BAB 2 LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB 2 LANDASAN TEORI Dalam Bab ini penulis akan membahas tentang komponen- komponen yang di gunakan dalam seluruh unit alat ini. Agar pembahasan tidak melebar dan menyimpang dari topik utama laporan ini, maka setiap komponen hanya di bahas sesuai fungsi nya pada masing- masing unit nya. 2.1 Mikrokontroler ATMega8535 Mikrokontroler dapat dianalogikan sebagai sebuah sistem komputer yang dikemas dalam sebuah chip, artinya di dalam sebuah IC mikrokontroler sebetulnya sudah terdapat kebutuhan minimal agar mikroprosesor dapat bekerja, yaitu meliputi mikroprosesor, ROM, RAM, I/O dan clock seperti halnya yang dimiliki oleh sebuah PC. Mengingat kemasannya yang berupa sebuah chip dengan ukuran yang relatif lebih kecil, tentu saja spesifikasi dan kemampuan yang dimiliki oleh mikrokontroller akan menjadi lebih rendah bila dibandingkan dengan sistem komputer seperti PC baik dilihat dari segi kecepatannya. Tidak seperti system komputer, yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka dan lain sebagainya), mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Meskipun dari sebuah kemampuan lebih rendah tetapi mikrokontroller memiliki kelebihan yang tidak bisa diperoleh pada sistem komputer yaitu,dengan kemasannya yang kecil dan kompak membuat mikrokontroller menjadi lebih 6

2 fleksibel dan praktis digunakan terutama pada sistem-sistem yang relatif tidak terlalu kompleks atau tidak memerlukan bahan komputasi yang tinggi Arsitektur Mikrokontroler AVR ATmega8535 Mikrokontroller AVR merupakan keluarga mikrokontroller RISC (Reduced Instruction Set Computing) keluaran Atmel. Konsep arsitektur AVR pada mulanya dibuat oleh dua orang mahasiswa di Norwegian institute of Technology ( NTH ) yaitu Alf-Egil Bogen dan Vegard Wollan. Mikrokontroler ATMega8535 merupakan salah satu anggota mikrokontroller AVR 8-bit. AVR merupakan mikrokontroller dengan arsitektur Harvard dimana antara kode program dan data disimpan dalam memori secara terpisah. Umumnya arsitektur Havard ini menyimpan kode program dalam memori permanen atau semipermanen (non Volatille). Sedangkan data disimpan dalam memori tidak permanen (Volatile). ATMega8535 memiliki fitur yang cukup lengkap, mulai dari kapasitas memori program dan memori data yang cukup besar, interupsi, timer/counter, PWM, USART, TWI, analog comparator, EEPROM internal dan juga ADC internal semuanaya ada dalam ATMega8535. Selain itu kemampuan kecepatan eksekusi yang lebih tinggi menjadi alasan bagi banyak orang untuk beralih dan lebih memilih untuk menggunakan mikrokontroller jenis AVR dari pada pendahulu nya keluarga MCS-51. Secara garis besar, mikrokontroler ATMEGA8535 memiliki arsitektur harvard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan unjuk kerja dan pararelisme. Instruksi-instruksi dalam memori program dieksekusi dalam salah satu alur tunggal, dimana pada 7

3 saat satu instruksi di kerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memeori program. 32x 8bit register serba guna digunakan untuk mendukung operasi Arithcmetic Logic Unit (ALU) yang dapat dilakukan dalam 1 siklus. 6 dari register serba guna dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16- bit pada mode pengalamatan tak langsung untuk mengambil data pada ruang memory data. Hampir semua instruksi AVR ini memiliki format 16-bit(word). Selain register serba guna terdapat register lain yang tepetakan dengan teknik memory mapped I/O selebar 64 byte. Beberapa register ini digunakan untuk beberapa fungsi khusus antara lain sebagai register kontrol timer/counter, interupsi, ADC, USART, SPI, EEPROM dan Fungsi I/O lainnya. Register-register ini menempati memori pada alamat 0x20h-0x5fh. Gambar 2.1 Arsitektur ATMega8535 Sumber: Data Sheet AVR,

4 2.1.2 Fitur ATMega8535 Berikut ini adalah fitur-fitur yang dimiliki oleh ATMega8535: macam instruksi, yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock. 2. Kecepatan mencapai 16 MPS dengan clock 16 MHZ Byte internal EEPROM x8-bit register serba guna Kbyte Flash memory, yang memiliki fasilitas In-System Programing Byte SRAM. 7. Programming Lock, fasilitas untuk mengamankan kode program channel output PWM channel ADC 10-Bit Buah timer/counter 8-bit dan 1 buah timer/counter 16-bit. 11. Serial USART. 12. Master/Slave SPI serial interface. 13. Serial TWI atau 12 C. 14. On-Chip Analog comparator Konfigurasi Pin ATMega8535 Mikrokontroler ATMega8535 memiliki 40 pin untuk model PDIP ditunjukkan pada Gambar 2.2, dan 44 pin untuk model TQFP dan PLCC. Namanama pin pada mikrokontroler ini adalah : 1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya digital. 9

5 2. GND merupakan pin ground untuk catu daya digital. 3. Port A (PA0...PA7) merupakan pin I/O 8bit dua arah(bi-directional) dan pin masukan 8 chanel ADC. 4. Port B (PB0 PB7) merupakan akan pin I/O 8 bit dua arah (bidirectional)dengan resistor pull-up internal dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai Timer/Counter, komperator analog dan SPI. 5. Port C (PC0 PC7) merupakan pin I/O 8bit dua arah (bidirectional)dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komperator analog, input ADC dan Timer Osilator. 6. Port D (PD0 PD7) merupakan pin I/O 8 bit dua arah(bi-directional) dan pin fungsi khusus, yaitu komperator analog, interupsi eksternal dan komunikasi serial. 7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler. 8. XTAL1 merupakan input ke penguat osilator pembalik dan input ke internal clock. 9. XTAL2 merupakan out put dari penguat oslator pembalik. 10. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC yang terhubung ke porta. 11. AREF merupakan pin tegangan referensi analog ADC. 10

