Atmega32 memiliki fitur yang cukup lengkap. Mikrokontroler AVR Atmega32 telah dilengkapi dengan ADC internal, EEPROM internal, Timer/Counter, PWM, analog comparator, dan sebagainya. Sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini memungkinkan kita belajar mikrokontroler keluarga AVR dengan lebih mudah dan efisien, serta dapat mengembangkan kreativitas penggunaan mikrokontroler Atmega32. Adapun fitur fitur yang dimiliki oleh mikrokontroler Atmega32 (Sumber: Datasheet Atmega32) adalah sebagai berikut: 1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu porta, portb, portc, dan portd. 2. ADC internal sebanyak 8 saluran. 3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan. 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register dan SRAM sebesar 512 byte. 5. Memori Flash sebesar 32 Kb dengan kemampuan Read While Write. 6. Port antarmuka SPI 7. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 8. Antarmuka komparator analog. 9. Port USART untuk komunikasi serial. 10. Sistem mikroprosesor 32 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz. Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 8

3 2.1.3 Serial Pheriperal Interface (SPI) Serial Peripheral Interface (SPI) merupakan salah satu mode komunikasi serial syncrhronous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh Atmega32. Universal Syncrhronous, Asyncrhronous Serial Receiver dan Transmitter (USART) juga merupakan salah satu mode komunikasi serial yang dimiliki oleh Atmega32. USART merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi yang dapat digunakan untuk melakukan transfer data baik antar mikrokontroler maupun dengan modul modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur UART. USART memungkinkan transmisi data baik secara syncrhronous maupun asyncrhronous, sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel dengan UART. Pada Atmega32, secara umum pengaturan mode syncrhronous maupun asyncrhronous adalah sama. Perbedaannya hanyalah terletak pada sumber clock saja. Jika pada mode asyncrhronous masing masing peripheral memiliki sumber clock sendiri, maka pada mode syncrhronous hanya ada satu sumber clock yang digunakan secara bersama sama. Dengan demikian, secara hardware untuk mode asyncrhronous hanya membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan RXD, sedangkan untuk mode syncrhronous harus 3 pin yaitu TXD, RXD dan XCK (Sumber: Datasheet Atmega32). Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 9

4 2.1.4 Konfigurasi Pin Atmega32 Konfigurasi pin Atmega32 mempunyai 40 pin PDIP dan 44 pin TQFP/MLF seperti yang ditunjukan pada gambar 2.1. PB4 (SS) PB3 (AIN1/OC0) PB3 (AIN0/INT2) PB1 (T1) PB0 (XCK/T0) GND VCC PA0 (ADC0) PA1 (ADC1) PA2 (ADC2) PA3 (ADC3) (MOSI) PB5 (MISO) PB6 (SCK) PB7 RESET VCC GND XTAL2 XTAL1 (RXD) PD0 (TXD) PD1 (INT0) PD PA4 (ADC4) PA5 (ADC5) PA6 (ADC6) PA7 (ADC7) AREF GND AVCC PC7 (TOSC2) PC6 (TOSC1) PC5 (TDI) PC4 (TDO) (INT1) PD3 (OC1B) PD4 (OC1A) PD5 (ICP1) PD6 (OC2) PD7 VCC GND (SCL) PC0 (SDA) PC1 (TCKD) PC2 (TMS) PC3 Gambar 2.1 Konfigurasi Pin Atmega32 (TQFP/MLF) (Sumber: Datasheet Atmega32) Dari gambar konfigurasi pin tersebut dapat dijelaskan fungsi dari masing masing pin Atmega32 sebagai berikut: a) VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya. b) GND merupakan pin ground c) Port A (PortA 0 PortA 7 ) berfungsi sebagai input analog to digital converter (ADC). Port A juga berfungsi sebagai port I/O 8 bit bidirectional jika ADC tidak digunakan. Setiap pin pada port A menyediakan internal pull-up resistor (dipilih untuk setiap bit). Output port A memiliki karakteristik buffer hard simetris dengan higg sink dan source capability. Ketika pin PA0 ke PA7 digunakan sebagai input dan secara eksternal memakai pull-down, maka pull-up resistor internal yang diaktifkan. d) Port B (PortB 0 PortB 7 ) berfungsi sebagai port I/O 8 bit bidirectional dengan internal pull-up resistor (dipilih untuk masing-masing bit). Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 10

