BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI Dalam bab ini akan dibahas satu persatu dasar teori dari masing masing komponen pendukung Perancangan Aplikasi Control dan Monitoring Smart Home System Dengan Komunikasi GSM Menggunakan Arduino. 2.1 Board ArduinoUNO Arduino UNO adalah board microcontroller yang berdasarkan pada Atmega328. Arduino UNO ini mempunyai 14 pin digital input / output (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai keluaran PWM), 6 pin input analog, sebuah osilator kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuah tombol reset. Arduino UNO berisi semua yang dibutuhkan untuk mendukung microcontroller, cukup menghubungkan board Arduino UNO ke komputer menggunakan kabel USB atau kabel power dengan adapter AC ke DC atau menggunakan battery untuk memulainya. Board UNO ini berbeda dari semua board Arduino terdahulu yang tidak menggunakan FTDI USB to Serial. Sebagai gantinya fitur fitur Atmega16U2 (Atmega8U2 sampai versi R2) diprogram sebagai USB serial converter. Pada versi R2 board UNO memiliki sebuah resistor yang menarik garis 8U2 HWB ke ground, sehingga lebih mudah untuk dimasukkan ke dalam mode DFU. 5

2 6 Gambar 2.1 Board Arduino UNO Mikrokontroler Tegangan Operasi Tabel 2.1 Ringkasan board Arduino UNO Atmega328 5 V Tegangan Input (rekomendasi) Tegangan Input (batasan) Pin I/O Digital 7 12 V 6 20 V 14 (dimana 6 Pin dapat sebagai keluaran PWM) Pin input Analog 6 Arus DC per I/O Pin Arus DC untuk pin 3.3 V Flash Memory 40 ma 50 ma 32 KB (Atmega328) sekitar 0,5 KB digunakan oleh bootloader

3 7 SRAM EEPROM Clock Speed 2 KB (Atmega328) 1 KB (Atmega328) 16 MHz Konfigurasi Pin ATmega328 Board Arduino UNO pada dasarnya menggunakan chip microcontroller ATmega328 yang memiliki jumlah pin 28. Masing masing pin pada microcontroller ATmega328 mempunyai kegunaan sebagai berikut: VCC Suplai tegangan digital + 5v, pin VCC berada pada kaki nomer 7. GND Ground Port B (PB7) XTAL 1/ XTAL 2/ TOSC 1/ TOSC 2 Port B adalah port 8 bit dua arah input / output dengan internal pull up resistors (dipilih untuk setiap bit-nya), buffer keluaran port B memiliki karakteristik drive yang simetris dengan kemampuan high sink dan source. Sebagai input, pin port B yang ditarik LOW secara external akan menghasilkan arus jika resistor pull-up diaktivasi. Pin port B menjadi tri-stated ketika kondisi reseti aktif, meskipun clock tidak berjalan. Bergantung pada pemilihan sekring pengaturan clock, kaki PB6 dapat digunakan sebagai input untuk penguat oscillator pembalik dan input ke circuit operasi clock internal. Bergantung pada

4 8 pemilihan sekring pengaturan clock, kaki PB6 dapat digunakan sebagai output untuk penguat oscillator pembalik. Jika internal oscillator RC dikalibrasi digunakan sebagai sumber chip clock, kaki PB7.. 6 digunakan sebagai TOSC2..1 input untuk Asynchronous Timer / Counter 2 jika bit AS2 pada ASSR disetting. Port C (PC5:0) Port C adalah sebuah port 7-bit dua arah input / output dengan resistor pull-up internal (dipilih untuk setiap bitnya), buffer keluaran PC5..0 memiliki karakteristik drive yang simetris dengan kemampuan high sink dan sumber. Sebagai input, pin port C yang ditarik LOW secara external akan menghasilkan arus jika resistor pull-up diaktifasi. Pin port C menjadi tri-stated ketika kondisi reset aktif, meskipun clock tidak berjalan. PC6 / Reset Jika sekring RSTDISBL deprogram, PC6 digunakan sebagai pin I/O. perlu dicatat bahwa karakteristik elektrik dari PC6 berbeda dengan pin port C yang lain. Jika sekring RSTDISBL tidak diprogram, PC6 digunakan sebagai reset input. Sebuah tingkat rendah dari pin ini selama lebih dari panjang pulse minimum akan menyalakan reset, meskipun clock tidak berjalan.

