BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 4 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Umum Pengertian Matahari Sehubungan dengan bentuk bumi, posisi sumbu rotasi bumi, rotasi dan revolusi bumi mengelilingi matahari maka penerimaan radiasi matahari di suatu wilayah akan bergantung pada waktu (jam pada hari dan hari pada tahun) serta bujur dan lintang wilayah tersebut. Perbedaan-perbedaan tersebut dapat dijelaskan melalui Solar Geometry (Geometri Surya). Bentuk bumi yang mendekati bola membuat radiasi matahari akan jatuh pada intensitas yang berbeda di berbagai wilayah di permukaan bumi. Koordinat pada bumi dinyatakan dengan bujur (B) dan lintang (L). Pada suatu wilayah bujur mempengaruhi penerimaan radiasi pada satu hari sedangkan lintang mempengaruhi penerimaan radiasi rata-rata dalam satu tahun. Sudut jam merupakan sudut antara normal permukaan bumi dan sinar matahari yang diproyeksikan berdasarkan pandangan dari kutub selatan Sudut ini berubah sepanjang hari akibat adanya rotasi bumi. Akibat adanya tumbukan meteor pada berjuta tahun yang lalu, sumbu putar bumi membentuk sudut (inklinasi) kira-kira o terhadap sumbu yang tegak lurus bidang edarnya. Selama revolusi bumi dalam waktu hari, radiasi matahari yang jatuh ke suatu wilayah di permukaan bumi akan berbeda. Pada tanggal 21 Juni, 23 Desember, 21 September dan 21 Maret sudut yang dibentuk antara bidang ekuator berada pada nilai-nilai yang ekstrim. Karena posisi sumbu rotasi bumi ini tetap maka saat bumi berevolusi sudut yang terbentuk antara sinar matahari terhadap suatu bidang di equator akan berubah sepanjang tahun. Sudut ini disebut sebagai deklinasi surya.

2 Solar Cell Monocrystalin Sel surya ialah sebuah alat yang tersusun dari material semikonduktor yang dapat mengubah sinar matahari menjadi tenaga listrik secara langsung. Sering juga dipakai istilah photovoltaic atau fotovoltaik Fotovoltaik merupakan alat/transducer untuk mengkonversi energi surya menjadi energi listrik. Fotovoltaik terbuat dari bahan semikonduktor. Umumnya sel fotovoltaik dibuat dari kristal silikon, yang bersifak semikonduktor. Sampai saat ini ada tiga jenis fotovoltaik, yaitu 1. single crystal silicon, 2. multy crystal silicon, dan 3. amorphous silicon Cara Kerja Solar Cell Sel surya konvensional bekerja menggunakan prinsip p-n junction, yaitu junction antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Semikonduktor ini terdiri dari ikatanikatan atom yang dimana terdapat elektron sebagai penyusun dasar. Semikonduktor tipe-n mempunyai kelebihan elektron (muatan negatif) sedangkan semikonduktor tipep mempunyai kelebihan hole (muatan positif) dalam struktur atomnya. Kondisi kelebihan elektron dan hole tersebut bisa terjadi dengan mendoping material dengan atom dopant. Sebagai contoh untuk mendapatkan material silikon tipe-p, silikon didoping oleh atom boron, sedangkan untuk mendapatkan material silikon tipe-n, silikon didoping oleh atom fosfor. Ilustrasi dibawah menggambarkan junction semikonduktor tipe-p dan tipe-n. Peran dari p-n junction ini adalah untuk membentuk medan listrik sehingga elektron (dan hole) bisa diekstrak oleh material kontak untuk menghasilkan listrik. Ketika semikonduktor tipe-p dan tipe-n terkontak, maka kelebihan elektron akan bergerak dari semikonduktor tipe-n ke tipe-p sehingga membentuk kutub positif pada semikonduktor tipe-n, dan sebaliknya kutub negatif pada semikonduktor tipe-p. Akibat dari aliran elektron dan hole ini maka terbentuk medan listrik yang mana ketika cahaya matahari mengenai susuna p-n junction ini maka akan mendorong elektron bergerak dari semikonduktor menuju kontak negatif, yang selanjutnya dimanfaatkan sebagai listrik, dan sebaliknya hole bergerak menuju kontak positif menunggu elektron datang, seperti diilustrasikan pada gambar dibawah.

