BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini akan dibahas mengenai teori yang mendukung dalam pembuatan Proyek Akhir. Materi yang akan di bahas adalah Robot, Radio Frekuensi, Antena, Komunikasi Serial, Mikrokontroler, IC Regulator, Modul RF Transmitter, Modul RF Receiver, IC Decoder, IC Encoder, IC Driver Motor, Motor Servo, Modul Kamera Tanpa Kabel (Wireless), Modul DVR (Digital Video Recorder), BASCOM-AVR, dan Visual Basic Robot Mobil Pengintai Robot adalah suatu alat ataupun benda yang tersusun dari sistem mekanik, sistem kontrol, sistem software, dan sistem elektronika yang biasa disebut sistem mekatronika. Istilah robot berawal bahasa Cheko robota yang berarti pekerja atau kuli yang tidak mengenal lelah atau bosan. Robot biasanya digunakan sebagai alat yang dapat membantu pekerjaan manusia pada tugas yang berat, berbahaya, pekerjaan yang berulang dan kotor. Robot Mobil atau Mobile Robot adalah konstruksi robot yang ciri khasnya adalah mempunyai aktuator berupa roda untuk menggerakkan keseluruhan badan robot tersebut, sehingga robot tersebut dapat melakukan perpindahan posisi dari satu titik ke titik yang lain sesuai dengan perintah dari operator ataupun mendapat informasi dari sensor-sensor yang di pasang pada robot mobil itu sendiri. Pada dasarnya Robot Mobil Pengintai hampir sama seperti robot mobil yang ada pada umumnya karena pada robot ini terdapat aktuator berupa roda yang berfungsi sebagai penggerak utama dari robot ini, namun pada robot mobil pengintai ini lebih memiliki fungsi khusus dan kelebihan-kelebihan yang diperlukan untuk kegiatan pengintaian. Biasanya komponen utama yang terdapat pada robot mobil pengintai adalah kamera, karena robot mobil pengintai cenderung digunakan untuk melihat suatu keadaan yang sangat sulit bahkan tidak mungkin untuk seorang manusia melakukannya. Contohnya adalah pada saat sekelompok orang ingin mengetahui keadaan pada suatu area Liga Tri Nugraha ( ) 4

2 yang dijaga oleh banyak orang orang yang berbahaya, robot ini dapat masuk ke area itu dengan berkamuflase seperti mainan biasa yang tidak mencurigakan ataupun bahkan tidak terlihat mencolok. Contoh gambar dari robot mobil pengintai dapat di lihat pada Gambar 2.1. Gambar 2.1 Robot mobil pengintai 2.2 Radio Frekuensi Radio Frekuensi adalah suatu radiasi gelombang elektromagnetik yang timbul dari suatu konduktor atau antena yang dialiri oleh arus bolak-balik yang memiliki frekuensi tinggi. spektrum radiasi elektromagnetik terdapat pada range frekuensi antara 9 khz-300 GHz. Panjang gelombang dari frekuensi radio berbanding terbalik dengan frekuensinya berdasarkan persamaan 1. λ = (1) Dimana : λ = panjang gelombang (m) c = kecepatan cahaya (3x10 8 m/s) f = frekuensi (Hz) Radio Frekuensi dibagi menjadi beberapa bagian berdasarkan frekuensi dan panjang gelombangnya. Pembagian ini dapat dilihat pada Tabel 2.1. Liga Tri Nugraha ( ) 5

