BAB 2 LANDASAN TEORI. Dengan perkembangan terakhir, yaitu generasi AVR (Alf and Vegard s Risc

Transkripsi

1 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroller Dengan perkembangan terakhir, yaitu generasi AVR (Alf and Vegard s Risc processor), para desainer sistem elektronika telah diberi suatu teknologi yang memiliki kapabilitas yang amat maju, tetapi dengan biaya ekonomis yang cukup minimal. Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMEGA, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing masing kelas adalah memori, peripherals, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama. 5

2 Mikrokontroler ATMEGA 162 Gambar 2.1 Blok diagram ATMEGA 162 [6]

3 Fitur ATMEGA 162 Kapabilitas secara rinci dari ATMEGA 162 adalah sebagai berikut : 1. Konsumsi daya rendah. 2. Mempunyai dua buah serial komunikasi. 3. Mempunyai 35 I/O K byte memory flash ISP, 512 bytes EEPROM ( Electrically Eraseable Programmable Read Only Memory ), 1K internal SRAM. 5. Dua buah timer/ counter 8 bit, satu buah timer/counter 16 bit Konfigurasi pin ATMEGA 162 Gambar 2.2 Konfigurasi Pin AT Mega 162 [6] Konfigurasi pin ATMEGA 162 bisa dilihat pada gambar 2.2. Dari gambar tersebut dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin ATMEGA 162, penjelasannya adalah sebagai berikut : 1. Pin 40 (VCC) berfungsi sebagai supply voltase.

4 8 2. Pin 20 (GND) berfungsi sebagai ground. 3. Pin 18 (XTAL 2) adalah pin masukan ke rangkaian osilator internal. Sebuah osilator kristal atau sumber osilator luar dapat digunakan. 4. Pin 19 (XTAL 1) adalah pin keluaran ke rangkaian osillator internal. Pin ini dipakai bila menggunakan osilator kristal. 5. Pin 3 yaitu RXD1 sebagai receive data. 6. pin 4 yaitu TXD1 sebagai transmite data. 7. Pin 10 yaitu RXD0 sebagai receive data. 8. Pin 11 yaitu TXD0 sebagai transmite data.

5 ATMega8 Gambar 2.3 Blok Diagram AT Mega 8 [7]

6 Fitur AT Mega 8 Kapabilitas secara rinci tentang AT Mega 8 adalah sebagai berikut: 1. Konsumsi daya rendah. 2. 8K byte memory flash ISP, 512 bytes EEPROM ( Electrically Eraseable Programmable Read Only Memory ), 1K byte internal SRAM. 3. Mempunyai 23 I/O. 4. Dua buah timer/counter 8 bit, satu buah timer/counter 16 bit. 5. Dapat beroperasi pada voltase Volt. 6. Mempunyai 6 pin ADC Konfigurasi Pin AT Mega 8 Gambar 2.4 Konfigurasi pin AT Mega 8 [7] Konfigurasi pin AT Mega 8 bisa dilihat pada gambar 2.4. Dari gambar tersebut dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin AT Mega 8, Penjelasannya adalah sebagai berikut:

7 11 1. Pin 7 (VCC) berfungsi sebagai supply voltase. 2. Pin 8 (GND) berfungsi sebagai ground. 3. Pin 10 (XTAL 2) adalah pin masukan ke rangkaian osilator internal. Sebuah osilator kristal atau sumber osilator luar dapat digunakan. 4. Pin 9 (XTAL 1) adalah pin keluaran ke rangkaian osilator internal. Pin ini dipakai bila menggunakan osilator kristal. 5. Pin 2 (RXD) sebagai receive data. 6. Pin 3 (TXD) sebagai transmite data. 7. Pin (ADC) berfungsi sebagai konverter yang merubah sinyal analog menjadi digital. 2.2 Aplikasi GSM Teknologi komunikasi telepon genggam berbasis GSM sudah sangat mudah ditemukan. Salah satu aspek yang diperhatikan dalam pemilihan minat teknologi komunikasi yang digunakan adalah berkaitan dengan sejauh mana keandalan teknologi yang digunakan dalam pengiriman data. Pada teknologi GSM (Global System for Mobile Communication), pengiriman data dapat dilakukan dengan menggunakan SMS (Short Message Service). Untuk mengakses data diperlukan urutan instruksi pada proses antarmuka ponsel. ETSI (European Telecommunication Standards Institute) menstandarkan instruksi tersebut dalam spesifikasi teknik GSM pada dokumen GSM dan