5 Output port B memiliki karakteristik buffer hard simetris dengan high sink dan source capability. Ketika pin PB0 ke PB7 digunakan sebagai input dan secara eksternal memakai pull-down, maka pull-up resistor internal yang diaktifkan. Port B juga melayani fungsi dari fitur-fitur khusus berbagai Atmega32 seperti yang ditunjukan pada Tabel 2.1. PIN PortB7 PortB6 PortB5 PortB4 PortB3 PortB2 PortB1 PortB0 Tabel 2.1 Fungsi khusus PortB Fungsi Khusus SCK (SPI Bus Serial Clock) MISO (SPI Bus Master Input/ Slave Output) MOSI (SPI Bus Master Output/ Slave Input) SS (SPI Slave Select Input AIN1 (Analog Comparator Negative Input) OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match Output) AIN0 (Analog Comparator Positive Input) INT2 (External Interrupt 2 Input T1 (Timer/ Counter1 External Counter Input) T0 T1 (Timer/Counter External Counter Input) XCK (USART External Clock Input/Output) e) Port C (PortC 0 PortC 7 ) berfungsi sebagai port I/O 8 bit bidirectional dengan internal pull-up resistor (dipilih untuk masing-masing bit). Output port C memiliki karakteristik buffer hard simetris dengan high sink dan source capability. Ketika pin PC0 ke PC7 digunakan sebagai input dan secara eksternal memakai pull-down, maka pull-up resistor internal yang diaktifkan. Jika antarmuka JTAG diaktifkan, pull-up resistor pada pin PC5 (TDI), PC3 (TMS) dan PC2 (TCK) akan diaktifkan bahkan setelah dilakukan reset. Port C juga melayani fungsi dari antarmuka JTAG dan fitur khusus lainnya dari ATmega32 seperti yang ditunjukan pada Tabel 2.2. Tabel 2.2 Fungsi khusus PortC PIN Fungsi Khusus PortC7 TOSC2 ( Timer Oscillator Pin2) PortC6 TOSC1 ( Timer Oscillator Pin1) PortC5 Input/Output PortC4 Input/Output PortC3 Input/Output PortC2 Input/Output PortC1 SDA ( Two-wire Serial Buas Data Input/Output Line) PortC0 SCL ( Two-wire Serial Buas Clock Line) Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 11

6 f) Port D (PortD 0 PortD 7 ) berfungsi sebagai port I/O 8 bit bidirectional dengan internal pull-up resistor (dipilih untuk masing-masing bit). Output port D memiliki karakteristik buffer hard simetris dengan high sink dan source capability. Ketika pin PD0 ke PD7 digunakan sebagai input dan secara eksternal memakai pull-down, maka pull-up resistor internal yang diaktifkan. Port D juga melayani fungsi dari fitur-fitur khusus berbagai ATmega32 seperti yang ditunjukan pada Tabel 2.3. PIN PD7 PD6 PD5 PD4 PD3 PD2 PD1 PD0 Tabel 2.3 Fungsi khusus PortD Fungsi Khusus OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output) ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin) OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match Output) OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output) INT1 (External Interrupt 1 Input) INT0 (External Interrupt 0 Input) TXD (USART Output Pin) RXD (USART Input Pin) g) RESET berfungsi untuk mengatur ulang mikrokontroler pada kondisi awal. h) XTAL1 merupakan input untuk oscillator amplifier dan input inverting dari rangkaian clock internal. i) XTAL2 merupakan output dari inverting oscillator amplifier. j) AVCC adalah tegangan referensi untuk Port A dan analog to digital converter (ADC) dan harus terhubung ke VCC eksternal, meskipun ADC tidak digunakan. Jika ADC digunakan, maka VCC harus dihubungkan ke melalui low pass filter. k) AREF merupakan pin referensi analog to digital converter (ADC). Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 12