3 Tabel 2.1. Pembagian Radio Frekuensi Nama Band Frekuensi Panjang Gelombang Singkatan Extremely Low Frquency 3-30 Hz 100,000 km 10,000 km ELF Super Low Frequency Hz 10,000 km 1000 km SLF Ultra Low Frequency Hz 1000 km 100 km ULF Very Low Frequency 3-30 KHz 100 km 10 km VLF Low Frequency KHz 10 km 1 km LF Medium Frequency KHz 1 km 100 m MF High Frequency 3-30 MHz 100 m 10 m HF Very High Frequency MHz 10 m 1 m VHF Ultra High Frequency MHz 1 m 100 mm UHF Super High Frequency 3-30 GHz 100 mm 10 mm SHF Extremely High Frequency GHz 10 mm 1 mm EHF 2.3 Antena Antena adalah suatu konduktor yang biasanya terdapat pada bagian transmitter dan bagian receiver yang berfungsi sebagai penguat sinyal agar system transmisi dapat berjalan dengan sangat baik. Agar terjadi resonansi maka panjang antena di sesuaikan dengan panjang gelombang radio yang digunakan, sesuai persamaan 2. Panjang Antena = λ (2) Dimana : λ = panjang gelombang yang digunakan 2.4 Komunikasi Serial Komunikasi Serial adalah metoda pengiriman data dimana data yang dikirimkan per bit yang hanya melalui satu jalur data, hal ini memungkinkan penghematan kabel dibandingkan dengan metoda pengiriman data secara paralel namun kecepatan transfer data dari komunikasi serial lebih lambat dari pada komunikasi paralel. Terdapat dua macam jenis komunikasi serial yaitu : Liga Tri Nugraha ( ) 6

4 1. Serial Sinkron Komunikasi dimana hanya ada satu pihak (pengirim dan penerima) yang menghasilkan clock dan mengirimkan clock tersebut bersamasama dengan data. 2. Serial Asinkron komunikasi dimana kedua pihak (pengirim dan penerima) masingmasing menghasilkan clock namun hanya data yang ditransmisikan, tanpa clock. Agar data yang dikirim sama dengan data yang diterima, maka kedua frekuensi clock harus sama dan harus terdapat sinkronisasi. Setelah ada sinkronisasi, pengirim akan mengirimkan datanya sesuai dengan frekuensi clock penerima. Maka ada beberapa syarat yang harus dipenuhi oleh kedua pihak (pengirim dan penerima) dalam melakukan komunikasi Serial Asinkron yaitu : Penyamaan Baud rate (contoh : 300/9600/16000 s/d 128kbps) Penyamaan Panjang data (contoh : 5/6/7/8 bit) Penyamaan Aturan parity (contoh : Even/Odd/None) Penyamaan Stop bit (contoh : 1/1.5/2) 2.5 Mikrokontroler ATMEGA8 Mikrokontroler adalah sebuah komponen elektronika yang di dalamnya sudah terdapat Mikroprosesor, RAM, ROM, unit I/O, dll. Komponen ini dapat berperan sebagai otak dari sebuah sistem elektronika karena komponen ini dapat memproses data dan mengontrol system yang lainnya dengan memberikan output yang sesuai dengan kerja system tersebut. Mikrokontroler ATMEGA8 adalah IC CMOS 8-bit yang berdaya rendah dan berbasis arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer), AVR yang memiliki clock yang lebih cepat, bekerja lebih baik, dan lebih efisien dalam optimasi compiler. Gambar konfigurasi pin dari ATMEGA8 dapat di lihat pada Gambar 2.2. Liga Tri Nugraha ( ) 7

5 Gambar 2.2. Konfigurasi Pin ATMEGA8 Mikrokontroler ini memiliki 8KB programmable flash memory, memiliki 1KB SRAM, 512K EEPROM, 3 timer/counter, port komunikasi serial (USART) dan 6 channel 10-bit A/D converter. 2.6 LM2576 LM2576 adalah IC regulator switching yang berfungsi meregulasi tegangan tinggi menjadi tegangan yang lebih rendah dengan arus keluaran yang dapat mencapai 3 Ampere dan efesiensi hingga 88%. Terdapat beberapa macam seri dari IC ini, untuk tegangan output fix 3,3V, 5V, 12V, 15V dan seri yang tegangan outputnya dapat diatur (adjustable output voltage), IC ini dapat menerima input maksimal hingga 60 Volt. Gambar Konfigurasi Pin dari LM2576 dapat di lihat pada Gambar 2.3. Gambar 2.3. Konfigurasi Pin LM2576 Liga Tri Nugraha ( ) 8

