BAB II LANDASAN TEORI. mengubah getaran listrik menjadi getaran suara getaran listrik menjadi getaran

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI 2.1.Buzzer Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loudspeaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm) Sensor RF (Radio Frekuensi) Sensor RF (Radio Frekuensi) adalah komponen yang dapat mendeteksi sinyal gelombang elektromagnetik yang digunakan oleh sistem komunikasi untuk mengirim informasi melalui udara dari satu titik ke titik lainnya yang merambat di antara antena pemancar pengirim dan penerima.sinyal gelombang elektromagnetik yang dipancarkan melalui antena memiliki amplitudo, frekuensi, interval, dan mempunyai sifat-sifat yang dapat berubah-ubah setiap saat untuk mempersentasikan informasi. 5

2 Sensor RF mempunyai 2 perangkat elektronik untuk mengirimkan sinyal gelombang elektromagnetik yang terdapat pada perangkat transmitter dan kemudian untuk menerima sinyal gelombang elektromagnetik tersebut yang terdapat pada perangkat receiver. Saat sinyal radio frekuensi merambat melalui udara, sinyal tersebut akan kehilangan amplitudonya apabila jarak antara pengirim dan penerima bertambah yang berakibat amplitude sinyal menurun secara eksponensial. Jadi, sinyal harus memiliki cukup energi untuk mencapai jarak di mana tingkat sinyal bisa diterima sesuai yang dibutuhkan receiver.sensor RF sering digunakan pada pengendali jarak jauh tanpa kabel (remote control) dengan menggunakan Amplitude Shift Keying (ASK). Pada pemancar (transmitter) RF terdapat IC PT2262 yang berfungsi sebagai pemancar sinyal dan juga terdapat rangkaian encoder yang berfungsi untuk mengubah sinyal seperti data atau bitstream ke dalam bentuk yang dapat diterima untuk transmisi data atau penyimpanan data yang kemudian transmisi data tersebut akan diterima oleh penerima (receiver) RF. RF (Radio Frekuensi) adalah sebuah perangkat yang mampu menerimasetiap frekuensi antara sekitar 9 Hz yang berarti 9Hz getaran/detik dan 300 gigahertz (GHz) yang berarti 300 miliar getaran/detik dapat dianggap sebagai gelombang radio, meskipun hanya frekuensi dekat tengah kisaran ini digunakan dalam siaran radio yang sebenarnya. RF digunakan dalam beragam teknologi komunikasi nirkabel untukinformasi dan transfer data. Pemancar RF(Transmitter) dan penerima RF (Receiver) digabungkanbersama-sama dalam satu sirkuit yang sering disebut sebagai transceiver. Sebuah penerima RF(Transmitter) menerima 6

3 sinyal dari pemancar, yang mana untuk mendapatkan sinyal yang sangatjelas tergantung pada rasio sinyal/noise.rasio sinyal/noise didapat dari angka yang diberikandengan membagi jumlah ukuran dari intensitas sinyal dengan jumlah ukuran intensitas kebisingan.untuk mengirim suatu sinyal dari pemancar RF ke penerima RF jarak jauh, amplifikasi sinyalharus sama besar yang didapatkan dari pengkontrolan rasio sinyal/noise Photodioda Photodioda adalah jenis dioda yang berfungsi untuk mendeteksi cahaya.berbeda dengan dioda biasa, komponen elektronik ini akan mengubah cahayamenjadi arus listrik. Cahaya yang dapat di deteksi oleh dioda ini, mulai dari infrared, sinar ultra violet, sampai dengan sinar X. Photodioda dibuat dari semikonduktor dengan bahan yang populer adalahsilicon (Si) arau galium arsenida (GaAs), dan yang lain meliputi InSb, InAs, PbSe.Material ini menyerap cahay dengan karakteristik panjang gelombang mencakup :2500 Å Å untuk silicon, 8000 Å Å untuk GaAs. Ketika sebuah42photon (satu satuan energi dalam cahaya) dari sumber cahaya diserap, hal tersebutmembangkitkan suatu elektron dan menghasilkan sepasang pembawa muatantunggal sebuah elektron dan sebuah hole, dimana suatu hole adalah bagian dariksisi-kisi semikonduktor yang kehilangan elektron. Arah arus yang melaluisebuah semikonduktor adalah kebalikan dari gerakan muatan pembawa. Caratersebut didalam sebuah photodiode digunakan untuk mengumpulkan photon menyebabkan pembawa muatan (seperti arus atau tegangan) mengalir/terbentuk di 7

