BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Teori Umum Arduino UNO Arduino UNO adalah board berbasis mikrokontroler pada ATmega328 Board ini memiliki 14 digital input / output pin (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack listrik tombol reset. Pin-pin ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, hanya terhubung ke komputer dengan kabel USB atau sumber tegangan bisa didapat dari adaptor AC-DC atau baterai untuk menggunakannya. Gambar 2.1 Board Arduino Uno 6

2 7 Board Arduino Uno memiliki fitur-fitur baru sebagai berikut : 1,0 pin out: tambah SDA dan SCL pin yang dekat ke pin aref dan dua pin baru lainnya ditempatkan dekat ke pin RESET, dengan IO REF yang memungkinkan sebagai buffer untuk beradaptasi dengan tegangan yang disediakan dari board sistem. Pengembangannya, sistem akan lebih kompatibel dengan Processor yang menggunakan AVR, yang beroperasi dengan 5V dan dengan Arduino Karena yang beroperasi dengan 3.3V. Yang kedua adalah pin tidak terhubung, yang disediakan untuk tujuan pengembangannya. Circuit Reset Gambar 2.2 Mapping Arduino Pin

3 8 Deskripsi Arduino UNO: Tabel 2.1 Deskripsi Arduino Uno Mikrokontroller Operasi Voltage Input Voltage Input Voltage I/O Arus Flash Memory Bootloader EEPROM Kecepatan Atmega328 5V 7-12 V (Rekomendasi) 6-20 V (limits) 14 pin (6 pin untuk PWM) 50 ma 32KB SRAM 2 KB 1 KB 16 hz Catu Daya Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber listrik dipilih secara otomatis. Eksternal (non- USB) daya dapat datang baik dari AC-DC adaptor atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan cara menghubungkannya plug pusat-positif 2.1mm ke dalam board colokan listrik. Lead dari baterai dapat dimasukkan ke dalam header pin Gnd dan Vin dari konektor Power. Board dapat beroperasi pada pasokan daya dari 6-20 volt. Jika diberikan dengan kurang dari 7V, bagaimanapun, pin 5V dapat menyuplai kurang dari 5 volt dan board mungkin tidak stabil. Jika menggunakan lebih

4 9 dari 12V, regulator tegangan bisa panas dan merusak board. Rentang yang dianjurkan adalah 7-12 volt. Pin catu daya adalah sebagai berikut: VIN. Tegangan input ke board Arduino ketika menggunakan sumber daya eksternal (sebagai lawan dari 5 volt dari koneksi USB atau sumber daya lainnya diatur). Anda dapat menyediakan tegangan melalui pin ini, atau, jika memasok tegangan melalui colokan listrik, mengaksesnya melalui pin ini. 5V. Catu daya diatur digunakan untuk daya mikrokontroler dan komponen lainnya di board. Hal ini dapat terjadi baik dari VIN melalui regulator onboard, atau diberikan oleh USB. 3,3 volt masukan yang dihasilkan oleh regulator on-board. Menarik arus maksimum adalah 50 ma. GND Memory Komponen utama Arduino adalah mikrokontroler Atmega, mikrokontroler yang digunakan untuk Arduino UNO Atmega 328, sedangkan mikrokontroler adalah suatu terobosan dalam teknologi mikroprocessor dan mikrokomputer. Bedanya, mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk menangani suatu aplikasi tertentu. Perbedaan lain terletak pada perbandingan RAM dan ROM. Komputer mempunyai RAM dan ROM yang besar, tetapi pada mikrokontroler sangat terbatas. ROM digunakan oleh mikrokontroler

5 10 untuk menyimpan program sedangkan RAM digunakan untuk menyimpan data sementara. Gambar 2.3 Gambar Fisik Atmega 328 Mikrokontroler terdiri dari ALU (Arithmetic and logical unit), CU (Control Unit), dan PC (program counter),sp (Stack Pointer), registerregister, sebuah rangkaian pewaktu dan rangkaian penyela (interrupt). Mikrokontroler juga dilengkapi dengan beberapa piranti pendukung lain seperti dekoder, port, komunikasi, input/output serial dan pararel, juga beberapa tambahan khusus seperti interrupt handler dan timer/counter. Gambar 2.4 Pemetaan Pin Atmega 328 Pada Arduino