6 2.7 Modul RF Transmitter - TLP 315 Modul RF transmitter yang digunakan yaitu tipe TLP 315 sudah tersedia dan dapat dibeli dengan mudah dipasaran. Modul RF transmitter TLP 315 adalah modul pengirim data dengan media pengiriman data melalui gelombang radio yang frekuensi kerjanya telah ditetapkan yaitu 315 MHz, data yang dikirimkan oleh modul ini dimodulasi dengan metoda ASK (Amplitude Shift Keying). Bentuk fisik dari TLP 315 dapat di lihat pada Gambar 2.4. Gambar 2.4. Modul Transmitter TLP Modul RF Receiver - RLP 315 Modul RF Receiver yang digunakan yaitu tipe RLP 315 sudah tersedia dan dapat dibeli dengan mudah dipasaran. Modul RF Receiver RLP 315 adalah modul penerima data yang dikirimkan dari modul RF Transmitter TLP 315 dengan frekuensi 315 MHz. Bentuk fisik dari RLP 315 RF dapat di lihat pada Gambar 2.5. Gambar 2.5. Modul Receiver RLP 315 Liga Tri Nugraha ( ) 9

7 2.9 IC Encoder - HT12E IC HT12E ini adalah komponen yang dapat di pasangkan dengan modul Transmitter yang digunakan yaitu TLP 315. IC ini dapat mengubah data paralel 4 bit menjadi data serial yang dapat dikirimkan oleh modul TLP 315, IC ini memiliki 8 address dan dapat mengirimkan 4 bit data. Terdapat pin Transmission Enable (TE) yang berfungsi sebagai tanda bahwa data akan dikirimkan, ini sesuai dengan diagram alir yang terdapat pada datasheet HT12E, dapat di lihat pada Gambar 2.6. Gambar 2.6. Diagram Alir HT12E Ketika pin TE ini aktif (keadaan low) maka 4 word data (setiap word terdapat address dan data) akan dikirim, kemudian jika pin TE masih tetap aktif maka 4 word data pun akan terus menerus dikirim. Gambar Konfigurasi Pin dari IC HT12E dapat di lihat pada Gambar 2.7. Liga Tri Nugraha ( ) 10

8 Gambar 2.7. Konfigurasi Pin HT12E 2.10 IC Decoder - HT12D IC HT12D ini adalah komponen yang dapat di pasangkan dengan modul Receiver yang digunakan yaitu RLP 315. IC ini dapat mengubah data serial yang dikirim kan oleh Transmitter menjadi data parallel 4 bit, hampir sama dengan HT12E, IC ini memiliki 8 address dan dapat mengeluarkan 4 bit data. Pada IC ini terdapat pin Valid Transmission (VT) yang berfungsi sebagai indicator bahwa data yang diterima oleh IC ini sesuai dengan data yang dikirimkan oleh Transmitter, Cara kerja dari IC HT12D pun berhubungan dengan IC HT12E (Encoder) yaitu seperti diagram alir pada Gambar 2.8. Liga Tri Nugraha ( ) 11

9 Gambar 2.8. Diagram Alir HT12D Ketika ada satu word data masuk maka yang pertama kali dibandingkan adalah address nya jika address nya tidak sama maka IC ini akan kembali ke keadaan Standby namun jika address nya sama maka data akan di simpan dan kemudian Liga Tri Nugraha ( ) 12