4 bagian-bagian elektroda.photodioda dapat dilihat pada Gambar 2.1. Gambar 2.1.Fotodioda 2.4. 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.Bentuk LCD dapat pada Gambar

5 Gambar 2.2.LCD 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. 9

6 Konfigurasi Pin LCD dapat dilihat pada Gambar VDC D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D VCC V+BL LCD 16x2 RS RW EN GND LCD Drv V-BL Gambar 2.3. Konfigurasi Pin LCD 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 2.1.menunjukkan operasi dasar LCD dan Tabel 2.2. menunjukkan Konfigurasi LCD. Tabel 2.1.Operasi Dasar LCD RS R/W Operasi 0 0 Input Instruksi ke LCD 0 1 Membaca Status Flag (DB7) dan alamat counter (DB0 ke DB6) 1 0 Menulis Data 1 1 Membaca Data 10

7 Tabel 2.2. Konfigurasi LCD Pin Bilangan biner Keterangan RS 0 Inisialisasi 1 Data RW 0 Tulis LCD / W (write) 1 Baca LCD / R (read) E 0 Pintu data terbuka 1 Pintu data tertutup 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. 11

8 2.5.Mikrokontroler AVR Atmega8 AVR merupakan salah satu jenis mikrokontroler yang di dalamnya terdapat berbagai macam fungsi.perbedaannya pada mikro yang pada umumnya digunakan seperti MCS51 adalah pada AVR tidak perlu menggunakan oscillator eksternal karena di dalamnya sudah terdapat internal oscillator. Selain itu kelebihan dari AVR adalah memiliki Power-On Reset, yaitu tidak perlu ada tombol reset dari luar karena cukup hanya dengan mematikan supply, maka secara otomatis AVR akan melakukan reset. Untuk beberapa jenis AVR terdapat beberapa fungsi khusus seperti ADC, EEPROM sekitar 128 byte sampai dengan 512 byte.avr ATmega8 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR RISC yang memiliki 8K byte in-system Programmable Flash. Mikrokontroler dengan konsumsi daya rendah ini mampu mengeksekusi instruksi dengan kecepatan maksimum 16MIPS pada frekuensi 16MHz. Jika dibandingkan dengan ATmega8L perbedaannya hanya terletak pada besarnya tegangan yang diperlukan untuk bekerja. Untuk ATmega8 tipe L, mikrokontroler ini dapat bekerja dengan tegangan antara 2,7-5,5 V sedangkan untuk ATmega8 hanya dapat bekerja pada tegangan antara 4,5 5,5 V. 12

9 Konfigurasi Pin ATmega 8 dapat dilihat pada Gambar 2.4. Gambar 2.4. Konfigurasi Pin ATmega 8 ATmega8 memiliki 28 Pin, yang masing-masing pin nya memiliki fungsi yang berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya. Berikut akan dijelaskan fungsi dari masing-masing kaki ATmega8. a. VCC : Merupakan supply tegangan digital. b. GND : Merupakan ground untuk semua komponen yang membutuhkan grounding. c. Port B (PB7...PB0) : Jumlah Port B adalah 8 buah pin, mulai dari pin B.0 sampai dengan B.7. Tiap pin dapat digunakan sebagai input maupun output. Port B merupakan sebuah 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up resistor. Sebagai input, pin-pin 7 yang terdapat pada port B yang secara eksternal diturunkan, maka akan mengeluarkan arus jika pull-up resistor diaktifkan. 13