6 Input & Output Masing-masing dari 14 pin digital pada Uno dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinmode(), digitalwrite(), dan digitalread(). Mereka beroperasi di 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima maksimum 40 ma dan memiliki resistor pull-up internal dari K_. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus: Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) data TTL serial. Pin ini terhubung ke pin yang sesuai dari chip ATmega8U2 USB-to-Serial TTL. Eksternal Interupsi: 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interupsi pada nilai yang rendah, tepi naik atau jatuh, atau perubahan nilai. Lihat attachinterrupt () fungsi untuk rincian. PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan 8-bit output PWM dengan analogwrite () fungsi. SPI: 10 (SS), 11 (mosi), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakan perpustakaan SPI. LED: 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin adalah nilai TINGGI, LED menyala, ketika pin adalah RENDAH, itu off. Uno memiliki 6 input analog, diberi label A0 melalui A5, masing-masing menyediakan 10 bit resolusi yaitu 1024 nilai yang berbeda. Secara default sistem mengukur dari tanah sampai 5 volt. TWI: A4 atau SDA pin dan A5 atau SCL pin. Mendukung komunikasi TWI

7 12 Aref. Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan analog Reference (). Reset Komunikasi Uno Arduino memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lain. ATmega328 ini menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah ATmega16U2 pada saluran board ini komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware Arduino menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan. Namun, pada Windows, file. Inf diperlukan. Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data sederhana yang akan dikirim ke board Arduino. RX dan TX LED di board akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer. ATmega328 ini juga mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Fungsi ini digunakan untuk melakukan komunikasi inteface pada sistem. Gambar 2.5 Kabel USB Board Arduino Uno

8 13 Komunikasi USB dikatakan sebagai sistem master tunggal, artinya semua aktivitas komunikasi data diawali oleh komputer. Data yang dikirim melalui saluran USB, merupakan data sebanyak 8 byte sampai 256 byte yang dikemas menjadi paket-paket data untuk satu kali pengiriman. Komputer yang aktif minta data dari peralatan dan peralatan wajib memberi data ke komputer. Pengiriman data terjadi dalam kerangka waktu tiap 1 mili-detik sekali, dalam kerangka waktu tersebut komputer bisa berhubungan dengan beberapa peralatanan secara bergantian. Peralatan yang berkecepatan rendah, mengirim data dengan kecepatan 1.5 Mega bit per detik, atau setiap bit dikirim dalam waktu nano-detik. Sedangkan peralatan dengan kecepatan penuh mengirim data dengan kecepatan 12 Mega bit per detik, atau waktu pengiriman data 1 bit adalah 88.3 nano-detik. Kecepatan tersebut ditentukan oleh komputer, sedangkan semua peralatan harus menyesuaikan kecepatan tersebut. Pengiriman data ini dilakukan secara asinkron, dengan demikian peralatan USB yang terpasang masing-masing harus membangkitkan sendiri clock untuk penerimaan data Programming Uno Arduino dapat diprogram dengan perangkat lunak Arduino. Pilih Arduino Uno dari Tool lalu sesuaikan dengan mikrokontroler yang digunakan.

9 14 Para ATmega328 pada Uno Arduino memiliki bootloader yang memungkinkan Anda untuk meng-upload program baru untuk itu tanpa menggunakan programmer hardware eksternal. Ini berkomunikasi menggunakan protokol dari bahas C. Sistem dapat menggunakan perangkat lunak FLIP Atmel (Windows) atau programmer DFU (Mac OS X dan Linux) untuk memuat firmware baru. Atau Anda dapat menggunakan header ISP dengan programmer eksternal Perangkat Lunak (Arduino IDE) Lingkungan open-source Arduino memudahkan untuk menulis kode dan meng-upload ke board Arduino. Ini berjalan pada Windows, Mac OS X, dan Linux. Berdasarkan Pengolahan, avr-gcc, dan perangkat lunak sumber terbuka lainnya. Gambar 2.6 Tampilan Framework Arduino UNO