10 dibandingkan dengan data yang di simpan sebelumnya, jika data data yang dibandingkan berbeda maka IC ini akan kembali ke keadaan standby namun jika sama IC ini akan membandingkan 3 word data lagi yang masuk berikutnya, jika gagal akan mengulangi step sebelumnya, namun jika berhasil dibandingkan 3 word data itu maka maka data akan di latch di output dan mengaktifkan pin VT, dan selajuntnya akan terus menerus melakukan pengecekan hingga terdapat error pada address dan data. Gambar Konfigurasi Pin dari IC HT12D dapat dilihat pada Gambar 2.9. Gambar 2.9. Konfigurasi Pin HT12D 2.11 IC Driver Motor L298 L298 adalah jenis IC Driver Motor yang dapat mengendalikan arah putaran dan kecepatan motor DC. IC ini mampu menerima supply tegangan maksimal hingga mencapai 50 volt dan dapat mengeluarkan arus DC total maksimal hingga mencapai 4 Ampere. IC l298 terdiri dari transistor-transistor logik (TTL) dengan gerbang nand yang memudahkan dalam menentukkan arah putaran suatu motor dc karena input yang di butuhkan berupa level tegangan TTL. IC ini dapat mengendalikan untuk 2 buah motor dc dan terdapat 2 buah pin (enable) untuk mengontrol kecepatan dari masing-masing motor DC tersebut. Bentuk fisik dari IC L298 dapat dilihat pada Gambar Liga Tri Nugraha ( ) 13

11 Gambar IC L Motor Servo Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback di mana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor ini terdiri dari motor dc, rangkaian gear, potensiometer dan rangkaian kontrol. Bentuk fisik dari Motor Servo dapat dilihat pada Gambar 2.1. Gambar Motor Servo Untuk mengoperasikannya yaitu dengan memberikan input berupa pulsa digital yang lebarnya sudah di modulasi (PWM) sehingga didapat perbedaan waktu ON (T ON ) dan waktu OFF (T OFF ) Motor DC Motor DC merupakan perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik (tegangan arus searah) menjadi energi mekanik. Motor DC banyak digunakan di berbagai sistem mekatronika karena biasanya motor DC berperan sebagai penggerak dari sebuah sistem mekatronika. Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai sumber tenaganya. Dengan memberikan beda Liga Tri Nugraha ( ) 14

12 tegangan pada kedua terminal tersebut, motor akan berputar pada satu arah, dan bila polaritas dari tegangan tersebut dibalik maka arah putaran motor akan terbalik pula. Polaritas dari tegangan yang diberikan pada dua terminal menentukan arah putaran motor sedangkan besar dari beda tegangan dan arus pada kedua terminal menentukan kecepatan motor. Motor DC memiliki dua bagian dasar yang menjadi penyusun dari alat ini yaitu bagian stator dan bagian rotor. Bagian Stator (bagian yang tidak bergerak) berperan sebagai penghasil medan magnet baik yang dibangkitkan dari sebuah koil (elektromagnetik) ataupun magnet permanen. Bagian Rotor (Bagian yang bergerak/berputar) ini terdapat kumparan yang mampu menimbulkan gaya elektromagnetik ketika terdapat arus yang mengalir pada kumparan tersebut. Contoh gambar motor DC dapat dilihat pada Gambar Gambar Motor DC 2.14 Modul Kamera Tanpa Kabel 801 Color CMOS Modul Kamera Tanpa Kabel (Wireless) adalah Modul kamera yang didalamnya sudah dilengkapi dengan transmitter yang dapat langsung mengirimkan gambar ke receiver melalui gelombang radio dengan frekuensi 1.2GHz data gambar yang di keluarkan oleh receiver masih berbentuk data analog yang dapat langsung di tampilkan pada televisi. Modul ini memiliki spesifikasi seperti pada table 2.2. Tabel 2.2. Spesifikasi Modul Kamera TV System NTSC Scan Frequency NTSC/EIA ; 60Hz Minimum Illumination 2 LUX Output Power 200mW Output Frequency 1200MHz Camera Power 9 Volt DC ; 200mA Receiver Power 9 Volt DC ; 500mA Liga Tri Nugraha ( ) 15

13 Dan bentuk fisik dari Modul Kamera Tanpa Kabel (801 Color CMOS) dapat dilihat pada Gambar Gambar Modul 801 Color CMOS 2.15 Modul Digital Video Recorder (DVR) EasyCap Modul Digital Video Recorder (DVR) ini mudah ditemukan dipasaran, modul ini dilengkapi dengan konektor RCA sebagai saluran input sinyal analog dan konektor USB 2.0 sebagai saluran output sinyal digital. Modul ini befungsi sebagai pengubah data gambar analog menjadi data gambar digital yang dapat diterima oleh komputer. Dan bentuk fisik dari Modul Digital Video Recorder (DVR) EasyCap dapat dilihat pada Gambar Gambar EasyCap Liga Tri Nugraha ( ) 16