6 Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega8535 Sumber: Data Sheet AVR, Deskripsi pin-pin pada mikrokontroler ATMega8535 : 1. Port A Merupakan 8-bit dua arah bi-directional port I/O,dengan menggunakan resistor pull-up internal dimana setiap pinnya 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. Bitbit 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 masukan8 channel ADC. 2. Port B Merupakan 8-bit dua arah(bi-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 11

7 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.selain sebagai port I/O 8 bit port B juga dapat difungsikan secara individu sebagai berikut: 1. PB7: SCK ( SPI Bus Serial Clock) 2. PB6: MISO( SPI Bus Master Input/ Slave Out put) 3. PB5: MOSI( SPI Bus Master Output/Slave Input). 4. PB4: SS (SPI Slave Select Input) 5. PB3: AIN1(Analog Comparator Negatif Input) OC0 (Out put Compare Timer/counter 0) 6..PB2: AIN0 (Analog Comparator Positif Input) INT2 (External Interrupt 2 Inpt) 7. PB1:T1 (Timer/Counter 1 External Counter Input) 8. PB0:T0 (Timer/Counter 0 External Counter Input) XCK (USART External Clock Input/Output) 3. Port C Merupakan port I/O 8-bit dua arah (bi-directional). 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, 12

8 atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, Port C juga difungsikan secara individu sebagai berikut: 1. PC7: TOSC2 (Timer Oscillator 2) 2. PC6: TOSC1 (Timer Oscillator 1) 3. PC1: SDA (Serial Data Input/Output) 4. PC0: SCI (Serial Clock) 4. Port D Merupakan Port I/O 8-bit dua arah (bi-directional). 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 sebagai berikut: 1. PD7: OC2 ( Ouput Compare Timer/Counter 1) 2. PD6: ICP1 ( Timer Counter 1 input capture) 3. PD5: OC1A ( Output Compare A Timer /Counter1) 4. PD4: OC1B ( Output Compare B Timer/Counter 1) 5. PD3: INT1 ( External Interrupt 1 Input) 6. PD2: INT0 ( External interrupt 0 Input) 7. PD1: TXD ( USART Transmit) 8. PD0: RXD ( USART Receive) 13

9 5. RESET Reset pada pin 9 merupakan pin reset yang akan bekerja bila diberi pulsa rendah (aktif Low) selama minimal 1,5µs. 6. XTAL2 Merupakan out put dari penguat dari osilator pembalik 7. XTAL1 Merupakan input ke penguat osilator pembalik dan input ke internal clock. 8. AVCC Avcc adalah pin masukan catu daya yang digunakan untuk masukan analog ADC yang terhubung ke Port A. Kaki ini harus secara eksternal terhubung ke Vcc melalui lowpass filter. 9. AREF AREF adalah pin masukan referensi analog untuk ADC. Untuk operasionalisasi ADC, suatu level tegangan antara AGND dan Avcc harus dibeikan ke kaki ini. 10. AGND AGND adalah kaki untuk analog ground. Hubungkan kaki ini ke GND, kecuali jika board memiliki anlaog ground yang terpisah Peta Memory ATMega8535 Mikrokontroller ATMega8535 memiliki 3 jenis memori yaitu memori program, memori data dan memori EEPROM.Ketigannya memiliki ruang-ruang tersendiri dan terpisah seperti terlihat pada Gambar

10 Gambar 2.3 Organisasi memori ATMega8535 Sumber: Data Sheet AVR, Memori Program ATMega8535 memiliki kapasitas memori program sebesar 8 Kbyte yang terpetakan dari alamat 0000h 0FFFh dimana masing-masing alamat memiliki lebar data sebesar 16 bit.sehingga organisasi memori program seperti ini sering dituliskan dengan 4K x 16 bit.memori program ini juga terbagi menjadi dua yaitu program boot dan juga bagian program aplikasi. 2. Memori Data ATMega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang terbagi menjadi 3 bagian yaitu register serba guna,register I/O dan SRAM. 32 byte alamat terendah digunakan untuk register serbaguna yaitu R0 R byte berikut nya digunakan untuk register I/O yang digunakan untuk mengatur fasilitas timer /counter, interrupsi, ADC, 15

11 USART, SPI, EEPROM dan port I/O seperti Port A, Port B, Port C, dan Port D. Selanjutnya 512 byte diatasnya digunakan untuk memory data SRAM. Jika register-register I/O diatas diakses seperti mengakses data pada memori ( Jika kita menggunakan instruksi LD atau ST ) maka register I/O diatas menempati alamat F. Tetapi jika registerregister I/O diakses seperti mengakses I/O pada umumnya ( menggunakan instruksi IN/ IOUT) maka register I/O diatas menempati alamat memori 0000h 003Fh. Gambar 2.4 (a) Register I/O Sebagai Memori Data, (b) Register I/O sebagai I/O Sumber: Data Sheet AVR, Memori EEPROM ATMega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang terpisah dari memori program maupun dari memori data. Memori EEPROM ini hanaya dapat diakses dengan menggunakan register-register 16