10 15 Untuk memulai program Arduino (untuk membuatnya melakukan apa yang kita inginkan) kita menggunakan IDE Arduino (Integrated Development Environment),IDE Arduino adalah bagian dari software opensuorce, yang memungkinkan kita untuk memprogram bahasa Arduino dalam bahasa C. IDE memungkinkan kita untuk menulis sebuah program secara step by step kemudian instruksi tersebut di upload ke papan Arduino. Kemudian Arduino Anda akan melakukan instruksi tersebut dan berinteraksi dengan dunia luar. Dalam dunia Arduino, Program ini dikenal sebagai Sketches IDE terpisah dari toolbar, the code ada ditengah dan the serial Output ada dibawah terdiri dari tujuh tombol diantaranya: 1. Verify/Compile Digunakan untuk mengecek atau memeriksa apakah kode sudah benar sebelum dikirim kepapan Arduino. 2. Stop Berfungsi untuk memberhentikan Serial Monitor dari pengoperasian 3. New Berfungsi untuk membuat tampilan lembar kerja atau sketch baru untuk memasukan kode. 4. Open Menampilkan list lembar kerja yang telah disimpan 5. Save Menyimpan lembar kerja 6. Upload Mengirim lembar kerja kedalam papan Arduino 7. Serial Monitor Menampilkan hasil data-data yang telah dikirim dari Arduino. Gambar 2.7 Toolbar IDE

11 16 Untuk mengoperasikan atau menggabungkan Arduino pada PC(personal Computer) kita dapat menggunakan program-program seperti Processing, Flash, MaxMSP, Visual Basic, dan lain lain Otomatis Software Reset Tombol reset Uno Arduino dirancang untuk menjalankan program yang tersimpan didalam mikrokontroller dari awal. Tombol reset terhubung ke Atmega328 melalui kapasitor 100nf. Setelah tombol reset ditekan cukup lama untuk me-reset chip, software IDE Arduino dapat juga berfungsi untuk mengupload program dengan hanya menekan tombol upload di software IDE Arduino DevDuino Sensor Node V 1.2 (Atmega 328) devduino Sensor Node V1.2 (ATmega 328) adalah mikrokontroler Arduino yang kompatibel dan dirancang untuk membangun jaringan nirkabel berdasarkan transceiver nrf24l01 +. Anda dapat dengan mudah menghubungkan sensor lain (seri Grove) atau aktuator untuk platform ini, untuk membangun pemantauan jarak jauh atau sistem pengendalian Gambar 2.8 Tampak atas dan bawah DevDuino Sensor Node V 1.2 (Atmega 328)

12 17 Feature : Kompatibel dengan Arduino Frekuensi clock - 16MHz (dapat dikurangi dalam rangka untuk mengurangi konsumsi energi hingga 8MHz) Built-in sensor suhu MCP9700 (-40 C +125 C, akurasi ± 2 C) Built-in pembagi tegangan (untuk memonitor tegangan supply) Tombol built-in Built-in LED NRF24L01 2 sirkuit listrik 2.4G + (by jumper) Konektor 3 GROVE-kompatibel: I2C, Analog, Digital Didukung oleh satu elemen CR2032 (tidak termasuk) Dimensi 30 x 40 mm

13 18 Gambar 2.9 Skematik devduino Sensor Node V1.2 (ATmega 328) Pin devduino Sensor Node V1.2 (ATmega 328) A0, A1 - "Analog" (dua lainnya pin konektor - VCC dan GND untuk pasokan sensor) D3, D4 - "Digital" (dua lainnya pin konektor - VCC dan GND untuk pasokan sensor) A4 (SDA), A5 (SCL) - "I2C" (dua lainnya pin konektor - VCC dan GND untuk pasokan sensor) Interface untuk nrf24l01 RF-modul +: D11 - RF_MOSI D12 - RF_MISO D13 - RF_SCK D8 - RF_CE D7 - RF_CSN D2 - RF_IRQ

14 19 D4 - Tombol D9 - LED A2 - pembagi tegangan untuk memantau level baterai A3 - MCP9700 sensor suhu Modul Pemrograman o Dengan bantuan FT232RL programmer berbasis (dan semacamnya) o boot standar mikrokontroler Arduino, yang memungkinkan untuk upload firmware dalam modul dengan jenis programmer FOCA v2.2. o Menghubungkan programmer melalui 5-pin (PROG) pada modul (baterai terpasang ketika pemrograman) o Peringatan! Jangan lupa untuk mengatur tegangan kerja 3.3V. dan pastikan untuk melepas modul nirkabel nrf24l01 +. o Menggunakan ISP-Programmer o Menghubungkan programmer melalui konektor 6-pin (ISP) pada modul (baterai terpasang ketika pemrograman diperlukan) Modul Wireless nrf24lo1 Modul Wireless nrf24l01 adalah sebuah modul komunikasi jarak jauh yang memanfaatkan pita gelombang RF 2.4GHz ISM (Industrial, Scientific and Medical). Modul ini menggunakan antarmuka SPI untuk berkomunikasi. Tegangan kerja dari modul ini adalah 5V DC.