5 9 Port D (PD7:0) Port D adalah sebuah port 8-bit dua arah input / output dengan resistor pull-up internal (dipilih untuk setiap bitnya), buffer keluaran port D memiliki karakteristik drive yang simetris dengan kemampuan high sink dan sumber. Sebagai input, pin port D yang ditarik LOW secara external akan menghasilkan arus jika resistor pull-up diaktifasi. Pin port D menjadi tri-stated ketika kondisi reset aktif, meskipun clock tidak berjalan. AVcc AVcc adalah pin suplai tegangan untuk Analog to Digital Converter, PC3:0, dan ADC7:6. AVcc harus dihubungkan secara external ke Vcc, meskipun ADC tidak digunakan. Jika ADC digunakan, harus dihubungkan ke Vcc melalui Low-Pass Filter. Perlu dicatat bahwa kaki PC6..4 menggunakan suplai tegangan digital, Vcc AREF AREF adalah pin referensi analog untuk Analog to Digital Converter. ADC7:6 (TQFP dan QFN / MLF Package only) Pada paket TQFP dan QFN / MLF, ADC7:6 merupakan input analog terhadap Analog to Digital Converter. Pin pin ini diberi power dari suplai analog dan merupakan channel ADC 10-bit

6 10 Gambar 2.2 Konfigurasi Pin Atmega Daya Arduino UNO dapat diberi daya melalui koneksi USB atau dengan catu daya dari luar. Sumber daya dipilih secara otomatis. Daya dari luar (non- USB) bisa juga berasal dari adaptor AC to DC atau dari battery. Adaptor dapat dihubungkan dengan cara mencolokkan sebuah center-positive plug yang panjangnya 2.1 mm ke power jack dari board. Kabel lead dari battery dapat dimasukkan ke dalam header pin GND dan Vin dari konektor daya. Arduino UNO dapat beroperasi pada tegangan suplai external dari 6 sampai 20 volt. Jika dipasok dengan tegangan kurang dari 7 V, rupanya pin 5 v dapat memasok kurang dari 5 volt dan board ArduinoUNO bisa menjadi tidak stabil. Jika menggunakan tegangan lebih dari 12 volt, regulator tegangan bisa

7 11 menjadi panas dan dapat merusak board Arduino UNO. Tegangan yang disarankan berkisar 7 sampai 12 volt. Pin pin dayanya adalah sebagai berikut: Vin. Tegangan masukkan ke board Arduino ketika menggunakan daya dari luar (seperti 5 volt dari koneksi USB atau sumber tegangan lainnya yang diatur). Kita dapat memasok tegangan melalui pin ini atau jika memasok tegangan dari power jack, mengaksesnya melalui pin ini 5V. Pin keluaran ini diatur 5 volt dari regulator yang ada pada board Arduino UNO. Board Arduino UNO dapat dipasok dengan salah satu daya dari power jack DC (7 12 V), koneksi USB (5V), atau pin Vin dari board (7 12V). Memasok tegangan melalui pin 5V atau 3.3V dengan melewati regulator, dan dapat merusak board Arduino UNO. 3V3. Pasokan tegangan 3.3 volt dihasilkan dari regulator yang ada pada board Arduino UNO. Arus maksimum adalah 50 ma. GND. Pin ground Memori Microcontroller ATmega328 memiliki 32 KB (dengan 0.5 KB digunakan untuk bootloader). ATmega328 juga memiliki 2 KB SRAM dan 1 KB EEPROM.