12 I/O yaitu register EEPROM Addres ( EEARH-EEARL), register EEPROM Data (EEDR) dan register EEPROM control ( EECR). Untuk megakses memory EEPROM ini diperlakukan sperti mengakses data eksternal sehingga waktu dari eksekusi relatif lebih lama dibadingkan jika kita mengakses data dari SRAM Register Serba guna ( General Purpose Register) ATMega8535 memiliki 32 byte register serbaguna yang terletak pada awal alamat RAM. Dari 32 byte register serba guna 6 byte terakhir juga digunakan sebagai register pointer yaitu register pointer X,register pointer Y dan Register pointer Z. Gambar 2.5 Register Serba guna Sumber: Data Sheet AVR,

13 2.1.7 USART ( Universal Synchronous and Asynchoronous Serial Receiver And Transmitter) Universal Synchronous Serial Receiver and Transmitter (USART) juga merupakan salah satu metode komunikasi serial yang dimiliki oleh ATMega8535. USART merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas yang tinggi, yang dapat kita gunakan untuk melakukan transfer data baik antara mikrokontroler maupun dengan modul-modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur UART. USART memungkinkan transmisi data baik secara synchronous maupun asynchronous sehingga dengan demikian USART pasti kompatibel dengan UART. Pada ATMega8535, pengaturan secara umum pengaturan mode komunikasi baik Synchronous maupun Asynchronous adalah sama, perbedaannya hanya terletak pada sumber clocknya saja. Pada mode Asynchronous masing - masing Peripheral memiliki sumber clock sendiri sedang kan pada mode Synchronous hanya ada satu sumber clock yang digunakan secra bersama- sama. Dengan demikian secara hardware untuk mode Asynchronous hanya membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan RXD sedangkan untuk mode Synchronous harus 3 pin yaitu TXD,RXD dan XCK Status Register ( SREG) Register SREG digunakan untuk menyimpan informasi dari hasil operasi aritmatika yang terakhir. Informasi-informasi dari register SREG dapat digunakan untuk mengubah alur program, yang sedang dijalankan dengan mengunakan instruksi percabangan. Data SREG akan selalu berubah jika setiap 18

14 instruksi atau operasi pada ALU dan datanya tidak otomatis tersimpan apabila terjadi instruksi percabangan baik karena instruksi maupun lompatan. Gambar 2.6 Status Register Sumber: Data Sheet AVR,2003. Status Register ATMega8535 : Bit 7 I : Global Interrupt Enable Bit I digunakan untuk mengaktifkan interrupsi secara umum ( interrupsi global). Jika bit I benilai 1 maka interrupsi secara umum akan aktif, tetapi jika bernilai 0 maka tidak ada satupun interrupsi yang aktif. Pengaturan jenisjenis interrupsi apa sja yang akan aktif dilakukan dengan mengatur register kontrol yang sesuai dengan jenis interrupsi tersebut, dengan terlebih dahulu mengaktifkan interupsi global, yaitu bit I diset 1. Bit 6 T : Bit Copy Storage Bit T digunakan untuk mementukan bit sumber atau bit tujuan pada instruksi bit copy. Pada instruksi BST, data akan dicopy dari register ke bit T ( Bit T sebagai tujuan) sedangkan pada instruksi BLD, bit T akan di copy ke register ( Bit T Sebagai Sumber). Bit 5 H : Half carry Flag Bit H digunakan untuk menunjukkan ada tidaknya setengah carry pada operasi aritmatika BCD, yaitu membagi satu byte data menjadi dua bagian 19

15 (masing-masing 4 bit) dan masing-masing bagian dianggap sebagai 1 digit desimal. Bit 4 S: Sign bit Bit S merupakan kombinasi antara bit V dan bit N, yaitu dengan meng- XOR-kan bit V dan bit N. Bit 3 V : Two s Complement over flow flag Bit V digunakan untuk mendukun operasi aritmatika komplemen 2.Jika terjadi luapan pada operasi aritmatika bilangan komplemen 2 maka akan menyebabkan bit V bernilai 1. Bit 2 - N : Negative Flag Bit N digunakan untuk menunjukkan apakah hasil sebuah operasi aritmatika ataupun operasi logika bernilai negatif atau tidak.jika hasilnya negatif maka bit N bernilai 1 dan jika hasilnya bernilai positif maka bit N bernila 0. Bit 1 - Z : Zero Flag Bit Z digunakan untuk menunjukkan hasil operasi aritmatika ataupun operasi logika apakah bernilai nol atau tidak.jika hasilnya nol maka bit Z bernilai 1 dan jika hasilnya tidak nol maka bit Z bernilai 0. Bit 0 C : Carry flag Bit C digunakan untuk menunjukkan hasil operasi aritmatika ataupun logika apakah ada carry atau tidak.jika ada carry maka bit C bernilai 1 dan jikatidak ada carry maka bit C akan bernilai 0. 20

16 2.2 Modem GSM Modem adalah sebuah alat yang dapat membuat komputer terkoneksi dengan internet melalui line telepon standar. Modem banyak digunakan komputer rumah dan jaringan sederhana untuk dapat berkomunikasi dengan jutaan komputer lain dalam lalu lintas internet. Kata Modem itu sendiri merupakan kependekan dari Modulator Demodulator. Ini berarti Modem bekerja dengan cara mengubah informasi digital dari komputer pengirim ke dalam bentuk sinyal analog yang ditransmisikan melaluli line telepon. Selanjutnya Modem pada komputer penerima akan mengubah ulang sinyal analog ke sinyal digital. Modem GSM adalah sebuah perangkat Modem Wireless Plug and Play dengan konektivitas GSM/GPRS untuk aplikasi-aplikasi machine to machine. GSM Modul atau Modem GSM adalah jenis khusus dari modem yang menerima kartu SIM, dan mengoperasikan selama berlangganan ke operator mobile, seperti ponsel. Modem GSM dihubungkan dengan suatu interface yang memungkinkan aplikasi seperti SMS untuk mengirim dan menerima pesan melalui Modem. Beberapa fungsi kegunaan modem ini di masyarakat adalah antara lain: SMS Broadcast application SMS Quiz application SMS Polling SMS auto-reply M2M integration Aplikasi Server Pulsa Telemetri 21