7 2.2 Modul Perekam Suara (A93010) Modul A93010 ini merupakan modul perekam suara yang mampu merekam dengan durasi 20 detik dan hanya dapat dilakukan secara manual tanpa menggunakan software. Durasi rekaman pada modul ini juga dapat ditingkatkan hingga 30 detik tergantung dari osilator resistor yang dipakai pada modul ini, seperti yang ditunjukan pada Tabel 2.4. dan Gambar 2.2. semakin tinggi nilai samplingnya maka suara yang dihasilkan akan semakin bagus akan tetapi durasi perekaman nya akan semakin pendek. Tabel 2.4 Nilai sampling pada modul A93010 (Sumber: Datasheet Modul A93010) No. Durasi Sampling Osilator Resistor 1 20 detik 6,4 KHz 52 KΩ 2 24 detik 5,3 KHz 67 KΩ 3 30 detik 4,0 KHz 89 KΩ Modul ini juga mempunyai ukuran yang kecil (34 mm x 23 mm) seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.x, dengan konsumsi arus yang rendah, yaitu: Proses Recording Proses Play Proses Standby = 25 ma = 25 ma = 10 ua oscillator Gambar 2.2 Modul A93010 (Sumber: Datasheet Modul A93010) Selain menggunakan modul A93010 untuk proses rekaman suara, dapat juga menggunakan IC perekam suara ISD400x yang mempunyai durasi rekaman yang lebih lama (4-16 menit, sesuai dengan tipe ISD yang digunakan). Adapun kelebihan dan kekurangan pada modul perekam suara dengan IC ISD400x sebagai berikut: Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 13

8 A. Kelebihan Modul A93010 Modul A93010 lebih mudah digunakan Tidak memerlukan software dalam proses rekam maupun play B. Kekurangan Modul A93010 Durasi rekaman pada modul A93010 lebih pendek Hanya dapat memainkan satu rekaman saja Fitur Pada Modul A93010 Modul ini mempunyai beberapa fitur yang mendukung kinerja dari proses perekaman suara, diantaranya: Non volatile flash memory technology Operasi input menggunakan supply 5 volt karena didalam modul ini tidak mempunyai baterai User friendly (mudah digunakan dalam pengoperasiannya) Mempunyai dua buah tombol operasi yang berfungsi untuk merekam dan memainkan suara Mempunyai konsumsi daya yang rendah Mempunyai LED indikator untuk menunjukkan proses perekaman suara Mempunyai sebuah mic - kondensor Power down otomatis Proses Recording Proses perekaman suara yang berada pada modul ini sangat mudah, yaitu bisa dilakukan dengan cara: Tekan tombol REC ketika akan memulai proses perekaman sampai proses perekaman selesai, dalam proses ini led indikator akan menyala. Jika proses perekaman suara melebihi batas waktu yang ditentukan pada modul ini (20 detik), maka maka proses perekaman akan berhenti secara otomatis. Untuk memulai proses perekaman yang baru, tekan kembali tombol REC, maka suara yang baru akan terekam dan suara yang lama akan terhapus secara otomatis. Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 14

9 2.2.3 Proses Play Untuk memainkan suara yang telah direkam pada modul, dapat dilakukan dengan cara: Tekan tombol PLAY untuk memutar ulang suara yang telah direkam, jika tombol PLAY terus ditekan, maka suara yang direkam akan terus diputar ulang sampai tombol PLAY dilepas, tetapi jika tombol PLAY hanya ditekan satu kali, maka modul akan memutar ulang suara yang direkam sebanyak satu kali. Jika proses rekaman yang baru durasinya lebih pendek dari rekaman yang lama, maka pada saat memutar ulang, sisa suara dari proses perekaman sebelumnya akan dihapus secara otomatis Proses Standby Modul ini akan berada pada posisi Standby secara otomatis ketika proses rekaman selesai dilakukan dan ketika tombol PLAY selesai memutar ulang suara rekaman. 2.3 Decoder Decoder adalah rangkaian logika yang menerima input-input biner dan mengaktifkan salah satu output-nya sesuai dengan urutan biner input-nya (Sumber: Digital Systems Principles and Aplications, Hal. 504). Beberapa rangkaian decoder yang sering digunakan diantaranya decoder 3x8 (3 bit input dan 8 output line), decoder 4x16, decoder BCD to Decimal (4 bit input dan 10 output line), decoder BCD to 7 segment (4 bit input dan 8 output line). Khusus untuk BCD to 7 segment mempunyai prinsip kerja yang berbeda dengan decoder decoder yang lain, di mana kombinasi dari setiap inputnya dapat mengaktifkan beberapa output line-nya (bukan salah satu line). Pada perancangan ini akan digunakan dua buah decoder 3x8 tipe 74HC238 untuk menyimulasikan semaphore led pada tangan kanan dan tangan kiri. Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 15