8 Input dan Output Masing masing dari 14 pin digital pada Arduino UNO dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinmode(), digitalwrite(), dan digitalread(). Setiap pin dapat beroperasi pada tegangan 5 volt. Masing masing pin dapat menyediakan atau menerima arus maksimum sebesar 40 ma dan mempunyai sebuah resistor pull-up (terputus secara default) sebesar Kohm. Tambahan, beberapa pin memiliki fungsi spesial diantaranya: Serial: pin 0 (Rx) dan pin 1 (Tx). Digunakan untuk menerima (Rx) dan mengirim (Tx) data serial. Kedua pin ini dihubungkan ke pin pin yang sesuai dari chip serial ATmega8U2 USB ke TTL. External Interrupts : pin 2 dan pin 3. Kedua pin ini dapat diatur untuk memicu sebuah interrupt (gangguan) pada nilai yang rendah, suatu kenaikan atau penurunan yang besar, atau perubahan nilai PWM: pin 3, pin 5, pin 6, pin 9, pin 10, dan pin 11. Menghasilkan 8- bit keluaran PWM dengan fungsi analogwrite(). SPI: pin 10 (SS), pin 11 (MOSI), pin 12 (MISO), pin 13 (SCK). Pin pin tersebut mendukung komunikasi SPI menggunakan SPI library. LED 13. Ada sebuah LED yang terpasang dan terhubung ke pin 13 digital. Ketika pin bernilai HIGH, LED menyala. Ketika pin bernilai LOW, LED mati.

9 13 Arduino UNO memiliki 6 pin masukkan Analog, berlabel A0 sampai A5. Setiap pin dapat menghasilkan 10 bit resolusi (contohnya 1024 nilai yang berbeda). Secara default pin pin ini mengukur dari ground ke tegangan 5 Volt. Meskipun memungkinkan untuk mengubah jarak batas atasnya menggunakan pin AREF dan fungsi analogreference(). Tambahan, beberapa pin mempunyai fungsi spesial diantaranya: TWI: pin A4 atau SDA dan pin A5 atau SCL. Mendukung komunikasi TWI menggunakan Wire library. Ada beberapa pin lainnya pada board Arduino UNO: AREF. Referensi tegangan untuk masukkan analog. Dengan menggunakan fungsi analogreference(). Reset. Membawa saluran ini LOW untuk mereset microcontroller. Biasanya dilakukan penambahan tombol reset pada shield dimana tombol reset yang ada pada board terhalang oleh shield itu sendiri Komunikasi Arduino UNO memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lainnya, atau dengan microcontroller lain. Microcontroller ATmega328 menyediakan komunikasi serial UART (Universal Asynchronous Receiver / Transmitter) TTL (5V). Yang tersedia pada pin digital 0 (Rx) dan 1 (Tx). Software Arduino sudah termasuk didalamnya serial monitor yang memungkinkan data tekstual sederhana yang

10 14 akan dikirimkan ke dan dari board Arduino UNO. LED Rx dan Tx pada board ArduinoUNO akan menyala ketika data sedang dikirimkan melalui kabel USB to Serial chip dan koneksi USB ke komputer (tetapi bukan untuk komunikasi serial pada pin 0 dan pin 1). Fungsi SoftwareSerial Library memungkinkan untuk komunikasi serial pada setiap pin digital Arduino UNO. Microcontroller ATmega328 juga mendukung I2C (TWI) dan komunikasi SPI. Software Arduino termasuk wire library untuk memudahkan penggunaan bus I2C Pemograman Arduino UNO dapat diprogram menggunakan software Arduino. ATmega328 pada ArduinoUNO hadir dengan sebuah bootloader yang memungkinkan kita untuk mengupload kode baru kedalam ATmega328 tanpa menggunakan hardware pemograman tambahan. ATmega328 berkomunikasi menggunakan protokol STK500 asli. Kita juga dapat membypass bootloader dan program microcontroller melalui pin ICSP (In-Circuit Serial Programming) Reset Otomatis (Software) Daripada melakukan penekanan fisik pada tombol reset sebelum mengupload, board ArduinoUNO dirancang dengan cara yang memungkinkan untuk diatur ulang menggunakan software yang berjalan pada komputer yang terhubung. Salah satu garis kontrol aliran hardware (DTR) dari ATmega8U2 /