17 Payment Point Data Pada pembuatan proyek ini, digunakan Modem GSM Serial Wavecom Fastrack M1306B. Untuk Modem seri ini memiliki dua type konektor yaitu serial dan USB. Gambar 2.7 Modem GSM Fastrack M1306B Sumber: Fastrack M1306B User Guide,2006. Spesifikasi modem WAVECOM FASTRACK M1306B: Dual-band GSM 900/1800MHZ & GPRS Class 10 GSM Dual Band antenna Power Supply with 4 pin connector (untuk serial) Standard USB 2.0 interface (untuk USB) Input Voltage : 5V-32V Maximum transmitting speed 253KBps Support AT-Command Dimensi : mm AT-Command AT-Command adalah singkatan dari Attention Command. AT Command adalah perintah yang digunakan dalam komunikasi dengan serial port. Pada 22

18 awalnya standar perintah ini untuk modem-modem telepon PSTN, akan tetapi perintah ini sekarang dikembangkan juga untuk modem-modem GSM. Perintah AT-Command dapat diberikan kepada handphone atau GSM/CDM modem untuk melakukan sesuatu hal, termasuk untuk mengirim dan menerima SMS. Dengan memberikan perintah ini di dalam komputer/ mikrokontroller maka perangkat kita dapat melakukan pengiriman atau penerimaan SMS secara otomatis untuk mencapai tujuan tertentu. Untuk memulai suatu perintah AT-Command, diperlukan prefiks AT atau at dalam setiap perintah AT-Command. Tabel 2.1 Tabel Set AT-Command Sumber: Fastrack M1306B User Guide, Short Message Service (SMS) Short Message Service (SMS) merupakan salah satu tipe Instant Messaging (IM) yang memungkinkan user untuk bertukar pesan singkat. SMS 23

19 dihantarkan pada channel signal Global System for Mobile Communication (GSM). Dewasa ini perkembangan teknologi yang sangat pesat membuat teknologi SMS ini banyak digemari masyarakat karena teknologi ini bersifat praktis, murah dan mudah untuk digunakan. Sebuah pesan SMS maksimal terdiri dari 140 bytes, yang berarti dapat memuat 140 karakter 8-bit, 160 karakter 7-bit atau 70 karakter 16-bit untuk bahasa Jepang, bahasa Mandarin dan bahasa Korea yang memakai Hanzi (Aksara Kanji/Hanja). User pun dapat mengirim pesan SMS yang lebih dari 140 bytes dengan catatan membayar lebih dari sekali biaya kirim SMS. 21 SMS menjamin pengiriman pesan oleh jaringan, jika terjadi kegagalan maka disimpan di jaringan atau yang disebut SMS Center (SMSC). Di SMSC pesan disimpan dan dicoba untuk mengirimkannya selama beberapa kali. Batas waktu yang telah ditentukan untuk menyimpannya biasanya sekitar 1 hari atau 2 hari, lalu pesan dihapus Database Database merupakan sekumpulan data yang terintegrasi yang diorganisasi untuk memenuhi kebutuhan pemakai untuk keperluan organisasi yang dimana dapat dipakai hanya sekali atau berulang yang dimana dalam bentuk digital. Salah satu komponen penting dalam penggunaan database adalah DataBase Management System (DBMS). DBMS ini bertugas untuk menangani semua akses ke database dan bertanggug jawab untuk menerapkan pemeriksaan otorisasi dan prosedur validasi. 24

20 2.2.4 Microsoft Office Access Salah satu software atau aplikasi yang banyak digunakan untuk membuat suatu database sederhana adalah Microsoft Access. Micosoft Access merupakan software yang dikeluarkan oleh microsoft untuk membuat aplikasi database. Sofware ini cocok untuk kalangan industri kecil atau rumah tangga, karena kapasitas datanya yang mencapai 4 GB. Program ini banyak dipakai karena kemudahannya dalam mengolah database. 2.3 LCD (Liquid Crystal Display) LCD merupakan salah satu perangkat penampil yang sekarang ini mulai banyak digunakan. Penampil LCD mulai dirasakan menggantikan fungsi dari penampil CRT (Cathode Ray Tube), yang sudah berpuluh-puluh tahun digunakan manusia sebagai penampil gambar/text baik monokrom (hitam dan putih), maupun yang berwarna. Teknologi LCD memberikan keuntungan dibandingkan dengan teknologi CRT, kaena pada dasarnya, CRT adalah tabung triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan. Beberapa keuntungan LCD dibandingkan dengan CRT adalah konsumsi daya yang relative kecil, lebih ringan, tampilan yang lebih bagus, dan ketika berlama-lama di depan monitor, monitor CRT lebih cepat memberikan kejenuhan pada mata dibandingkan dengan LCD. Gambar 2.8 LCD 2x16 Sumber: Dasar komponen,