3 6 Gambar 2.1. Ilustrasi cara kerja sel surya dengan prinsip p-n junction Sensor Arus ACS712 Sensor arus adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik.sensor arus ini menggunakan metode Hall Effect Sensor. Hall Effect Sensor merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi medan magnet Gambar 2.2 Sensor arus ACS712 Hall Effect Sensor akan menghasilkan sebuah tegangan yang proporsional dengan kekuatan medan magnet yang diterima oleh sensor tersebut. Pendeteksian perubahan kekuatan medan magnet cukup mudah dan tidak memerlukan apapun selain sebuah inductor yang berfungsi sebagai sensornya. Kelemahan dari detektor dengan menggunakan induktor adalah kekuatan medan magnet yang statis (kekuatan medan magnet nya tidak berubah) tidak dapat dideteksi. Oleh sebab itu diperlukan cara yang lain untuk mendeteksi nya yaitu dengan sensor yang dinamakan dengan hall effect sensor. lapisan silikon yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik. Dengan metode ini arus yang dilewatkan akan terbaca pada fungsi besaran tegangan berbentuk gelombang sinusoidal.

4 7 Tabel 2.1 Keterangan gambar sensor arus ACS712 No Nama Keterangan 1 dan 2 IP+ Masukan arus 3 dan 4 IP- Keluaran arus 5 GND Ground 6 N.C. Terminal untuk kapasitor eksternal, untuk menentukan bandwidth 7 VOUT tegangan keluaran analog 8 VCC Power suplay 5 volt 2.4 Motor Servo Motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah (CW dan CCW) dimana arah dan sudut pergerakan rotornya dapat dikendalikan hanya dengan memberikan pengaturan duty cycle sinya PWM pada bagian pin kontrolnya. Motor servo adalah jenis motor yang digunakan sebagai penggerak pada sistem servo (servosystem) seperti pada penggerak pada control posisi lengan robot. Motor servo secara struktur mesin listrik ada 2 macam yaitu dc servo motor dan ac servo motor. DC Servo motor mempunyai konstruksi yang sama dengan konstruksi motor dc. Dalam motor dckonvensional sikat dan cincin belah merupakan suatu kerugian. Karena ada gesekan antara sikatdan cincin maka akan terjadi rugi gesek, timbulnya percikan api dan terkikisnya sikat arang maupun cincin. Maka mulai dipikirkan motor dc tanpa sikat atau disebut brushless DC Motor. Brushless DC Motor dapat diwujudkan dengan menggunakan prinsip kerja motor induksi 3 phasa ( tanpa sikat dan cincin). Dengan menambahkan komponen permanent magnet, electronic inverter (yang menimbulkan medan putar) dan position control (umumnya menggunakan sensor effek Hall ), maka akan didapatkan motor dc brushless. Jadi disini rangkaian inverter dan kontrol posisi berfungsi sebagai pengganti komutator mekanik (sikat & cincin belah) dalam membalik medan. Motor dc brushless ini mempunyai karateristik yang mendekati dc motor konvensional.untuk mengerti cara kerja Motor Servo DC Magnet Permanen haruslah dimengerti bagaimana prinsip kerja Motor DC Magnet Permanen, Motor DC tanpa sikat dan medan putar.

5 8 Ada beberapa jenis-jenis motor servo yaitu: 1. Motor Servo Standar 180 Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW ) dengan defleksi masing-masing sudut mencapai 90 sehingga total defleksi sudut dari kanan tengah kiri adalah Motor Servo ContinuousMotor servo jenis ini mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) tanpa batasan defleksi sudut putar (dapat berputar secara kontinyu). Gambar 2.3 Servo Dengan Horn Bulat Pengendalian gerakan batang motor servo dapat dilakukan dengan menggunakan metode PWM. (Pulse Width Modulation). Teknik ini menggunakan system lebar pulsa untuk mengemudikan putaran motor. Sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor. Tampak pada gambar dengan pulsa 1.5 ms pada periode selebar 2 ms maka sudut dari sumbu motor akan berada pada posisi tengah. Semakin lebar pulsa OFF maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah jarum jam dan semakin kecil pulsa OFF maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah yang berlawanan dengan jarum jam.