11 15 16U2 terhubung pada garis reset dari ATmega328 melalui kapasitor berukuran 100 nf. Ketika saluran ini dinyatakan (rendah), garis reset turun cukup lama untuk mereset chip. Software Arduino mempunyai kemampuan yang memungkinan kita untuk mengupload kode hanya dengan menekan tombol upload yang ada pada lingkungan software Arduino. Ini berarti bahwa bootloader dapat memiliki batas waktu yang lebih singkat, seperti pada penurunan dari DTR yang dapat dikoordinasikan dengan baik dengan memulai penguploadan. Pengaturan ini mempunyai implikasi lain. Ketika board Arduino UNO dihubungkan dengan sebuah komputer yang berjalan pada sistem operasi MAC OS X ataupun LINUX, Arduino UNO mereset setiap kali koneksi yang dibuat berasal dari software (melalui USB). Untuk setengah detik atau lebih berikutnya, bootloader berjalan pada Arduino UNO. Meskipun Arduino UNO diprogram untuk mengabaikan data yang cacat (contoh : hal selain mengupload kode baru), Arduino UNO akan mencegat beberapa byte pertama dari data yang dikirim ke board ArduinoUNO setelah koneksi terbuka. Jika sebuah skema berjalan board Arduino UNO menerima satu kali konfigurasi atau data lain ketika pertama kali dimulai, pastikan bahwa software dengan yang berkomunikasi menunggu beberapa saat setelah dibukanya koneksi dan sebelum mengirim data tersebut. Arduino UNO berisi sebuah jejak yang dapat dihapus untuk mencegah reset otomatis. Bantalan pada kedua sisi jejak dapat disolder bersama untuk

12 16 mengaktifkannya kembali. Ini berlabel RESET-EN. Kita juga mungkin dapat menon-aktifkan auto-reset dengan menghubungkan resistor 110 Ω dari pin 5V ke jalur reset Proteksi Arus Lebih USB Arduino UNO memiliki sebuah polyfuse reset yang melindungi port USB komputer dari arus hubung singkat dan arus lebih. Meskipun kebanyakan komputer menyediakan perlindungan dalam mereka sendiri, polyfuse ini menyediakan lapisan tambahan perlindungan. Jika Arus lebih dari 500mA diberikan pada port USB, sekring tersebut akan secara otomatis memutuskan hubungan sampai arus hubung singkat atau arus lebih hilang Karakteristik Fisik Panjang dan lebar maksimum PCB Arduino UNO adalah masing masing 2.7 dan 2.1 inch, dengan adanya sambungan USB dan colokan listrik melampaui ukuran sebelumnya. 4 lubang baut yang memungkinkan board arduinouno dipasang di suatu tempat atau kotak. perhatikan bahwa jarak antara pin digital 7 dan 8 adalah 160 mil (0.16 ), bahkan belum kelipatan genap 100 mil jarak antara pin lainnya. 2.2 GSM (Global System for Mobile Communication) GSM (Global System for Mobile Communication) mulanya singkatan dari Groupe Special Mobile adalah sebuah teknologi komunikasi selular yang bersifat

13 17 digital. Teknologi GSM ini banyak diterapkan pada komunikasi bergerak, khususnya handphone. Teknologi ini memanfaatkan gelombang micro dan pengiriman sinyal yang dibagi berdasarkan waktu, sehingga sinyal informasi yang dikirim akan sampai pada tujuan. GSM dijadikan standar umum untuk komunikasi selular sekaligus sebagai teknologi selular yang paling banyak digunakan orang di seluruh dunia. Secara umum, elemen jaringan dalam arsitektur jaringan GSM dapat dibagi menjadi: Mobile Station (MS). merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk melakukan pembicaraan, terdiri atas: 1. Mobile Equipment (ME) atau handset, merupakan perangkat GSM yang berada di sisi pengguna atau pelanggan yang berfungsi sebagai terminal transceiver (pengirim dan penerima sinyal) untuk berkomunikasi dengan perangkat GSM lainnya. 2. Subcriber Identity Module (SIM) atau SIM Card, merupakan kartu yang berisi seluruh informasi pelanggan dan beberapa informasi pelayanan. ME tidak akan dapat digunakan tanpa SIM didalamnya, kecuali untuk panggilan darurat. Data yang disimpan dalam SIM secara umum adalah : - IMSI (International Mobile Subcriber Identity), merupakan penomeran pelanggan. - MSISDN (Mobile Subcriber ISDN), nomer yang merupakan nomer panggil pelanggan.