21 LCD memanfaatkan silicon atau gallium dalam bentuk Kristal cair sebagai pemendar cahaya. Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua dimensi piksel yang dibagi dalam baris dan kolom. Dengan demikian, setiap pertemuan baris dan kolom adalah sebuah LED terdapat sebuah bidang latar (backplane), yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda trasparan. Dalam keadaan normal, cairan yang digunakan memiliki warna cerah. Daerah-daerah tertentu pada cairan akan berubah warnanya menjadi hitam ketika tegangan diterapkan antara bidang latar dan pola elektroda yang terdapat pad sisi dalam lempeng kaca bagian depan. Keunggulan LCD adalah hanya menarik arus yang kecil (beberapa microampere), sehingga alat atau sistem menjadi portable karena dapat menggunakan catu daya yang kecil. Keunggulan lainnya adalah tampilan yang diperlihatkan dapat dibaca dengan mudah di bawah terang sinar matahari. Di bawah sinar cahaya yang remang-remang dalam kondisi gelap, sebuah lampu (berupa LED) harus dipasang dibelakang layar tampilan. LCD yang digunakan adalah jenis LCD yang mena mpilkan data dengan 2 baris tampilan pada display. Keuntungan dari LCD ini adalah : 1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk membuat program tampilan. 2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya mengunakan 8 bit data dan 3 bit control. 3. Ukuran modul yang proporsional. 4. Daya yang digunakan relative sangat kecil. 26

22 Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses proses internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan instruksi membaca data. ROM pembangkit sebanyak 192 tipe karakter, tiap karakter dengan huruf 5x7 dot matrik. Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter (membaca program), maksimum pembacaan 80x8 bit tampilan data. Perintah utama LCD adalah Display Clear, Cursor Home, Display ON/OFF, Display Character Blink, Cursor Shift, dan Display Shift. Tabel 2.2 menunjukkan konfigurasi pin LCD. Tabel 2.2 Konfigurasi Pin LCD Pin No. Keterangan Konfigurasi Hubung 1 GND Ground 2 VCC Tegangan +5VDC 3 VEE Ground 4 RS Kendali RS 5 RW Ground 6 E Kendali E/Enable 7 D0 Bit 0 8 D1 Bit 1 9 D2 Bit 2 10 D3 Bit 3 11 D4 Bit 4 12 D5 Bit 5 13 D6 Bit 6 14 D7 Bit 7 27

23 15 A Anoda (+5VDC) 16 K Katoda (Ground) Sumber: Manpreet Singh Minhas,2013. Lapisan film yang berisis Kristal cair diletakkan di antara dua lempeng kaca yang telah ditanami elektroda logam transparan. Saat teganga dicatukan pada beberapa pasang elektroda, molekul molekul Kristal cair akan menyusun diri agar cahaya yang mengenainya akan dipantulkan atau diserap. Dari hasil pemantulan atau penyerapan cahaya tersebut akan terbentuk pola huruf, angka, atau gambar sesuai bagian yang di aktifka. LCD membutuhkan tegangan dan daya yang kecil sehingga sangat popular untuk aplikasi pada kalkulator, arloji digital, dan instrument elektronika lain seperti Global Positioning System (GPS), baragraph display dan multimeter digital. LCD umumnya dikemas dalam bentuk Dual In Line Package (DIP) dan mempunyai kemampuan untuk menampilkan beberapa kolom dan baris dalam satu panel. Untuk membentuk pola, baik karakter maupun gambar pada kolom dan baris secara bersamaan digunakan metode Screening. Metode screening adalah mengaktifkan daerah perpotongan suatu kolo dan suatu baris secara bergantian dan cepat sehingga seolah-olah aktif semua. Penggunaan metode ini dimaksudkan untuk menghemat jalur yang digunakan untuk mengaktifkan panel LCD. Saat ini telah dikembangkan berbagai jenis LCD, mulai jenis LCD biasa, Passive Matrix LCD (PMLCD), hingga Thin-Film Transistor Active Matrix (TFT-AMLCD). Kemampuan LCD juga telah ditingkatkan daru yang monokrom hingga yang mampu menampilkan ribuan warna. 28

24 2.4 Komunikasi Serial Pada PC / laptop standar, biasanya terdapat sebuah port untuk komunikasi serial. Pada prinsipnya, komunikasi serial ialah komunikasi dimana pengiriman data dilakukan per bit, sehingga lebih lambat dibandingkan komunikasi parallel seperti pada port printer yang mampu mengirim 8 bit sekaligus dalam sekali detak. Beberapa contoh penerapan komunikasi serial ialah mouse, scanner dan sistem akuisisi data yang terhubung ke port serial COM1/COM2. Sistem antar muka komunikasi serial RS232 sering digunakan sebagai antar muka antara komputer dengan mikrokontroler. Agar level tegangan data serial dari mikrokontroler setara dengan level tegangan komunikasi port serial PC, diperlukan MAX232 untuk mengubah ke tegangan TTL/CMOS logic level RS232. MAX232 menggunakan sistim komunikasi simplex sehingga difungsikan untuk mengubah dari arus dan tegangan logika TTL menjadi arus tegangan logika komputer (RS232) Karakteristik Sinyal Port Serial Standar sinyal komunikasi serial yang banyak digunakan adalah Standar RS232 yang dikembangkan oleh Electronic Industri Association (EIA/TIA) yang pertama kali dipublikasikan pada tahun 1962.Ini terjadi jauh sebelum IC TTL populer sehingga sinyal ini tidak ada hubungan sama sekali dengan level tegangan IC TTL. Standar ini hanya menyangkut komunikasi antara (Data Terminal Equipment DTE) dengan alat alat pelengkap komputer (Data Circuit Terminating Equipment DCE). 29