10 2.3.1 Decoder 74HC238 IC Decoder ini merupakan IC CMOS yang mempunyai tiga buah input biner (pada alamat A0, A1, A2) dan menghasilkan delapan buah output berlogic 1 yang aktif secara bergantian pada salah outputnya (Y0 - Y7). IC Decoder ini mempunyai tiga buah input Enable, dua buah Enable beroperasi pada keadaan Active LOW (E 1, E 2 ), dan satu buah Enable beroperasi pada keadaan Active High ( E 3), input Enable ini digunakan untuk mengontrol decoder saat beroperasi/bekerja (Sumber: Datasheet 74HC/HCT238). Berikut ini merupakan skema rangkaian gerbang logika yang terdapat pada IC Decoder 74HC/HCT238 yang ditunjukan pada Gambar 2.3. Gambar 2.3 Skema Rangkaian Decoder 74HC/HCT238 (Sumber: Datasheet 74HC/HCT238) Dari skema rangkaian diatas, menghasilkan data output seperti yang ditunjukan pada Tabel 2.5. Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 16

11 Tabel 2.5. Tabel kebenaran Decoder 74HC/HCT238 (Sumber: Datasheet 74HC/HCT238) INPUT OUTPUT E 1 E 2 E 3 A 2 A 1 A 0 Y 7 Y 6 Y 5 Y 4 Y 3 Y 2 Y 1 Y Encoder 74C922 IC encoders ini merupakan IC CMOS 16 to 4 yang mengeluarkan output berupa biner, IC ini menyandikan sistem scanning keypad 4x4 yang hanya memerlukan kapasitor eksternal tunggal untuk menghindari Bouncing yang biasa terjadi pada proses scanning keypad (Sumber: Datasheet 74C922N). IC encoder ini juga memiliki on-chip pullup yang memungkinkan switch dengan sampai 50 KX pada resistansi yang akan digunakan. Berikut ini merupakan skema rangkaian didalam IC Encoder 74C922 yang ditunjukan pada Gambar 2.4. Gambar 2.4 Blok Diagram IC 74C922 (Sumber: Datasheet 74C922N) Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 17

12 Dari blok diagram diatas, menghasilkan data output seperti yang ditunjukan pada Tabel 2.6. Tabel 2.6. Tabel kebenaran Encoder 74C922 (Sumber: Datasheet 74C922N) Posisi Switch OUTPUT D C B A 0 Y1 X Y1 X Y1 X Y1 X Y2 X Y2 X Y2 X Y2 X Y3 X Y3 X Y3 X Y3 X Y4 X Y4 X Y4 X Y4 X Amplifier TEA2025B TEA2025 merupakan IC dual audio amplifier yang dapat digunakan untuk aplikasi stereo dengan konfigurasi pin seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.5. IC TEA2025 ini awalnya dirancang untuk pemutar kaset portabel dan radio, tetapi dapat digunakan untuk membuat penguat audio stereo cukup baik. IC TEA2025 ini membutuhkan komponen eksternal sangat sedikit dan dapat berjalan pada tegangan serendah 3 volt. Gambar 2.5 Konfigurasi pin TEA2025B (Sumber: Datasheet TEA2025B) Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 18