14 18 Base Station System (BSS), terdiri atas: 1. BTS (Base Transceiver Station), perangkat keras GSM yang berhubungan langsung dengan MS dan berfungsi sebagai pengirim sinyal 2. BSC (Base Station Controller), perangkat yang mengontrol kerja BTS BTS yang berada di bawahnya dan sebagai penghubung BTS dan MSC Network Sub System, terdiri atas: 1. Mobile Switching Center atau MSC, merupakan sebuah network element central dalam sebuah jaringan GSM, MSC sebagai inti dari jaringan selular, dimana MSC berperan untuk interkoneksi hubungan pembicaraan, baik antar selular maupun dengan jaringan kabel PSTN, ataupun dengan jaringan data. 2. Home Location Register atau HLR, yang berfungsi sebagai sebuah database untuk menyimpan semua data dan informasi mengenai pelanggan agar tersimpan secara tetap. 3. Visitor Location Register atau VLR, yang berfungsi untuk menyimpan data dan informasi pelanggan. 4. Authentication Center atau AuC, yang diperlukan untuk menyimpan semua data yang dibutuhkan untuk memeriksa keabsahan pelanggan. Sehingga pembicaraan pelanggan yang tidak sah dapat dihindarkan.

15 5. Equipment Identity Registration atau EIR, yang memuat data data pelanggan. 19 Operation and Support System, merupakan sub sistem jaringan GSM yang berfungsi sebagai pusat pengendalian, diantaranya fault management, configuration management, performance management, dan inventory management. Gambar 2.3 Arsitektur Jaringan GSM 2.3 Short Message Service (SMS) SMS merupakan fasilitas umum dari GSM yang dikembangkan dan distandarisasi oleh European Telecommunication Standard Institute (ETSI). Fasilitas ini dipakai untuk mengirim dan menerima pesan dalam bentuk teks ke dan dari

16 20 sebuah ponsel / modem. Pada saat mengirim SMS dari sebuah ponsel, pesan tersebut tidak langsung dikirim ke ponsel tujuan, akan tetapi dikirim terlebih dahulu ke SMS Center (SMSC) dengan prinsip store and forward setelah itu dikirimkan ke ponsel yang dituju. Artinya SMSC berperan sebagai penghubung antara pengirim dan penerima. Terdapat dua mode dalam pengiriman dan penerimaan SMS, yaitu mode teks dan mode Protocol Data Unit (PDU). Mode teks merupakan format teks asli yang dituliskan pada saat akan mengirim pesan, sedangkan mode PDU adalah format pesan dalam bentuk oktet heksadesimal dan oktet semidesimal dengan panjang mencapai 160 (7 bit) atau 140 (8 bit) karakter. Di Indonesia tidak semua operator GSM ataupun ponsel mendukung mode teks, sehingga mode yang digunakan adalah mode PDU Mode Teks Mode teks adalah format teks asli yang dituliskan pada saat akan mengirim pesan, mode teks ini mode paling mudah digunakan karena menggunakan kode ASCII (American Standard Code for Information Interchange) dibandingkan menggunakan mode PDU. Beberapa modem GSM mendukung SMS dengan mode teks. Mode ini memungkinkan kita mengirim pesan SMS dengan menggunakan AT Commands, tanpa perlu mengkodekan PDU dari sms sebelumnya. Ini sudah dilakukan oleh modem GSM. Berikut ini adalah contoh ilustrasi kita akan mengirimkan pesan SMS test ke nomer handphone Pada mode teks, berikut adalah perintah yang harus dimasukkan AT+CMGF=1, jika modem merespon