25 Standar sinyal RS232 memiliki ketentuan level tegangan sebagai berikut : Logika 1 disebut Mark terletak antara -3 Volt sampai -25 Volt Logika 0 disebut space terletak antara +3 Volt samapai +25 Volt. Daerah tegangan antara -3 Volt sampai +3 Volt adalah invalid level, yaitu daerah tegangan yang tidak memiliki level logika pasti sehingga harus dihindari. Demikian juga level tegangan dibawah -25 Volt dan diatas +25 Volt juga harus dihindari karena bisa merusak line driver pada saluran RS232 Gambar dibawah adalah contoh level tegangan RS232 pada pengiriman huruf A dalam format ASCII tanpa bit paritas. Gambar 2.9 Level Tegangan RS232 pada Pengiriman Huruf A Tanpa Bit Paritas. Sumber:Wikipedia, Port Komunikasi Serial Komunikasi serial membutuhkan port sebagai saluran data. Berikut tampil port serial DB9 yang umum digunakan sebagai port serial Gambar 2.10 Port DB9 Betina Sumber: Saiful Arif,

26 Untuk menghubungkan antara 2 buah PC, biasanya digunakan format null mode, dimana pin TxD dihubungkan dengan RxD pasangan, pin Sinyal ground (5) dihubungkan dengan SG di pasangan, dan masing masing pin DTR, DSR dan CD dihubung singkat, dan pin RTS dan CTS dihubung singkat di setiap devais. Gambar 2.11 Susunan Pin Konektor DB9 Sumber: Saiful Arif,

27 Tabel 2.3 Fungsi Susunan Konektor DB9 Sumber: Saiful Arif,2010. Untuk dapat menggunakan port serial harus diketahui dahulu alamat dari port serial tersebut. Biasanya tersedia dua port serial pada CPU, yaitu COM1 dan COM2. Base Address COM1 biasanya 1016 (3F8h) dan COM2 biasanya 760 (2F8h). Alamat tersebut adalah alamat yang biasa digunakan, tergantung komputer yang digunakan.tepatnya kita bisa melihat pada peta memori tempat menyimpan alamat tersebut, yaitu memori h untuk COM1 dan h untuk COM2. Berikut adalah nama nama register yang digunakan beserta alamatnya. 32

28 Tabel 2.4 Nama Nama Register Sumber: Saiful Arif,2010. Keterangan Register RX Buffer, digunakan untuk menampung dan menyimpan data dari DCE. TX Buffer, digunakan untuk menampung dan menyimpan data yang akan dikirim ke port serial. Baud Rate Divisor Latch LSB, digunakan untuk menampung byte bobot rendah untuk pembagi clock pada IC UART agar didapat baud rate yang tepat. Baud Rate Divisor Latch MSB, digunakan untuk menampung byte bobot tinggi untuk pembagi clock pada IC UART sehingga total angka pembagi adalah 4 byte yang dapat dipilih dari 0001h sampai FFFFh. 33

29 Berikut adalah tabel angka pembagi yang sering digunakan : Tabel 2.5 Angka Pembagi Sumber: Saiful Arif, Konverter MAX232 IC MAX 232 ialah IC yang umum digunakan sebagai RS232 Converter. MAX232 adalah sebuah sirkuit terpadu yang mengubah sinyal dari port serial RS- 232 untuk sinyal yang sesuai yang digunakan pada sirkuit TTL logika digital yang kompatibel. MAX232 adalah driver ganda penerima atau receiver dan biasanya mengubah sinyal RX, TX, CTS dan RTS. MAX232 mencakup tegangan generator yang berkapasitas yang digunakan untuk menyuplai input dari hardware pada tegangan 5 V. MAX 232 memiliki ambang khas dari 1,3 V, histeresis khas 0,5 V, dan dapat menerima input ± 30-V. Gambar 2.12 IC MAX232 Sumber: Data sheet max 232,

30 Gambar 2.13 Konfigurasi IC MAX232 Sumber: Data sheet max 232,2014. Komunikasi serial ialah pengiriman data secara serial (data dikirim satu persatu secara berurutan), sehingga komunikasi serial jauh lebih lambat daripada komunikasi paralel. Serial port lebih sulit ditangani karena peralatan yang dihubungkan ke serial port harus berkomunikasi dengan menggunakan transmisi serial, sedang data di komputer diolah secara paralel. Oleh karena itu data dari dan ke serial port harus dikonversikan ke dan dari bentuk paralel untuk bisa digunakan. Menggunakan hardware, hal ini bisa dilakukan oleh Universal Asyncronous Receiver Transmitter (UART), kelemahannya kita butuh software yang menangani register UART yang cukup rumit dibanding pada paralel port. Kelebihan dari komunikasi serial ialah panjang kabel jauh disbanding paralel, karena serial port mengirimkan logika 1 dengan kisaran tegangan 3 V hingga 25 V dan logika 0 sebagai +3 Volt hingga +25 V sehingga kehilangan daya karena panjangnya kabel bukan masalah utama. Bandingkan dengan port paralel yang menggunakan level TTL berkisar dari 0 V untuk logika 0 dan +5 Volt untuk logika 1. Umumnya sinyal serial diawali dengan start bit, data bit dan sebagai pengecekan data menggunakan parity bit serta ditutup dengan 2 stop bit. Level tengangan -3 V hingga +3 V dianggap sebagai undetermined region. 35