6 9 Gambar 2.4 Pulsa PWM Servo Motor Untuk menggerakkan motor servo ke kanan atau ke kiri, tergantung dari nilai delay yang kita berikan. Untuk membuat servo pada posisi center, berikan pulsa 1.5ms. Untuk memutar servo ke kanan, berikan pulsa <=1.3ms, dan pulsa >= 1.7ms untuk berputar ke kiri dengan delay 20ms. 2.5 Modul Wireless LAN nirkabel adalah suatu jaringan nirkabel yang menggunakan frekuensi radio untuk komunikasi antara perangkat komputer dan akhirnya titik akses yang merupakan dasar dari transiver radio dua arah yang tipikalnya bekerja di bandwith 2,4 GHz (802.11b, g) atau 5 GHz (802.11a). Kebanyakan peralatan mempunyai kualifikasi Wi-Fi, IEEE b atau akomodasi IEEE g dan menawarkan beberapa level keamanan seperti WEP dan atau WPA. LAN nirkabel adalah suatu jaringan nirkabel yang menggunakan frekuensi radio untuk komunikasi antara perangkat komputer dan akhirnya titik akses yang merupakan dasar dari transiver radio dua arah yang tipikalnya bekerja di bandwith 2,4 GHz (802.11b, g) atau 5 GHz (802.11a). Teknologi Wireless LAN menjadi sangat popular saat ini di banyak aplikasi. Setelah evaluasi terhadap teknologi tersebut dilakukan, menjadikan para pengguna merasa puas dan meyakini realiability teknologi ini dan siap untuk digunakan dalam skala luas dan komplek pada jaringan tanpa kabel.(mulyanta.2007)

7 10 Adapun Kelebihan dari Wireless :. Mobility: Sistem wireless LAN bisa menyediakan user dengan informasi access yang real-time, dimana saja dalam suatu organisasi. Mobilitas semacam ini sangat mendukung produktivitas dan peningkatan kualitas pelayanan apabila dibandingkan dengan jaringan kabel Installation Speed and Simplicity: Instalasi sistem wireless LAN bisa cepat dan sangat mudah dan bisa mengeliminasi kebutuhan penarikan kabel yang melalui atap atau pun tembok. Installation Flexibility: Teknologi wireless memungkinkan suatu jaringan untuk bisa mencapai tempat-tempat yang tidak dapat dicapai dengan jaringan kabel. Reduced Cost-of-Ownership: Meskipun investasi awal yang dibutuhkan oleh wireless LAN untuk membeli perangkat hardware bisa lebih tinggi daripada biaya yang dibutuhkan oleh perangkat wired LAN hardware, namun bila diperhitungkan secara keseluruhan, instalasi dan life-cycle costnya, maka secara signifikan lebih murah. Dan bila digunakan dalam lingkungan kerja yang dinamis yang sangat membutuhkan seringnya pergerakan dan perubahan yang sering maka keuntungan jangka panjangnya pada suatu wireless LAN akan jauh lebih besar bila dibandingkan dengan wired LAN. Scalability: Sistem wireless LAN bisa dikonfigurasikan dalam berbagai macam topologi untuk memenuhi kebutuhan pengguna yang beragam. Konfigurasi dapat dengan mudah diubah Mulai dari jaringan peer-to-peer yang sesuai untuk jumlah pengguna yang kecil sampai ke full infrastructure network yang mampu melayani ribuan user dan memungkinkan roaming dalam area yang luas.

8 Modul wireless KYL 1020-U Gambar 2.13 :konfigurasi Pin pada Modul KYL 1020-U Tabel 2.2 keterangan untuk pin Modul KYL 1020-U No Antar muka nama Deskripsi fungsional 1 GND Daya tanah 2 VCC Power suplai(dc) 3 RXD/TTL Penerimaan data (tingkat TTL) 4 TXD/TTL Transmisi data (tingkat TTL 5 DGND Sinyal tanah 6 A(TXD) RS-485 A atau TXD dari RS-232 Tingkat TTL TTL Keterangan 7 B(TXD) RS-485 B atau RXD dari RS SLEEP Tidur control TTL Aktif rendah 9 TEST Pengujian internal 2.6. Real-Time Clock (RTC) DS1307 Real-time clock DS1307 adalah IC yang dibuat oleh perusahaan Dallas Semiconductor. IC ini memiliki kristal yang dapat mempertahankan frekuensinya dengan baik. Real-time clock DS1307 memiliki fitur sebagai berikut: 1. Real-time clock (RTC) meyimpan data-data detik, menit, jam, tanggal dan bulan dalam seminggu, dan tahun valid hingga byte, battery-backed, RAM nonvolatile (NV) RAM untuk penyimpanan.