17 21 dengan balesan ok selanjutnya kita memasukkan perintah AT+CMGS = <enter>, modem akan merespon dengan >. Selanjutnya kita dapat menuliskan pesan teks dan mengirim pesan tersebut menggunakan tombol kombinasi <ctrl><z> seperti test <ctrl-z>. Dalam beberapa detik modem akan merespon dengan identitas pesan dari pesan yang dikirimkan, mengindikasikan bahwa pesan telah terkirim dengan benar, seperti ini +CMGS : 62. Pesan tersebut akan masuk ke handphone dengan singkat SMS Center (SMSC) Ketika pengguna mengirim pesan teks (pesan SMS) ke pengguna lain, pesan tersebut tersimpan di dalam SMSC (Short Message Service Center) kemudian akan mengirimkannya ke nomer tujuan ketika pengguna tersebut aktif. SMSC bertanggung jawab menangani operasi SMS dari suatu jaringan nirkabel. 1. Ketika suatu SMS dikirim dari handphone, itu akan menjangkau SMS Center duluan. 2. Kemudian SMS Center meneruskan pesan SMS menuju nomer tujuan. 3. Tugas utama dari SMSC adalah untuk mengarahkan pesan SMS dan mengatur prosesnya. Jika penerima tidak tersedia (sebagai contoh: ketika handphonenya dalam keadaan tidak aktif, SMSC akan menyimpan pesan SMS tersebut.

18 4. SMSC akan meneruskan pesan SMS tersebut ketika penerima telah aktif / tersedia Modem GSM Arduino / GPRS Shield Shield GPRS menyediakan cara untuk menggunakan jaringan GSM ponsel untuk menerima data dari lokasi yang jauh. Shield GPRS memungkinkan kita untuk mencapainya melalui 3 cara: - Short Message Service (SMS) - Audio - GPRS Service Shield GPRS cocok dengan semua board yang memiliki faktor bentuk sama (dan pin keluaran) sebagai standard board Arduino. Shield GPRS dikonfigurasi dan dikontrol melalui UART menggunakan AT commands sederhana. Berdasarkan pada modul SIM900 dari SIMCOM, shield GPRS ini seperti ponsel. Selain fitur komunikasi, shield GPRS ini memiliki 12 GPIO, 2 PWM, dan sebuah ADC (Analog to Digital Converter).

19 23 Gambar 2.4 Skema rangkaian Modem GSM Arduino 2.5 AT - Command Untuk SMS AT - Command adalah perintah yang dapat diberikan kepada handphone atau modem GSM untuk melakukan sesuatu hal, termasuk untuk mengirim dan menerima SMS. Dengan memprogram pemberian perintah ini di dalam komputer atau microcontroller maka, perangkat kita dapat melakukan pengiriman atau penerimaan SMS secara otomatis untuk mencapai tujuan tertentu. Komputer ataupun microcontroller dapat memberikan perintah AT Command melalui hubungan kabel data serial. AT Command ini sebenernya adalah pengembangan dari perintah yang dapat diberikan kepada modem Hayes yang sudah ada sejak dulu. Dinamakan AT Command karena semua perintah diawali dengan karakter A dan T. Antar perangkat handphone dan modem GSM bisa memiliki AT Command yang berbeda beda, namun biasanya mirip antara satu perangkat dengan perangkat lainnya. Untuk dapat

20 24 mengetahui secara persis, maka kita harus mendapatkan dokumentasi teknis dari produsen pembuat handphone atau modem GSM tersebut. Berikut adalah beberapa contoh perintah AT Command sesuai dengan tipe GSM07.05 Perintah AT + CMGD AT + CMGF AT + CMGS AT + CNMI AT + CMGR Tabel 2.2 Contoh perintah AT Command GSM07.05 Keterangan Perintah untuk menghapus pesan SMS Perintah untuk memilih format pesan SMS (0 untuk PDU, 1 untuk Teks) Perintah untuk mengirim pesan SMS Perintah untuk mengindikasikan adanya pesan SMS baru. Perintah untuk membaca pesan SMS 2.6 BOE Shield BOE (Board Of Education) adalah shield (modul) tambahan yang dapat dipasang langsung pada board Arduino UNO. BOE ini digunakan untuk mempermudah kita merancang sebuah percobaan, ditambah dengan mini breadboard didalam modul ini membuat rangkaian elektronik kita akan jauh lebih mudah tanpa harus menyolder, sementara jika hanya dengan tujuan uji coba atau prototype saja. Fitur fitur yang ada pada BOE ini sebagai berikut: 17 baris dan 2 kolom breadboard untuk kenyamanan membangun rangkaian.