31 2.5 Bahasa Pemograman C Bahasa C dikembangkan pada Lab Bell pada tahun 1978, oleh Dennis Ritchi dan Brian W. Kernighan. Pada tahun 1983 dibuat standar C yaitu stnadar ANSI ( American National Standards Institute ), yang digunakan sebagai referensi dari berbagai versi C yang beredar dewasa ini termasuk Turbo C. Dalam beberapa literature, bahasa C digolongkan bahasa level menenganh karena bahasa C mengkombinasikan elemen bahasa tinggi dan elemen bahasa rendah. Kemudahan dalam level rendah merupakan tujuan diwujudkanya bahasa C. pada tahun 1985 lahirlah pengembangan ANSI C yang dikenal dengan C++ (diciptakan oleh Bjarne Struostrup dari AT % TLab). Bahasa C++ adalah pengembangan dari bahasa C. bahasa C++ mendukung konsep pemrograman berorientasu objek dan pemrograman berbasis windows. Sampai sekarang bahasa C++ terus brkembang dan hasil perkembangannya muncul bahasa baru pada tahun 1995 (merupakan keluarga C dan C++ yang dinamakan java). Istilah prosedur dan fungsi dianggap sama dan disebut dengan fungsi saja. Hal ini karena di C++ sebuah prosedur pada dasanya adalah sebuah fungsi yang tidak memiliki tipe data kembalian (void). Hingga kini bahasa ni masih popular dan penggunaannya tersebar di berbagai platform dari windows samapi linux dan dari PC hingga main frame. Ada pun kekurangan dan Kelebihan Bahasa C sebagai berikut : Kelebihan Bahasa C: Bahasa C tersedia hampir di semua jenis computer. Kode bahasa C sifatnya adalah portable dan fleksibel untuk semua jenis computer. 36

32 Bahasa C hanya menyediakan sedikit kata-kata kunci. hanya terdapat 32 kata kunci. Proses executable program bahasa C lebih cepat Dukungan pustaka yang banyak. C adalah bahasa yang terstruktur Bahasa C termasuk bahasa tingkat menengah Penempatan ini hanya menegaskan bahwa c bukan bahasa pemrograman yang berorientasi pada mesin. yang merupakan ciri bahasa tingkat rendah. Melainkan berorientasi pada obyek tetapi dapat dinterprestasikan oleh mesin dengan cepat. secepat bahasa mesin. inilah salah satu kelebihan c yaitu memiliki kemudahan dalam menyusun programnya semudah bahasa tingkat tinggi namun dalam mengesekusi program secepat bahasa tingkat rendah. Kekurangan Bahasa C: Banyaknya operator serta fleksibilitas penulisan program kadangkadang membingungkan pemakai. Bagi pemula pada umumnya akan kesulitan menggunakan pointer Struktur Bahasa C a. Program bahasa C tersusun atas sejumlah blok fungsi. b. Setiap fungsi terdiri dari satu atau beberapa pernyataan untuk melakukan suatu proses tertentu. c. Tidak ada perbedaan antara prosedur dan fungsi. d. Sstiap program bahasa C mempunyai suatu fungsi dengan nama main (Program Utama). e. Fungsi bisa diletakkan diatas atau dibawah fungsin main. 37

33 f. Setiap statemen diakhiri dengan semicolon (titik koma) Pengenal Pengenal (identifier) merupakan sebuah nama yang didefenisikan oleh pemrograman untuk menunjukkan indetitas dari sebuah konstanta, variable, fungsi, label atau tipe data khusus. Pemberian nama sebuah pengenal dapat ditentukan bebas sesuai keinginan pemrogram tetapi harus memenuhi atura berikut : Karakter pertama tidak boleh menggunakan angka Karakter kedua dapat berupa huruf, angka, atau garis bawah. Tidak boleh menggunakan spasi. Bersifat Case Sensitive, yaitu huru capital dan huruf kecil dianggap berbeda. Tidak boleh mengunakan kata kata yang merupakan sitaks maupun operator dalam pemrograman C, misalnya : Void, short, const, if, static, bit, long, case, do, switch dll Tipe Data Tipe data merupakan suatu hal yang penting untuk kita ketahui pada saat belajar bahasa pemrograman. Kita harus dapat menentukan tipe data yang tepat untuk menampung sebuah data, baik itu data berupa bilangan numerik ataupun karakter. Hal ini bertujuan agar program yang kita buat tidak membutuhkan pemesanan kapling memori yang berlebihan. Seorang programmer yang handal harus dapat memilih dan menentukan tipe data apa yang seharusnya digunakan 38

34 dalampembuatan sebuah program. Secara garis besar tipe data pada bahasa C dibagi menjadi beberapa bagian antara lain sebagai Berikut Macam-Macam Tipe Data Pada Bahasa C : 1. Tipe Data Karakter Sebuah karakter, baik itu berupa huruf atau angka dapat disimpan pada sebuah variabel yang memiliki tipe data char dan unsigned char. Besarnya data yang dapat disimpan pada variabel yang bertipe data char adalah Sedangkan untuk tipe data unsigned char adalah dari Pada dasarnya setiap karakter memiliki nilai ASCII, nilai inilah yang sebetulnya disimpan pada variabel yang bertipe data karakter ini. 2. Tipe Data Bilangan Bulat Tipe data bilangan bulat atau dapat disebut juga bilangan desimal merupakan sebuah bilangan yang tidak berkoma. Pada bahasa C terdapat bermacam-macam tipe data yang dapat kita gunakan untuk menampung bilangan bulat. Kita dapat menyesuaikan penggunaan tipe data dengan terlebih dahulu memperhitungkan seberapa besar nilai yang akan kita simpan. Contohnya seperti berikut, kiata akan melakukan operasi penjumlahan nilai 300 dan 100 dan hasilnya akan disimpan pada variabel c. Jika dilihat, hasil dari penjumlahan tersebut nilainya akan lebih besar dari 255 dan nilainya pasti positif, oleh karena itu sebaiknya kita menggunakan tipe data unsigned int. Namun berbeda halnya jika saya ingin melakukan operasi pengurangan , jika dilihat hasilnya akan negatif maka selayaknya digunakan variabel dengan tipe data int. 39