9 12 3. Antarmuka serial Two-wire (I2C). 4. Sinyal keluaran gelombang-kotak terprogram (Programmable squarewave). 5. Deteksi otomatis kegagalan-daya (power-fail) dan rangkaian switch. 6. Konsumsi daya kurang dari 500nA menggunakan mode baterei cadangan dengan operasional osilator. 7. Tersedia fitur industri dengan ketahanan suhu: -40 C hingga +85 C. 8. Tersedia dalam kemasan 8-pin DIP atau SOIC. Gambar 2.5. Diagram pin RTC DS1307 (Data Sheet IC Real-Time Clock DS1307). Pin-pin RTC DS1307 beserta penjelasannya adalah sebagai berikut : X1, X2 dihubungkan dengan kristal quartz 32,768 khz. Rangkaian osilator internal ini didesain untuk beroperasi dengan sebuah kristal yang mempunyai kapasitansi beban tertentu (CL) yakni 12,5 pf. Vcc, GND sebagai power supply utama. Vcc merupakan tegangan input +5 Volt sedangkan GND merupakan ground. Ketika tegangan 5 Volt digunakan pada batas normal, RTC dapat diakses secara penuh dan data dapat ditulis dan dibaca. Ketika Vcc kurang dari 1,25 x Vbat, proses penulisan dan pembacaan menjadi terhalang. Namun demikian, proses penghitungan waktu tetap berjalan. Pada saat Vcc kurang dari Vbat, RAM dan penghitung waktu terhubung dengan batere 3 Volt. Vbat tegangan input batere lithium cell 3 Volt. Tegangan batere harus berada antara 2,5 Volt sampai 3,5 Volt. SCL (Serial Clock Input) digunakan untuk mensinkronkan perubahan data pada antarmuka serial.

10 13 SDA (Serial Data Input/Output) merupakan pin input/output untuk antarmuka serial 2 kawat. Pin SDA membutuhkan resistor pull-up eksternal. SQW/OUT (Square Wave/Output Driver) 2.7. Sensor Cahaya LDR LDR (Light Dependent Resistor) adalah komponen elektronika yang pada dasarnya mempunyai sifat yang sama dengan resistor, hanya saja nilai resistansi dari LDR berubah-ubah sesuai dengan tingkat intensitas cahaya yang diterimanya.ldr merupakan sensor yang bekerja apabila terkena cahaya. LDR memiliki hambatan yang sangat tinggi jika tidak terkena cahaya dan memiliki hambatanyang sangat kecil jika terkena cahaya. Dari pengujian resistansi LDR, nilai resistansinya bisa mencapai 50 Ω (ohm) dan batas resistansi tertinggi tak terhingga dalam data sheet resistansi LDR bias mencapai lebih dari 1 MΩ. LDR yang memiliki hambatan tinggi saat cahaya kurang bisa mencapai 1MΩ, akan tetapi saat LDR terkena cahaya hambatan LDR akan turun drastis hingga mencapai 1,5 Ω 0. (Suleman, 2010). Gambar 2.6. Rangkaian sensor cahaya LDR 2.8. Kontroller Motor Servo (SPC) Smart Peripheral Controller / SPC SERVO MOTOR CONTROLLER merupakan sebuah modul pengendali motor servo yang mampu digunakan untuk mengendalikan 20 buah motor servo secara serentak maupun sekuensial. Modul ini dilengkapi dengan jalur komunikasi UART RS-232, UART TTL, dan I2C.Jika