21 25 Header untuk daya (Vin, 5V, 3.3V) Ground, Digital input/output dan Analog ditaruh berdekatan dengan breadboard Pengatur 5V onboard dapat memasok arus hingga 1 A, bagus untuk aplikasi robotik dan animatronik Pengatur 3.3V onboard dapat memasok arus hingga 200 ma untuk rangkaian project dan aksesoris, seperti modul Xbee 4 port motor servo dengan jumper pemilihan daya untuk diatur 5V atau Vin (tegangan suplai Arduino) 3 posisi saklar daya untuk header daya saja atau header daya + port motor servo Tombol RESET untuk mereset Arduino LED indikator suplai untuk breadboard dan daya motor servo 2.7 LED (Light Emitting Diode) LED atau Light Emitting Diode adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Namun bila diberikan tegangan yang terlalu besar, LED akan rusak walaupun tegangan yang diberikan adalah tegangan maju. LED mempunyai 2 kutub, kutub positif dan kutub negatif (p n) dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah sebaliknya. Bila LED diberikan

22 26 arus terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang melewati chip LED. Ini menyebabkan chip LED tidak akan mengeluarkan emisi cahaya. Pada saat ini warna warna cahaya LED yang banyak tersedia dipasaran adalah warna merah, kuning, hijau, dan sebagainya. Untuk menghasilkan warna putih yang sempurna, spektrum cahaya dari warna warna tersebut digabungkan dengan cara yang paling umum yaitu penggabungan antara warna merah, hijau, dan biru yang biasa disebut RGB. Pada dasarnya semua warna bisa dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED, ada beberapa aspek yang perlu diperhatikan selain warna, diantaranya: Tegangan kerja Arus maksimum dan disipasi dayanya Rumah (casing) LED bermacam macam, ada yang berbentuk persegi empat, ada yang berbentuk bulat, dan ada juga yang berbentuk lonjong Bahan semikonduktor yang sering digunakan dalam pembuatan LED adalah: 1. Ga As (Galium Arsenide), bahan ini yang meradiasikan sinar infra merah 2. Ga As P (Galium Arsenide Phospide), bahan ini yang meradiasikan warna merah dan kuning 3. Ga P (Galium Phospide), bahan ini yang meradiasikan warna merah dan kuning.

23 27 Gambar 2.5 Konstruksi LED 2.8 Sensor Pendeteksi Api (Flame Sensor) Sensor pendeteksi api buatan DFRobot ini dapat digunakan untuk mendeteksi adanya api atau cahaya lain dengan panjang gelombang 760 nm ~ 1100 nm. Sensor ini biasanya digunakan pada pertandingan robot fire-fighting dimana sensor ini berperan penting didalam pertandingan, yaitu sebagai mata dari robot untuk mencari sumber api. Sensor ini memiliki sudut pembacaan 60, sensivitas khusus dari spektrum api. Sensor ini bekerja di temperatur -25 celcius sampai 85 celcius, sebagai catatan bahwa jarak pembacaan api jangan terlalu dekat ke sensor untuk mencegah kerusakan.

24 Sensor PIR (Passive InfraRed) Sensor ini sudah dipabrikasi dan dikemas dengan baik, sehingga dapat mengurangi inteferensi sinyal yang diterima. Pada perancangan ini dibatasi area atau daerah yang dapat dideteksi oleh sensor PIR dengan cara memberikan pelindung pada masing masing sisi, hal ini dilakukan agar tidak terjadi gangguan terhadap sensor. Arah jangkauan sensor PIR ini dapat mencapai jarak ± 7 meter dengan sudut pembacaan 60 seperti yang terlihat pada Gambar 2.6 dibawah ini: Gambar 2.6 Ilustrasi pembatasan area sensor Rangkaian sensor PIR ini sudah merupakan suatu kesatuan dari hasil pabrikasi. Konfigurasi pin sensor dapat dilihat pada Gambar 2.7, sensor ini memiliki 3 pin. Masing masing pinnya yaitu: Ground, Vcc (5V), dan pin input digital sebagai penerima informasi sinyal gelombang infra merah yang dihubungkan ke microcontroller.

25 Gambar 2.7 Konfigurasi pin sensor PIR 29