13 Frekuensi cut off rendah (f L ) dari sinyal output tergantung pada resistansi beban (speaker, R L ) dan output kapasitor 470 μf. Jika resistensi speaker 4Ω, maka frekuensi cut-off rendah akan, f L = 1 / (2π CR L ) = 80 Hz dengan demikian, output dari IC TEA2025 ini dapat bervariasi seperti yang ditunjukan pada tabel 2.7. MODE STEREO BRIDGE Supply Input 9 Volt 9 Volt 6 Volt 6 Volt 6 Volt 6 Volt 3 Volt 3 Volt 12 Volt 9 Volt 6 Volt 6 Volt 3 Volt 3 Volt Tabel 2.7 Output Amplifier TEA2025B (Sumber: Datasheet TEA2025B) Resistansi Speaker 4 Ω 8 Ω 4 Ω 8 Ω 16 Ω 32 Ω 4 Ω 32 Ω 8 Ω 8 Ω 4 Ω 8 Ω 16 Ω 32 Ω Output Power (d=10%) 2.3 Watt 1.3 Watt 1 Watt 0.6 Watt 0.25 Watt 0.13 Watt 0.1 Watt 0.02 Watt 2.4 Watt 4.7 Watt 2.8 Watt 1.5 Watt 0.18 Watt 0.06 Watt Dari tabel di atas dapat diaplikasikan dua mode tersebut ke dalam sebuah rangkaian seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.6. dan Gambar 2.7. Gambar 2.6 Rangkaian TEA2025B Mode STEREO (Sumber: Datasheet TEA2025B) Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 19

14 2.6 Saklar Elektronik Gambar 2.7 Rangkaian TEA2025B Mode BRIDGE (Sumber: Datasheet TEA2025B) Saklar merupakan perangkat untuk menghubungkan maupun memutuskan arus beban. Walaupun terdapat beberapa jenis saklar, namun pada prinsipnya sama, yaitu untuk memutus dan menghubungkan arus. Ada dua jenis saklar, yaitu saklar manual dan saklar mekanik Saklar Manual Saklar manual cara mengoperasikannya ialah dengan memindahkan tuas saklar secara mekanis oleh operator. Biasanya saklar manual dipakai pada rangkaian elektronik dengan kapasitas daya yang kecil dan tegangan yang kecil agar tidak menimbulkan kemungkinan bahaya yang besar. ukuran, bentuk dan cara pemasangannya sangat bervariasi seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.8. Saklar manual biasanya dipasang pada rangkaian kontrol. Saklar yang digunakan sebagai komponen elektronik biasanya berjenis Toggle, Push Button, Selector, dan Push wheel. Gambar 2.8 Macam macam Saklar Manual Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 20

15 2.6.2 Saklar Mekanik Saklar mekanik akan on atau off secara otomatis oleh sebuah proses perubahan parameter, misalnya posisi, tekanan, atau temperatur. Saklar akan On atau Off jika set titik proses yang ditentukan telah tercapai. Saklar mekanik digunakan untuk automatisasi dan juga proteksi rangkaian. Terdapat beberapa tipe saklar mekanik seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.9. antara lain, Limit Switch, Flow Switch, Level Switch, Pressure Switch dan Temperature Switch. Gambar 2.9 Macam macam Saklar Mekanik 2.7 LCD (Liquid Crystal Display) LCD adalah suatu display dari bahan cairan Kristal yang pengoperasiannya menggunakan sistem dot matriks. LCD banyak digunakan sebagai display dari alat-alat elektronika seperti kalkulator, multimeter digital, jam digital, dan sebagainya LCD 16x2 LCD 2x16 merupakan LCD yang memiliki 2 baris dimana setiap barisnya dapat memuat 16 karakter. LCD inilah yang sering digunakan sebagai display data sederhana untuk data yang tidak panjang (tidak banyak jumlahnya), seperti yang ditunjukan pada Gambar LCD ini mudah dihubungkan dengan mikrokontroler keluarga AVR seperti Atmega32. Gambar 2.10 Tampilan LCD 16x2 (Sumber: Datasheet JHD 162A) Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 21