35 3. Tipe Data Bilangan Berkoma Pada bahasa C terdapat dua buah tipe data yang berfungsi untuk menampung data yang berkoma. Tipe data tersebut adalah float dan double. Double lebih memiliki panjang data yang lebih banyak dibandingkan float. Tipe data double dapat digunakan jika kita membutuhkan variabel yang dapat menampung tipe data berkoma yang bernilai besar. Tabel 2.6 Tipe Data Tipe Data Ukuran Jangkauan Nilai Bit 1 byte 0 atau 1 Char 1 byte -128 s/d 127 Unsigned Char 1 byte 0 s/d 255 Signed Char 1 byte -128 s/d 127 Int 2 byte s/d Short Int 2 byte s/d Unsigned Int 2 byte 0 s/d Signed Int 2 byte s/d Long Int 4 byte s/d Unsigned Long Int 4 byte 0 s/d Signed Long Int 4 byte s/d Float 4 byte 1.2*10-38 s/d 3.4* Double 4 byte 1.2*10-38 s/d 3.4* Sumber: Hifzul Xzam,

36 3.5.4 Konstanta Dan Variabel Konstanta dan variable merupakan sebuah tempat untuk menyimpan data yang berada di dalam memori. Konstanta berisi data yang nilainya tetap dan tidak dapat diubah selama program dijalankan, sedangkan variable berisi data yang bisa berubah nilainya pada saat program dijalankan IDENTIFIER Identifier atau nama pengenal adalah nama yang ditentukan sendiri oleh pemrogram yang digunakan untuk menyimpan nilai, misalnya nama variable, nama konstanta, nama suatu elemen (misalnya: nama fungsi, nama tipe data, dll). Identifier punya ketentuan sebagai berikut : 1. Maksimum 32 karakter (bila lebih dari 32 karakter maka yang diperhatikan hanya 32 karakter pertama saja). 2. Case sensitive: membedakan huruf besar dan huruf kecilnya. 3. Karakter pertama harus karakter atau underscore ( _ ). selebihnya boleh angka. 4. Tidak boleh mengandung spasi atau blank. 5. Tidak boleh menggunakan kata yang sama dengan kata kunci dan fungsi. 2.6 MPX5700 MPX5700 merupakan sensor tekanan dengan output analog, sensor ini merupakan sensor produk dari Fresscal Semikonduktor, Inc. MPX5700 dapat mengukur tekanan udara, oli maupun cairan lain dengan batas tekanan maksimum sebesar 700 kpa. Sensor MPX5700 dapat mengukur tekanan dengan 3 macam 41

37 mode pengukuran yaitu, pengukuran Gauge, Absolute maupun Differential. Sedangkan paket dari sensor MPX5700 banyak jenisnya. Gambar 2.2 adalah gambar jenis paket dari sensor tekanan MPX5700. Gambar 2.14 Jenis paket sensor MPX5700 Sumber:Freescale Semiconductor,2012. Konfigurasi pin sensor MPX5700 terdiri dari 6 pin dan yang digunakan hanya 3 pin saja, yaitu pin 1 sebagai tegangan output, pin 2 sebagai ground sedangkan pin 3 sebagai masukan dari tegangan supply sebesar 5 volt, sedangkan 3 pin yang lain NC (Not Connects). Dari spesifikasi, sensor MPX5700 bekerja pada tegangan 5 volt. Tingkat sensitivitas dari sensor sebesar 6,4 mv/kpa dengan tegangan output dari 0,2 volt hingga maksimum 4,7 volt. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada grafik perbandingan tegangan output dengan tekanan dalam satuan kpa pada Gambar

38 Gambar 2.15 Grafik Perbandingan tegangan output dengan kpa pada sensor MPX5700 Sumber:Freescale Semiconductor, Regulator Gas Regulator Acetylene Regulator yang akan dibahas, yaitu Regulator Acetylene atau pada umumnya dikenal dengan Regulator Oksi-Asetilen. Regulator tersebut biasanya dipakai sebagai pengatur besaran tekanan gas yang digunakan untuk proses pengelasan. Pada Regulator terdapat bagian-bagian seperti saluran masuk, katup pengaturan tekan kerja, katup pengaman, alat pengukuran tekanan tabung,alat pengukuran tekanan kerja dan katup pengatur keluar gas menuju selang. Pada regulator terdapat dua buah alat pengukur tekanan yang disebut manometer. Dua buah manometer yang terdapat pada regulator berfungsi untuk: a. Mengukur tekanan isi tabung gas. b. Mengukur tekanan kerja las. Las Gas atau pada umumnya lebih dikenal dengan istilah Las Karbit, sebenarnya adalah pengelasan yang dilaksanakan dengan pencampuran 2 jenis gas sebagai pembentuk nyala api dan sebagai sumber panas. Proses Las Gas ini 43

39 menggunakan campuran dari gas Oksigen (O2) serta gas lain sebagai bahan bakar (fuel gas). Gas bahan bakar yang paling popular dan paling banyak digunakan dalam masyarakat adalah gas Asetilen ( dari kata acetylene, dan memiliki rumus kimia C2H2 ). Kelebihan yang dimiliki gas Asetilen antara lain, menghasilkan temperature nyala api lebih tinggi dari gas bahan bakar lainya. Gambar Regulator Acetylene Gas Asetilen ini sebenarnya dihasilkan dari reaksi batu Kalsium KARBIDA (orang-orang menyebut karbit) dengan air. Jadi jika Kalsium Karbida ini disiram atau dicelupkan ke dalam air maka akan terbentuk gas Asetilen. Jadi penyebutan nama las karbit hanya untuk mencirikan bahwa gas yang digunakan salah satunya adalah gas Asetilen. Reaksi yang terjadi dalam tabung asetilen: 44