15 20 Gambar 2.10 Gambar Tampak depan dan Belakang nrf24lo1 nrf24l01 memiliki baseband logic Enhanced ShockBurst hardware protocol accelerator yang support high-speed SPI interface for the application controller. nrf24l01 memiliki true ULP solution, yang memungkinkan daya tahan baterai berbulan-bulan hingga bertahun-tahun. Modul ini dapat digunakan untuk pembuatan pheriperal PC, piranti permainan, piranti fitnes dan olahraga, mainan anak-anak dan alat lainnya. Gambar 2.11 Mapping pin nrf24lo1 Modul ini memiliki 8 buah pin, diantaranya : 1. VCC (3.3V DC)

16 21 2. GND 3. CE 4. CSN 5. MOSI 6. MISO 7. SCK 8. IRQ Berikut adalah beberapa fitur dari Modul Wireless nrf24l01 : - Beroperasi pada pada pita ISM 2.4 GHZ. - Data rate hingga 2Mbps. - Ultra low power. - Penanganan paket data otomatis. - Penanganan transaksi paket otomatis LCD ( Liquid Crystal Display ) LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal alat elektronik seperti televisi, kalkulator, atau pun layar komputer. Pada aplikasi LCD yang digunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat.

17 22 LCD bisa memunculkan gambar dikarenakan terdapat banyak sekali titik cahaya (piksel) yang terdiri dari satu buah kristal cair sebagai sebuah titik cahaya. Walau disebut sebagai titik cahaya, namun kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri. Sumber cahaya di dalam sebuah perangkat LCD adalah lampu neon berwarna putih di bagian belakang susunan kristal cair tadi. Titik cahaya yang jumlahnya puluhan ribu bahkan jutaan inilah yang membentuk tampilan citra. Kutub kristal cair yang dilewati arus listrik akan berubah karena pengaruh polarisasi medan magnetik yang timbul dan oleh karenanya akan hanya membiarkan beberapa warna diteruskan sedangkan warna lainnya tersaring Gambar 2.12 LCD 2 X 16 Modul LCD memiliki karakteristik sebagai berikut: Terdapat 16 x 2 karakter huruf yang bisa ditampilkan. Setiap huruf terdiri dari 5x7 dot-matrix cursor. Terdapat 192 macam karakter. Terdapat 80 x 8 bit display RAM (maksimal 80 karakter). Memiliki kemampuan penulisan dengan 8 bit maupun dengan 4 bit. Dibangun dengan osilator lokal.

18 23 Satu sumber tegangan 5 volt. Otomatis reset saat tegangan dihidupkan. Bekerja pada suhu 0oC sampai 55oC. Gambar 2.13 Diagram Pin LCD 16x Benang Konduktor Benang konduktor merupakan pengganti kabel yang dapata menghubungkan satu komponen dengan komponen lain, atau satu node tettentu dengan node yang lainnya. Cocok digunakan untuk project wearable device seperti arduino Lilypad Gambar 2.14 Benang Konduktor