16 2.7.2 Konfigurasi LCD 16x2 LCD 16x2 memiliki 16 pin konektor yang didefenisikan seperti yang ditunjukan pada Tabel 2.8 berikut: Tabel 2.8. Fungsi pin LCD 16x2 (Sumber: Datasheet JHD 162A) PIN NAMA PIN FUNGSI 1 VSS Ground voltage 2 VCC +5 volt 3 VEE Contrast voltage 4 RS Register Select 0 = Instruction Register 1 = Data Register 5 R/W Enable 0 = Write Mode 1 = Read Mode 6 E Enable 0 = Start to latch data to LCD character 1 = Disable 7 DB0 Data bit ke 0 (LSB) 8 DB1 Data bit ke 1 9 DB2 Data bit ke 2 10 DB3 Data bit ke 3 11 DB4 Data bit ke 4 12 DB5 Data bit ke 5 13 DB6 Data bit ke 6 14 DB7 Data bit ke 7 15 BPL Ground voltage 16 GND Ground voltage 2.8 Driver Led ULN2003 IC ULN 2003 adalah sebuah IC yang memiliki 7 bit Input dengan tegangan maksimal 95 volt dan arus maksimal 500 ma. IC ini mempunyai saluran driver penggerak sebanyak 7 saluran, pin 9 adalah common free yang terhubung dengan dioda pembatas dalam hal ini dihubungkan ke Vcc, seperti yang ditunjukan pada Gambar Didalam IC ini terdapat transistor darlinton. Transistor darlington merupakan 2 buah transistor yang dirangkai dengan konfigurasi khusus untuk mendapatkan penguatan ganda sehingga dapat menghasilkan penguatan arus yang besar (Sumber: Datasheet ULN2003). Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 22

17 IC ULN 2003 merupakan IC yang mempunyai 16 buah pin. Untuk setiap pin outputnya dapat dihubungkan kepada aktuator misalnya motor stepper, led, dan sebagainya, sedangkan inputnya dapat di kontrol oler mikrokontroler. IC ULN2003 dapat pula berfungsi sebagai catu daya. Catu daya ini terdiri dari catu daya (+) dan ground. Besar catu daya yang dihubungkan tergantung pada input pada Vcc nya. Gambar 2.11 Konfigurasi Pin ULN2003 (Sumber: Datasheet ULN2003) Adapun fitur fitur yang dimiliki oleh IC ULN2003, diantaranya: TTL, DTL, PMOS, or CMOS-Compatible Inputs Output Current to 500 ma Output Voltage to 95 Volt Transient Protected Outputs Dual In Line Plastic Package or Small-Outline IC Package 2.9 BASCOM - AVR Basic Compiler (BASCOM) merupakan bahasa tingkat tinggi dengan menggunakan bahasa BASIC sederhana. Bahasa BASIC adalah salah satu bahasa pemprograman yang banyak digunakan untuk aplikasi mikrokontroler karena kemudahan dan kompatibel terhadap mikrokontroler jenis AVR sehingga pemrogramman pada BASCOM AVR ini lebih mudah dipelajari dan dipahami dibandingkan dengan bahasa pemrograman yang lainnya (Sumber: fahmizaleeits.wordpress.com). Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 23

18 2.9.1 Kelebihan Bahasa Basic Berikut ini adalah beberapa kelebihan bahasa Basic dengan bahasa yang lainnya: FastAVR Basic Compiler adalah sebuah bahasa yang mengandung hampir semua perintah BASIC yang sudah dikenal ditambah dengan beberapa fungsi-fungsi khusus seperti LCD, I2C, 1WIRE, Keyboard dan sebagainya. FastAVR Basic Compiler dibuat secara khusus untuk mendukung penuh keluarga Mikrokontroler AVR yang baru. FastAVR Basic Compiler membolehkan operasi-operasi kompleks dinyatakan dengan perintah-perintah pendek dan ampuh, tanpa perlu detail dari set instruksi CPU-nya serta arsitektur internal mikrokontrolernya. Namun datasheet mikrokontroler tetap menjadi acuan utama. FastAVR Basic Compiler menyembunyikan detil-detil bagi pemrogram pemula, tetapi menyediakan luaran assembler untuk pemrogram lanjut (advanced programmer). FastAVR Basic Compiler membolehkan pemrograman dan siklus pengujian secara cepat. FastAVR Basic Compiler membolehkan struktur program dinyatakan secara lebih jelas. Mendukung semua Mikrokontroler keluarga AVR Penggunaan BASCOM AVR Setiap penggunaan bahasa pemprograman mempunyai standar penulisan program. Konstruksi dari program bahasa BASIC harus mengikuti aturan sebagai berikut: $regfile = Mikrokontroler AVR inisialisasi deklarasi variabel Do Loop End, dan sebagainya. Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 24