8 12 GSM 07.05, dimana setiap ponsel mengacu pada instruksi tersebut. Untuk melakukan komunikasi data (baik mengirim ataupun menerima data) pada GSM, maka digunakan perintah AT Command. Pada tugas akhir ini GSM digunakan sebagai pemberi tahu atau pemberi kabar berupa SMS jika terjadi kebakaran didalam rumah kepada pemilik rumah dan juga pihak pemadam kebakaran Komunikasi Serial Komunikasi serial adalah komunikasi yang tiap tiap bit data dikirimkan secara berurutan dalam satu jalur / kabel. Mode yang digunakan pada penelitian ini adalah mode asinkron. Mode asinkron merupakan mode komunikasi tanpa menggunakan sinkronisasi clock pada setiap melakukan pengiriman data. Transmitter yang ingin mengirimkan bit bit data harus menyepakati suatu standart (UART) sehingga data yang dikirimkan menyertakan bit bit tertentu yang telah disepakati oleh transmitter dan receiver Serial DB 9 DB-9 merupakan konektor yang digunakan untuk komunikasi serial. Fungsi pin DB-9 adalah sebagai berikut : Tabel 2.1 Konfigursi Pin DB9 [3] Pin DB-9 Singkatan Ket. Lengkap Fungsi Pin 1 DCD DataCarrier Detect Mendeteksi carrier dari alat

9 13 yang lain, maka pin ini akan aktif. Pin 2 RD Receive Data Serial Data Input (RXD). Pin 3 TD Transmit Data Serial Data Output (TXD). Pin 4 DTR Data Transmit Ready Memberitahukan bahwa UART siap untuk dihubungkan. Pin 5 SG Signal Ground Pin 6 DSR Data Set Ready Memberitahukan bahwa siap untuk dihubungkan. Pin 7 RTS Request To Send Memberitahukan bahwa UART siap bertukar data. Pin 8 CTS Clear To Send Mengindikasikan bahwa siap untuk bertukar data. Pin 9 RI Ring Indicator Aktif ketika mendeteksi sinyal dering dari PSTN MAX 232 RS-232 merupakan standar komunikasi single ended, yang dikeluarkan oleh EIA sekitar tahun Sinyal RS-232 menggunakan transmisi tak berimbang (unbalanced transmissiion) yang mempunyai karakteristik, untuk tegangan diatas +3 volt diterjemahkan sebagai logika low sedangkan untuk yang lebih kecil dari -3 volt diterjemahkan sebagai logika high. RS-232 mempunyai kemampuan efektif

10 14 pada single rate (kecepatan transfer) maksimum 20 Kbps dan jarak media transmisi maksimum 15 meter. IC MAX 232 berfungsi sebagai converter tegangan yang bekerja pada level TTL /CMOS, karena pada penelitian ini AVR AT Mega 162 bekerja pada level TTL / CMOS yaitu berada pada tegangan 5V sedangkan ponsel Sony Ericcson T68i yang digunakan pada penelitian ini bekerja pada tegangan ±10V supaya AVR dengan ponsel dapat melakukan komunikasi data maka IC MAX 232 dibutuhkan sebagai converter. Konfigurasi pin MAX 232: Gambar 2.5 Konfigurasi Pin IC MAX 232 [9] MAX232 terdiri dari 4 bagian yaitu : converter tegangan, RS232 driver, RS232 reciever, dan reciever-transmitter control. Untuk konversi tegangan, IC ini mempunyai dua terminal internal. Terminal pertama, yaitu C1 digunakan untuk mengkalikan tegangan +5V menjadi +10V pada C3 pada terminal output V+. Dan converter kedua menggunakan C2 untuk mengubah +10V menjadi -10V pada C4

11 15 pada terminal output V-. Bagian RS232 driver mempertahankan tegangan output ±8V ketika terbebani oleh RS232 reciever sebesar 5kΩ MAX 485 MAX 485 merupakan interface serial yang mulai dikembangkan sekitar tahun 1983, dimana dengan menggunakan interface serial ini kita dapat melakukan komunikasi serial dengan jarak yang jauh. Komunikasi serial dari MAX 485 berbeda dengan MAX 232 seperti dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 2.2 Perbandingan Standar komunikasi MAX 485 dan MAX 232 [8][9] Karakteristik RS 232 RS 485 Mode operasi Single ended Differensial Metode hubungan Point to point Multidrop Aplikasi 1 transmitter 1 receiver 32 transmitter 32 receiver Modus komunikasi Full duplex Half duplex Transisi Tak seimbang Seimbang Data rate maksimal 20 Kbps pada 15 m 10 Mbps pada 12 m Jarak maksimal 15 m saat 20 Kbps 1220 m saat 100 Kbps Rentang data 0 +5V ~ +14 V Beda 2 V~ 6 V (A<B) Rentang data 1-5V ~ -14 V Beda 2 V ~ 6 V (A>B) Tegangan keluaran driver ( V ) ± 25-7 ~ +12