19 Taekwondo Pengertian Taekwondo Taekwondo (juga dieja Tae Kwon Do atau Taekwon-Do) adalah seni bela diri asal Korea yang juga sebagai olahraga nasional Korea. Ini adalah salah satu seni bela diri populer di dunia yang dipertandingkan di Olimpiade. Dalam bahasa Korea, hanja untuk Tae berarti "menendang atau menghancurkan dengan kaki"; Kwon berarti "tinju"; dan Do berarti "jalan" atau "seni". Jadi, Taekwondo dapat diterjemahkan dengan bebas sebagai "seni tangan dan kaki" atau "jalan" atau "cara kaki dan kepalan". Popularitas taekwondo telah menyebabkan seni ini berkembang dalam berbagai bentuk. Seperti banyak seni bela diri lainnya, taekwondo adalah gabungan dari teknik perkelahian, bela diri, olahraga, olah tubuh, hiburan, dan filsafat. Meskipun ada banyak perbedaan doktriner dan teknik di antara berbagai organisasi taekwondo, seni ini pada umumnya menekankan tendangan yang dilakukan dari suatu sikap bergerak, dengan menggunakan daya jangkau dan kekuatan kaki yang lebih besar untuk melumpuhlan lawan dari kejauhan. Dalam suatu pertandingan, tendangan berputar, 45 derajat, depan, kapak dan samping adalah yang paling banyak dipergunakan; tendangan yang dilakukan mencakup tendangan melompat, berputar, skip dan menjatuhkan, seringkali dalam bentuk kombinasi beberapa tendangan. Latihan taekwondo juga mencakup suatu sistem yang menyeluruh dari pukulan dan pertahanan dengan tangan, tetapi pada umumnya tidak menekankan grappling (pergulatan).

20 Body Protector Body Protector (pelindung badan) yang memiliki tingkat keamanan yang lengkap dari dada, punggung, lengan dan bahu menjadi satu syarat keselamatan dan mengurangi resiko kecelakaan fatal pada saat terjadi benturan. Gambar Gambar Body Protector Taekwondo Durasi pertandingan Setiap pertandingan taekwondo terdiri dari 3 ronde yang masing-masing waktunya 2 menit. Apabila hasil 3 ronde ini imbang, maka pertandingan dilanjutkan dengan ronde ke-4 selama 2 menit setelah kedua peserta diistirahatkan 1 menit Teknik dan Area Sasaran yang Diperbolehkan Teknik yang diperbolehkan (Permitted Techniques): Teknik Tangan: memukul dengan kepalan tinju yang erat. Teknik Kaki: menendang bagian bawah di bawah tulang mata kaki.

21 26 Area sasaran yang diperbolehkan (Permitted Area) Badan: serangan menggunakan teknik tangan dan kaki di daerah badan yang dilindungi body protector (pelindung badan/hyugo) diperbolehkan dan tidak diperbolehkan menyerang daerah sepanjang tulang belakang. Muka: seluruh bagian di atas tulang selangka (collar bone) dan hanya boleh menggunakan teknik kaki Perhitungan Point yang Sah Area sasaran yang mendapat point (Legal Scoring Area) - Badan: area yang diwarnai biru atau merah pada body protector. - Muka: seluruh bagian di atas tulang selangka (collar bone) termasuk telinga dan bagian belakang kepala. Kategori Poin 1 (Satu) poin untuk serangan ke permitted area badan. 2 (Dua) poin untuk serangan tendangan berputar yang sah ke permitted area badan. (Tiga) poin untuk serangan tendangan ke permitted area kepala (Empat) poin untuk serangan tendangan berputar yang sah ke permitted area kepala Pelanggaran dan Penalti (Prohibited acts and Penalties) Penalti atas suatu pelanggaran diberikan oleh Referee.

22 27 Ada 2 (dua) kategori penalti yaitu Kyong-go (peringatan) dan Gamjeom (pemotongan). Kyong-go dihitung sebagai penambahan 1 (satu) poin kepada kontestan lawan. Namun sisa Kyong-go yang ganjil tidak diperhitungkan dalam total nilai. Gam-jeom dihitung penambahan 1 (satu) poin kepada kontestan lawan. Jenis pelanggaran: Kyong-go : - Keluar Boundary Line - Menghindar dengan cara membelakangi lawan. - Jatuh. - Menghindari pertandingan. - Mengcengkeram, memegang atau mendorong lawan. - Menyerang bagian di bawah pinggang. - Pura-pura cedera. - Menyerang dengan kepala atau lutut. - Memukul muka lawan dengan tangan. - Berkata atau bertindak tidak pantas, baik oleh kontestan atau coach.

23 28 - Mengangkat lutut untuk menghindari atau memotong serangan lawan yang sah. Gam-jeom : - Menyerang lawan setelah aba-aba Kal-yeo - Menyerang lawan yang sudah jatuh. - Membanting lawan hingga jatuh. - Sengaja memukul muka lawan dengan tangan. - Mengganggu jalannya pertandingan, baik oleh atlet atau coach. - Berkata atau bertindak sangat tidak pantas, baik oleh atlet atau coach.