14 2.16 BASCOM-AVR BASCOM-AVR adalah salah satu tool untuk pengembangan / pembuatan program yang akan ditanamkan dan dijalankan pada microcontroller terutama mikrokontroler keluarga AVR. BASCOM-AVR juga bisa disebut sebagai IDE (Integrated Development Environment) yaitu lingkungan kerja yang terintegrasi, karena disamping tugas utamanya (meng-compile kode program menjadi file HEX / bahasa mesin), BASCOM-AVR menggunakan penulisan bahasa pemograman tingkat tinggi yaitu bahasa BASIC (Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code) yang sangat mudah untuk di pelajari. Pada software ini terdapat simulator yang dapat di gunakan untuk men-simulasikan program yang telah di buat pada software ini. Terdapat beberapa tipe data yang dapat digunakan pada Software ini agar program yang di buat lebih efektif dan efisien, jenis tipe data yang terdapat pada BASCOM- AVR yaitu seperti pada tabel 2.3. Tabel 2.3. Tipe Data No Nama Tipe Data Lebar Jangkauan 1 Bit 0 atau 1 2 Byte 0 s/d Integer s/d Word 0 s/d Long s/d Single - 1.5x10 45 s/d 3.4x Double x s/d 1.7 x String > 254 byte Jenis-jenis karakter yang dapat digunakan pada pemrograman BASCOM AVR yaitu seperti pada table 2.4: Tabel 2.4. Jenis Karakter No Karakter Nama Karakter 1 Tanda Petik (apostrophe) 2 * Tanda Bintang (multiplication symbol) 3 + Tanda Tambah (plus) 4, Tanda Koma Liga Tri Nugraha ( ) 17

15 5 / Tanda Garis Miring 6. Tanda Titik (decimal point) 7 - Tanda Kurang (minus) 8 : Tanda Titik Dua 9 Tanda Petik Ganda (Double quotation mark) 10 ; Tanda Titik Koma (semicolon) 11 < Tanda Kurang Dari (less than) 12 = Tanda Sama Dengan ( Equal sign) 13 > Tanda Lebih Besar Dari (Greater than) 14 \ Backslash 15 ^ Pangkat (exponent) 2.17 Visual Basic 2008 Visual basic adalah salah satu program untuk membuat aplikasi interface remote control ini. kata Visual merujuk kepada metode yang digunakan untuk membuat antar muka yang bersifat grafis Graphical User Interface (GUI). Daripada menulis berbaris-baris kode untuk menjelaskan pemunculan dan lokasi dari suatu elemen di dalam antar muka, Anda dengan mudah dapat menambahkan objek yang sebelumnya sudah dibangun ke dalam tempat dan posisi yang Anda inginkan di layar Anda. Jika Anda pernah menggunakan program untuk menggambar seperti Paint, maka Anda sebenarnya sudah memiliki keahlian uuntuk membuat sebuah antar muka pengguna secara efektif. Kata Basic merujuk kepada bahasa BASIC (Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code), sebuah bahasa yang digunakan oleh banyak programmer dibandingkan dengan bahasa lainnya dalam sejarah komputer. Visual Basic telah berubah dari bahasa asli BASIC dan sekarang memiliki ratusan pernyataan (statements), fungsi (functions), dan kata kunci (keywords), dan kebanyakan di antaranya terkait dengan antar muka grafis di Windows. Pengguna tingkat pemula sekalipun dapat membuat aplikasi dengan mempelajari hanya beberapa kata kunci, sementara kekuatan dari bahasanya membolehkan para pengguna tingkat professional mencapai apapun yang dapat dihasilkan dengan menggunakan bahasa pemrograman Windows lainnya. Liga Tri Nugraha ( ) 18