10 d. Port C (PC5 PC0) : Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directional I/O port yang di dalam masingmasing pin terdapat pull-up resistor. Jumlah pin nya hanya 7 buah mulai dari pin C.0 sampai dengan pin C.6. Sebagai keluaran/output port C memiliki karakteristik yang sama dalam hal menyerap arus (sink) ataupun mengeluarkan arus (source). e. RESET/PC6 : Jika RSTDISBL Fuse diprogram, maka PC6 akan berfungsi sebagai pin I/O. Pin ini memiliki karakteristik yang berbeda dengan pin-pin yang terdapat pada port C lainnya. Namun jika RSTDISBL Fuse tidak diprogram, maka pin ini akan berfungsi sebagai input reset. f. Port D : Merupakan 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up resistor. Fungsi dari port ini sama dengan port-port yang lain. Pada port ini hanya berfungsi sebagai masukan dan keluaran saja atau biasa disebut dengan I/O. g. AVcc : Pin ini berfungsi sebagai supply tegangan untuk ADC. h. AREF : Merupakan pin referensi jika menggunakan ADC SPESIFIKASI ATmega 8 1. Kinerja tinggi, rendah daya Atmel AVR 8-bit Microcontroller 2. Advanced RISC Architecture a. 130 Instruksi Powerfull - Kebanyakan Single-jam Siklus Eksekusi b General Purpose Kerja Register c. Operasi Fully Static d. Sampai dengan 16MIPS throughput di 16MHz e. On-chip 2-siklus Multiplier 14

11 3. segmen Memory Tinggi Ketahanan Non-volatile a. 8Kbytes In-System Self-programmable memori program flash b. 512bytes EEPROM c. SRAM 1Kbyte internal d. Menulis / Erase Cycles: Flash / EEPROM e. Data retensi: 20 tahun pada 85 C / 100 tahun pada 25 C (1) f. Opsional Boot Kode Bagian dengan Independent Lock Bits g. In-System Programming secara On-chip Program Boot h. Benar Operasi Baca-Sementara-Write i. Kunci Pemrograman untuk Security Software 4. Fitur Peripheral a. Dua 8-bit Timer / Counter dengan Prescaler terpisah, satu Bandingkan Modus b. Satu 16-bit Timer / Counter dengan Prescaler terpisah, Bandingkan Mode, dan Tangkap c. Mode d. Real Time Counter dengan Oscillator terpisah e. Tiga Saluran PWM f. 8-channel ADC di TQFP dan QFN / MLF paket g. Delapan Saluran 10-bit Akurasi h. 6-channel ADC dalam paket PDIP i. Enam Saluran 10-bit Akurasi j. Byte berorientasi Dua-kawat Serial Interface k. Programmable Serial USART 15

12 l. Master / Slave SPI Serial Interface m. Programmable Watchdog Timer dengan terpisah On-chip Oscillator n. On-chip Analog Comparator 5. Fitur Mikrokontroler Khusus a. Power-on ulang dan Programmable Brown-out Detection b. Internal dikalibrasi RC Oscillator c. Eksternal dan Sumber Interrupt internal d. Lima Mode Sleep: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, dan e. Bersiap 6. I / O dan Paket a. 23 Programmable I / O Garis b. 28-lead PDIP, 32-lead TQFP, dan 32-pad QFN / MLF 7. Tegangan Operasi a. 2.7V - 5.5V (ATmega8L) b. 4.5V - 5.5V (ATmega8) 8. Kelas Kecepatan a. 0-8MHz (ATmega8L) b. 0-16MHz (ATmega8) 9. Konsumsi Daya di 4Mhz, 3V, 25 C a. Aktif: 3.6mA b. Menganggur Mode: 1.0mA c. Power-down Mode: 0.5μA 16