19 $regfile ini merupakan pengarah program, seperti yang ditunjukan pada Gambar misal $regfile = m32def.dat merupakan pengarah pengarah preprosesor bahasa BASIC yang memerintahkan untuk meyisipkan file lain, dalam hal ini adalah file m32def.dat yang berisi deklarasi register dari mikrokonroller Atmega32, pengarah preprosesor lainnya yang sering digunakan ialah sebagai berikut: $crystal = menggunakan crystal clock 12 MHz $eeprom = menggunakan fasilitas eeprom dan sebagainya. Gambar 2.12 Tampilan BASCOM AVR 2.10 USBasp Downloader USBasp adalah programmer mikrokontroler yang sudah menggunakan USB secara langsung sebagai sarana komunikasinya. USBasp sudah tidak lagi menggunakan komunikasi berstandar serial RS-232, seperti yng ditunjukan pada Gambar sehingga tidak lagi memerlukan berbagai macam konverter untuk berkomunikasi dengan perangkat komputasi modern. Gambar 2.13 USBasp Downloader Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 25

20 Fitur USBasp USBasp ini mempunyai fitur fitur yang mendukung kinerja pada saat proses pengunduhan file ke mikrokontroler tipe AVR, diantaranya: SLOW SCK (J2), berfungsi untuk memilih kecepatan baca/tulis ke mikrokontroler. Jika SLOW SCK on, maka secara default target menggunakan clock internal 1MHz, sedangkan SLOW SCK off maka targer menggunakan osilator eksternal (Crystal). Port Pemrograman, terdapat SCK, MOSI, MISO, RESET, +5 volt VCC dan GND. Led Indikator Hijau, yang menunjukan bahwa USBasp sudah terhubung ke komputer. Led Indikator Merah, yang menunjukan sedang ada komunikasi antara USB asp dengan mikrokontroler. Targer Supply Selector (J1), digunakan untuk memberikan atau memutuskan tegangan supply sebesar +5 volt DC dari VCC USB ke target dan berfungsi sebagai pengaman komputer apabila ada rangkaian mikrokontroler terjadi arus balik/hubung singkat Ekstreme Burner AVR Software program ini khusus dibuat untuk membaca maupun menulis program pada mikrokontroler AVR dengan menggunakan USBasp. Software ini dibuat sederhana dan mudah di operasikan oleh penggunanya. Pada software ini terdapat fungsi fungsi yang akan sering digunakan diantaranya: Read/Write Flash Read/Write EEPROM Read/Write Fuse Bit dan Lock Bit Chip Erase Save Flash dan EEPROM File (*.Hex) Load Flash dan EEPROM File (*.Hex) Software ini dapat digunakan untuk memrogram 18 jenis mikrokontroler tipe AVR, seperti yang ditunjukan pada Gambar diantaranya: Attiny13A, Attiny24, Attiny44, Attiny84, Attiny2313, Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 26

21 Atmega48, Atmega88, Atmega168, Atmega8515, Atmega32, Atmega8, Atmega16, Atmega162, Atmega164PA, Atmega324PA, Atmega32, Atmega64A, Atmega128. Gambar 2.14 Tampilan Ekstreme Burner 2.11 Kode Morse Kode Morse adalah sistem representasi huruf dan angka dengan menggunakan sinyal kode. Kode Morse diciptakan oleh Samuel F.B. Morse dan Alfred Vail pada tahun Kode Morse juga digunakan dan dipelajari di dunia kepramukaan atau kepanduan. Dalam dunia kepramukaan kode Morse disampaikan menggunakan senter atau peluit pramuka. Kode Morse disampaikan dengan cara meniup peluit dengan durasi pendek untuk mewakili titik (dot/dit) dan meniup peluit dengan durasi panjang untuk mewakili garis (dash/dah), seperti pada Gambar Setiap karakter (huruf atau angka) diwakili oleh urutan unik dari titik dan garis. Durasi tanda garis adalah tiga kali durasi tanda titik. Setiap titik maupun garis diikuti dengan hening sejenak, sama dengan durasi tanda titik. Huruf dari sebuah kata dipisahkan dengan spasi sama yaitu tiga kali durasi tanda titik dan dua kata dipisahkan dengan spasi sama dengan tujuh titik. Maka dari itu kode morse internasional harus memenuhi lima elemen berikut: Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 27