11 14 menggunakan jalur komunikasi I2C, maka beberapa SPC SERVO MOTORCONTROLLER dapat digunakan untuk mengontrol sampai dengan maksimum160 buah motor servo.spc SERVO MOTOR CONTROLLER dapat digunakan untuk mengendalikanmotor servo standar maupun kontinu serta dilengkapi dengan fasilitas untukmenyimpan sekuen gerakan sehingga sesuai untuk aplikasiaplikasi robotic atau aplikasi yang menggunakan motor servo lainnya. Spesifikasi SPC SERVO MOTOR CONTROLLER sebagai berikut: Catu daya untuk SPC SERVO MOTOR CONTROLLER terpisah dengan catu daya untuk motor servo. Catu daya untuk SPC SERVO MOTOR CONTROLLER dapat diperoleh darisumber catu daya dengan tegangan 6,5 12 Volt. Tiap modul SPC mampu mengendalikan 20 motor servo. Resolusi pulsa kontrol servo sebesar 1 μs. Dilengkapi dengan kemampuan servo ramping. Dilengkapi dengan kemampuan membaca pulsa kontrol (posisi) servo. Dilengkapi dengan kemampuan Enable dan Disable servo. Dilengkapi dengan kemampuan menyimpan dan menjalankan sampai dengan maksimal 32 sekuen gerakan. Dilengkapi dengan kemampuan menyimpan dan kembali ke posisi home (default). Tersedia antarmuka UART RS-232, UART TTL, dan I2C. Jika menggunakan I2C, SPC SERVO MOTOR CONTROLLER dapat dicascade hingga 8 modul Mikrokontroller Atmega8535 Mikrokontroler sesuai namanya adalah suatu alat atau komponen pengontrol atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil. Sebelum ada mikrokontroler, telah ada terlebih dahulu muncul mikroprosesor. Bila dibandingkan dengan mikroprosesor, mikrokontroler jauh lebih unggul karena terdapat berbagai alasan, diantaranya :

12 15 a. Tersedianya I/O I/O dalam mikrokontroler sudah tersedia sementara pada mikroprosesor dibutuhkan IC tambahan untuk menangani I/O tersebut. IC I/O yang dimaksud adalah PPI (Syahrul.2012) b. Memori Internal Memori merupakan media untuk menyimpan program dan data sehingga mutlak harus ada. Mikroprosesor belum memiliki memori internal sehingga memerlukan IC memori eksternal. Dengan kelebihan-kelebihan di atas, ditambah dengan harganya yang relatif murah sehingga banyak penggemar elektronika yang kemudian beralih ke mikrokontroler. Namun demikian, meski memiliki berbagai kelemahan, mikroprosesor tetap digunakan sebagai dasar dalam mempelajari mikrokontroler. Inti kerja dari keduanya adalah sama, yakni sebagai pengendali suatu sistem. Mikrokontroler adalah otak dari suatu sistem elektronika seperti halnya mikroprosesor sebagai otak komputer. Namun mikrokontroler memiliki nilai tambah karena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output dalam suatu kemasan IC. Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard s RISC processor) standar memiliki arsitektur 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16- bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. Berbeda dengan instruksi MCS-51 yang membutuhkan 12 siklus clock karena memiliki arsitektur CISC (seperti komputer).(dedi.2010)

13 16 Gambar 2.7. Blok Diagram ATMega8535 Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa Atmega8535 memiliki bagian sebagai berikut : 1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D. 2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran. 3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan. 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register. 5. Watchdog Timer dengan osilator internal. 6. SRAM sebesar 512 byte. 7. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. 8. Unit interupsi internal dan eksternal. 9. Port antarmuka SPI. 10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 11. Antarmuka komparator analog. 12. Port USART untuk komunikasi serial Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT89RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari

14 17 segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama. Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu Atmega8535. Selain mudah didapatkan dan lebih murah Atmega8535 juga memiliki fasilitas yang lengkap. Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu ATTiny, AVR klasik, dan ATMega. Perbedaannya hanya pada fasilitas dan I/O yang tersedia serta fasilitas lain seperti ADC, EEPROM, dan lain sebagainya. Salah satu contohnya adalah ATMega Memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz membuat ATMega 8535 lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS51. Dengan fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan Atmega8535 sebagai mikrokontroler yang powerfull. Adapun blok diagramnya sebagai berikut : Konfigurasi PIN Atmega8535 Gambar 2.8. Konfigurasi Pin ATMega8535 Mikrokontroler Atmega8535 mempunyai jumlah pin sebanyak 40 buah, dimana 32 pin digunakan untuk keperluan port I/O yang dapat menjadi pin input/output sesuai konfigurasi. Pada 32 pin tersebut terbagi atas 4 bagian (port), yang masing-masingnya terdiri atas 8 pin. Pin-pin lainnya digunakan untuk keperluan rangkaian osilator, supply tegangan, reset, serta tegangan referensi untuk ADC. Untuk lebih jelasnya, (Agus. 2005). konfigurasi pin Atmega8535 dapat dilihat pada gambar 2.8. Berikut ini adalah susunan pin-pin dari Atmega8535;