12 16 Tegangan masukan receiver (mv) ±3000 ±200 Tahanan masukan receiver (ohm) 3K ~7K 12K MAX 485 mempunyai dua jalur komunikasi yaitu jalur A dan jalur B. Input dengan logika 1 akan membuat jalur A lebih positif dibandingkan B. Hal sebaliknya berlaku jika input dengan logika 0, maka jalur B akan lebih positif dibandingkan A. Jika pada receiver input A lebih positif dibandingkan B, maka outputnya akan bernilai logika 1. Input yang diberikan harus berkisar antara -7 V sampai 12 V. Maksimum perbedaan tegangan antara A dan B tidak melebihi 6 V. MAX 485 menggunakan jalur komunikasi balanced baik saat receive maupun transmite. Dengan adanya jalur balance ini maka MAX 485 dapat melakukan komunikasi jarak jauh, karena setiap sinyal pada kabel memiliki tegangan yang tandanya berkebalikan dengan tegangan lainnya AT Command AT Command adalah perintah untuk modem sebagai signalling interface. AT Command ini dipakai untuk bertukar informasi tentang konfigurasi atau operasional status yang sedang berlangsung pada ponsel atau modem. Pada komunikasi dengan AT Command, ponsel akan berfungsi sebagai build-in modem yang dapat diakses dengan Bluetooth, irda, atau kabel koneksi RS Pada saat ponsel dihubungkan dengan komputer, maka ponsel beroperasi

13 17 sebagai Data Circuit-terminating Equipment (DCE) dan komputer beroperasi sebagai Data Terminal Equipment (DTE). Pada saat itu, komputer melihat ponsel sebagai modem. Dalam penelitian ini, ada beberapa AT Command yang penting digunakan untuk SMS adalah : AT + CMGS AT + CMGL AT + CMGD ATE ATV AT*EVH AT + CPBS untuk mengirim SMS. untuk memeriksa SMS. untuk menghapus SMS. untuk mengkonfigurasi echo. untuk mengkonfigurasi respon data dari ponsel. untuk menolak panggilan masuk. untuk memilih memori panggilan. 2.3 Sensor Suhu (LM 35) Sensor suhu merupakan suatu alat yang dapat mengubah suhu lingkungan dalam bentuk sinyal analog. Jenis sensor yang kami pakai adalah jenis sensor LM35. Sensor tersebut mempunyai beberapa karakteristik yaitu: Mengukur langsung dalam derajat celcius( o C). Setiap kenaikan suhu 1 o C maka kenaikan sinyal analog sebesar 10mV. Akurasinya 0,5 o C pada suhu +25 o C. Dapat mengukur suhu antara -55 o C sampai dengan +150 o C.

14 18 Gambar 2.6 Skematik LM 35 [10] Sensor Asap Sensor asap dengan fitur utama manual test dan auto reset setelah alarm berbunyi, mempunyai sensor ionisasi, indikator LED, struktur desain yang tipis yang mempermudah ditempatkan dimana saja, beradaptasi kuat terhadap keadaan sekitar, anti debu, anti serangga. Beroperasi dengan voltase DC 12V dalam kondisi suhu ruang -10 sampai +50 derajat, dengan standby current kurang dari 10 µa, alarm current kurang dari 20 ma, dan mode alarm yang menggunakan LED sebagai indikator dengan luas area deteksi sebesar 20 m 2.

15 Sensor Gas (TGS 2610) Gambar 2.7 Sensor Gas (TGS 2610) [5]

16 20 Tabel 2.3 Spesifikasi Sensor Gas (TGS 2610) [5] Sensor gas (TGS 2610) ini mempunyai konsumsi daya yang rendah, mempunyai sensitivitas yang tinggi terhadap LP Gas. Konduktivitas sensor ini meningkat tergantung dari konsentrasi gas di udara.

17 21 Gambar 2.8 Skematik Rangkaian Sensor Gas (TGS 2610) [5] Sensor ini mempunyai dua input voltase yaitu heater voltage (Vh) dan circuit voltage (Vc). Sensor ini dapat mendeteksi gas berjenis butane dan LP. Pin koneksi dari sensor ini terdiri atas empat bagian, yaitu : 1. Heater. 2. Sensor electrode ( ). 3. Sensor elektrode (+). 4. Heater.

18 22 Gambar 2.9 Grafik Sensor Gas (TGS 2610). [5] Karakteristik dari sensor TGS 2610 dapat dilihat pada gambar 2.9. Pada sumbu x terdapat konsentrasi dari gas sedangkan pada sumbu y terdapat rasio resistansi sensor (Rs/Ro). Jika konsenstrasi dari gas (ppm) semakin tinggi maka rasio resistansi dari sensor akan semakin kecil. Gas yang ingin dideteksi pada penelitian ini adalah gas jenis isobutane, aplikasi dari gas jenis ini adalah LPG ( Liquid Pretolium Gas).

19 23 Tabel 2.4 Rekomendasi RL berdasarkan ID sensor. [5] Pada penelitian ini sensor gas yang digunakan bernomor ID 15, penulis menggunakan RL sebesar 2.26 kω maka LEL (Lower explosion limit) sebesar 15 %.

20 24 Konsentrasi gas ( ppm) yang dideteksi sensor gas sebesar 2700 ppm( Part per million).