22 1. Tanda titik, dot atau 'dit' ( ), durasinya adalah satu unit panjang 2. Tanda garis, dash atau 'dah' (-), durasinya tiga unit panjang 3. Keheningan antara titik dan garis dalam karakter, durasinya satu titik atau satu unit durasi panjang 4. Keheningan (spasi) antar huruf, durasinya tiga unit panjang 5. Keheningan (spasi) antar kata, durasinya tujuh unit panjang Gambar 2.15 Kode Morse Kecepatan Morse Kecepatan kode morse diukur dalam kata per menit (WPM) atau karakter per menit (CPM). Setiap karakter memiliki perbedaan panjang karena mengandung jumlah titik dan garis yang berbeda, akibatnya kata kata juga memiliki durasi panjang yang berbeda, Untuk alasan ini, maka digunakan kata standar untuk membantu mengukur kecepatan kode morse yaitu kata "PARIS" dan "CODEX" (Lihat halaman 51). Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 28

23 2.12 Kode Semaphore Semaphore adalah suatu cara untuk mengirim dan menerima berita dengan menggunakan bendera, dayung, batang, tangan kosong atau dengan sarung tangan. Informasi yang didapat dibaca melalui posisi bendera atau tangan. Namun kini yang umumnya digunakan adalah bendera, yang dinamakan bendera semaphore. Pengiriman sandi melalui bendera semaphore ini menggunakan dua bendera, yang masing-masing bendera tersebut berukuran 45 cm x 45 cm. Bentuk bendera yang persegi merupakan penggabungan dua buah segitiga sama kaki yang berbeda warna. Warna yang digunakan sebenarnya bisa bermacam-macam, namun yang lazim digunakan adalah warna merah dan kuning, dimana letak warna merah selalu berada dekat tangkai bendera, seperti pada Gambar Gambar 2.16 Bentuk Kode Semaphore (Sumber: aldinofall wordpress.com) Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 29

24 2.13 Aplikasi di Bidang Industri Selain pada bidang kepramukaan, kode morse dan semaphore juga sering digunakan pada bidang industri, seperti digunakan untuk pengiriman berita rahasia melalui telegraf, sinyal navigasi pesawat terbang, sinyal navigasi kapal laut, sinyal rel kereta api, dan sebagainya Aplikasi Kode Morse Kode morse dapat digunakan sebagai alat bantu Navigasi VOR (Very High Frequency Omni Directional Radio Range) seperti yang ditunjukan pada Gambar VOR adalah salah satu alat bantu navigasi yang memancarkan gelombang radio pada frekuensi VHF yg terdiri dari kode morse dari stasiun pemancar tersebut dan gelombang yang memungkinkan sebuah pesawat untuk mengetahui arah terbang (magnetic bearing) dari stasiun pemancar terhadap pesawat Gambar 2.17 Alat Bantu Navigasi VOR Selain untuk alat bantu Navigasi VOR, kode morse juga sering digunakan sebagai sinyal Navigasi NCX (Navigation Communication Exercise) kapal laut seperti pada Gambar sinyal kode morse ini digunakan untuk mengirimkan suatu berita rahasia. Berita ini di kirim berupa cahaya sandi morse guna menjaga kerahasian suatu operasi. Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 30

25 Gambar 2.18 Alat Bantu Navigasi NCX Aplikasi Kode Semaphore Kode emaphore dapat digunakan sebagai sinyal pada rel kereta api. Sinyal semaphore ini diperagakan oleh sebuah tiang yang memiliki lengan yang bisa memutar dan akan menunjukan sinyal kepada masinis seperti yang ditunjukan pada Gambar Sinyal ini dipatenkan oleh Joseph James Stevens dan hingga saat ini telah menjadi sinyal mekanis yang paling sering digunakan di berbagai negara (Sumber: aldinofall.wordpress.com). Gambar 2.19 Alat Bantu Sinyal Rel Kereta Api Media Pembelajaran Kode Morse dan Semaphore Pada Bidang Kepramukaan 31