15 18 VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukkan catu daya GND merupakan pin ground Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer/Counter, Komparator Analog, dan SPI Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, Komparator Analog, dan Timer Oscilator Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Komparator Analog, Interupsi Iksternal dan komunikasi serial USART Reset merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukkan clock eksternal (osilator menggunakan kristal, biasanya dengan frekuensi 11,0592 MHz) Port-Port Pada Atmega8535 Dan Fungsinya Port A Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port A dapat memberi arus 20 ma dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port A (DDRA) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port A digunakan. Bit-bit DDRA diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port A yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, kedelapan pin port A juga digunakan untuk masukan sinyal analog bagi A/D converter Port B Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port B dapat memberi arus 20 ma dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port B (DDRB) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port B digunakan. Bit-bit DDRB diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port B yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Pin-pin port B juga memiliki untuk fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel berikut.

16 19 Tabel 2.3 Fungsi Pin-pin Port B Port C Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port C dapat memberi arus 20 ma dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port C (DDRC) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port C digunakan. Bit-bit DDRC diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port C yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, dua pin port C (PC6 dan PC7) juga memiliki fungsi alternatif sebagai oscillator untuk timer/counter Port D Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port D dapat memberi arus 20 ma dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port D (DDRD) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port D digunakan. Bit-bit DDRD diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port D yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin port D juga memiliki untuk fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel berikut.

17 20 Tabel 2.4 Fungsi Pin-pin Port D RESET RST pada pin 9 merupakan reset dari AVR. Jika pada pin ini diberi masukan low selama minimal 2 machine cycle maka system akan di-reset XTAL1 XTAL1 adalah masukan ke inverting oscillator amplifier dan input ke internal clock operating circuit XTAL2 XTAL2 adalah output dari inverting oscillator amplifier AVcc Avcc adalah kaki masukan tegangan bagi A/D Converter. Kaki ini harus secara eksternal terhubung ke Vcc melalui lowpass filter AREF AREF adalah kaki masukan referensi bagi A/D Converter. Untuk operasionalisasi ADC, suatu level tegangan antara AGND dan Avcc harus diberikan ke kaki ini AGND AGND adalah kaki untuk analog ground. Hubungkan kaki ini ke GND, kecuali jika board memiliki analog ground yang terpisah Peta Memori ATMega8535

18 21 ATMega8535 memiliki dua jenis memori yaitu Program Memory dan Data Memory ditambah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memory untuk penyimpan data.(wardhana.2006) Program Memory ATMega8535 memiliki On-Chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memory dibagi menjadi dua bagian, yaitu Boot Flash Section dan Application Flash Section. Boot Flash Section digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan. Application Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang dibuat user. AVR tidak dapat menjalakan program aplikasi ini sebelum menjalankan program Boot Loader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat diprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurasi bit di register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka program pada Application Flash Section juga sudah aman.(agus.2005) Data Memory. Gambar 2. 9 Peta Memori Data

19 22 Gambar berikut menunjukkan peta memori SRAM pada ATMEGA Terdapat 608 lokasi address data memori. 96 lokasi address digunakan untuk Register File dan I/O Memory sementara 512 likasi address lainnya digunakan untuk internal data SRAM. Register file terdiri dari 32 general purpose working register, I/O register terdiri dari 64 register Komunikasi Serial Komunikasi data serial ialah komunikasi dilakukan per bit dengan mengirimkan dan menerima data 8 bit secara satu per satu, sedangkan komunikasi data parallel dilakukan dengan mengirimkan dan menerima data 8 bit secara bersamaan atau sekaligus. Paralel adalah sistem pengiriman data digital,dimana beberapa bit data dikirim pada suatu saat dengan jalur terpisah. Dikenal 2 cara komunikasi data secara serial, yaitu komunikasi data serial sinkron dan komunikasi data serial asinkron. Pada komunikasi data serial asinkron, clock dikirimkan bersamasama dengan data serial tetapi clock tersebut dibangkitkan sendiri-sendiri baik pada sisi pengirim maupun sisi penerima. Sedangkan komunikasi data serial asinkron tidak diperlukan clock karena data dikirimkan dengan kecepatan tertentu. Baik pada pengirim maupun penerima Komunikasi Serial pada ATmega8535 Peralatan komunikasi Serial pada ATmega8535 sudah terintegrasi pada system Chip. Dan masing-masing registernya baik data maupun kontrol dihubungkan dengan register Input-Output atau Port, sebagaimana peralatan lainnya. Sehingga User (kita) cukup hanya mengakses register-register yang berhubungan dengan Serial inilah untuk mempengaruhi atau memanipulasi peralatan tersebut. Data dikirim melalui beberapa jalur data. Biasanya masing-masing dengan kabel tersendiri.pada prisipnya register-register peralatan ini hanya 5 buah. UDR, UCSRA, UCSRB, UCSRC, dan UBRR. (Wardhana.2006) 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.

20 UDR (USART Data Register) UDR merupakan tempat tampungan data yang digunakan saat proses pengiriman dan penerimaan data. Kita harus menuliskan data byte-demi-byte pada UDR ini untuk mengirimkan data menggunakan USART ini. Termasuk juga saat proses penerimaan data. Data yang diterima dari USART akan ditampung ke dalam UDR. USART kemudian memberitahukan kepada user (kita) melalui beberapa bendera, maupun interupsi, saat 1 byte data yang diterima sudah lengkap, dan hendak bersiap untuk menerima 1-byte data berikutnya. User (kita) diminta untuk segera mengambil data pada UDR sebelum UDR ditimpa oleh data byte yang baru. Demikian tansfer data pada Serial ini, dilakukan byte demi byte dengan menggunakan UDR UCSRA, UCSRB, UCSRC (Usart Control and Status Register) Tiga register ini adalah register-register untuk mengontrol panampilan dari USART. Bagaimana data ditangani, jumlah bit setiap datanya, apakah menggunakan paritas, jumlah stop bitnya, dan lain sebagainya yang berhubungan dengan pengaturan. Termasuk juga berisi bendera-bendera yang digunakan untuk mengatahui sampai di mana proses yang sedang terjadi. Setiap bit dalam 3 register tersebut mengandung sebuah arti yang khusus, dan berpengaruh yang khusus pula UBRR (Usart Baud Rate Register) Register ini pencacah (counter) yang digunakan untuk membentuk baud rate. Beberapa mikro-kontroller membutuhkan sebuah timer untuk membuat baud rate, namun dalam AVR keperluan tersebut didapat dari sebuah peralatan khusus sehingga tidak perlu menggangu peralatan lain. UBRR ini mirip dengan sebuah counter Auto reload yang setiap overflownya akan menghasilkan clock untuk baud rate. Dengan lebar total 12-bit, maka akan memberikan kita banyak kemungkinan tinggi baud rate yang bisa kita gunakan. Protokol EPP mempunyai empat macam siklus transfer data yang berbeda yaitu : a.siklus baca data(data Read) b.siklus baca alamat(addres Read) c.siklus tulis data(write Read) d.siklus tulis alamat(addres Write)

21 24 Tabel 2.5 Rumus Perhitungan Nilai UBRR untuk Berbagai Mode Operasi Mode operasi Rumus nilai untuk UBBR Ansinkron mode kecepatan normal (U2X=0) UBBR= -1 Asinkron mode kecepatan ganda (U2X=1) UBBR= -1 Sinkron UBBR= -1 Proses membangun hubungan komunikasi data serial memerlukan suatu kecepatan data (data transfer rate) yang sesuai, baik di sisi komputer maupun di sisi mikrokontroller. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan untuk membangun hal tersebut di mikrokontroller, yaitu nilai baud rate yang di pergunakan. Pengaturan baud rate dilakukan dengan memberikan nilai pada register UBRR. Rumus yang di pergunakan adalah: Nilai UBRR = -1 (2.6) Sebagai contoh digunakan baud_rate 9600 dengan kristal MHz, maka salah satu timer dibutuhkan untuk menghasilkan tunda selama 1 detik. Dengan demikian didapatkan Hz siklus. Maka, UBRR = 71