5 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Arduino Uno Arduino uno adalah sebuah board mikrokontroller yang berbasis ATmega328. Arduino memiliki 14 pin input/output yang mana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 6 analog input, crystal osilator 16 MHz, koneksi USB, jack power, kepala ICSP, dan tombol reset. Arduino mampu men-support mikrokontroller; dapat dikoneksikan dengan komputer menggunakan kabel USB. Gambar 2.1 Bentuk Board Arduino uno Arduino adalah merupakan sebuah board minimum system mikrokontroler yang bersifat open source. Didalam rangkaian board arduino terdapat
6 mikrokontroler AVR seri ATMega 328 yang merupakan produk dari Atmel. Arduino memiliki kelebihan tersendiri dibanding board mikrokontroler yang lain selain bersifat open source, arduino juga mempunyai bahasa pemrogramannya sendiri yang berupa bahasa C. Selain itu dalam board arduino sendiri sudah terdapat loader yang berupa USB sehingga memudahkan ketika diprogram mikrokontroler didalam arduino. Sedangkan pada kebanyakan board mikrokontroler yang lain yang masih membutuhkan rangkaian loader terpisah untuk memasukkan program ketika diprogram mikrokontroler. Port USB tersebut selain untuk loader ketika memprogram, dapat difungsikan sebagai port komunikasi serial. Arduino menyediakan 20 pin I/O, yang terdiri dari 6 pin input analog dan 14 pin digital input/output. Untuk 6 pin analog sendiri dapat difungsikan sebagai output digital jika diperlukan output digital tambahan selain 14 pin yang sudah tersedia. Untuk mengubah pin analog menjadi digital cukup mengubah konfigurasi pin pada program. Dalam board arduino pin digital diberi keterangan 0-13, jadi untuk menggunakan pin analog menjadi output digital, pin analog yang pada keterangan board 0-5 dapat diubah menjadi pin 14-19. dengan kata lain pin analog 0-5 berfungsi juga sebagi pin output digital 14-16. Sifat open source arduino juga banyak memberikan keuntungan tersendiri untuk menggunakan board ini, karena dengan sifat open source komponen yang di pakai tidak hanya tergantung pada satu merek, namun memungkinkan dapat memakai semua komponen yang ada dipasaran. Bahasa pemrograman arduino merupakan bahasa C yang sudah disederhanakan syntax bahasa pemrogramannya sehingga mempermudah dalam mempelajari dan mendalami mikrokontroller.
7 Berikut ini adalah konfigurasi dari arduino uno 328 : - Mikronkontroler ATmega328 - Beroperasi pada tegangan 5V - Tegangan input (rekomendasi) 7-12V - Batas tegangan input 6-20V - Pin digital input/output 14 (6 mendukung output PWM) - Pin analog input 6 - Arus pin per input/output 40 ma - Arus untuk pin 3.3V adalah 50 ma - Flash Memory 32 KB (ATmega328) yang mana 2 KB digunakan oleh bootloader - SRAM 2 KB (ATmega328) - EEPROM 1KB (ATmega328) - Kecepatan clock 16 MHz 2.2 Seven Segment Seven Segment adalah suatu segment-segment yang digunakan menampilkan angka. Seven segment ini tersusun atas 7 batang led yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a s/d g yang disebut dot matrix. Setiap segment ini terdiri dari 1 atau 2 Light Emitting Diode ( LED ). Seven Segment merupakan gabungan dari 7 buah LED (Light Emitting Diode). 2.2.1 Bentuk Susunan Karakter Display 7 Segment Bentuk susunan karakter penampil karakter A-F pada display 7 segment dapat
8 dilihat pada gambar berikut. Gambar 2.2. Susunan karakter seven segment 2.2.2 Prinsip kerja seven segment Prinsip kerja seven segment ialah input biner pada switch dikonversikan masuk kedalam decoder, baru kemudian decoder mengkonversi bilangan biner tersebut menjadi decimal, yang nantinya akan ditampilkan pada sevent segment. Seven segment dapat menampilkan angka-angka desimal dan beberapa karakter tertentu melalui kombinasi aktif atau tidaknya LED penyusunan dalam seven segment. Untuk memudahkan penggunaan seven segment, umumnya digunakan sebuah decoder( mengubah/ mengkoversi input bilangan biner menjadi decimal) atau seven segment driver yang akan mengatur aktif tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan nilai biner yang diberikan. Dekoder BCD ke seven segment digunakan untuk menerima masukan BCD 4-bit dan memberikan keluaran yang melewatkan arus melalui segment untuk menampilkan angka desimal.
9 2.2.3 Jenis-Jenis Seven Segment Seven segment ada 2 jenis, yaitu : 1. Common Anoda Common Anoda merupakan pin yang terhubung dengan semua kaki anoda LED dalam seven segment. Common anoda diberi tegangan VCC dan seven segment dengan common anoda akan aktif pada saat diberi logika rendah (0) atau sering disebut aktif low. Kaki katoda dengan label a sampai h sebagai pin aktifasi yang menentukan nyala LED yang berfungsi input dari seven segment, seperti ditunjukkan pada gambar 2.2.4 Rangkaian Internal Display 7 Segment Common Anoda Gambar 2.3. Konfigurasi seven segment tipe common anoda 2. Common katoda Common Katoda merupakan pin yang terhubung dengan semua kaki katoda LED dalam seven segment dengan common katoda akan aktif apabila
10 diberi logika tinggi (1) atau disebut aktif high. Kaki anoda dengan label a sampai h sebagai pin aktifasi yang menentukan nyala LED. Rangkaian Internal Display 7 Segment Common Katoda Gambar 2.4 Konfigurasi seven segment tipe coomon katoda Rangkaian LED seperti pada gambar diatas disusun sedemikian rupa sehingga membentuk display 7 segment yang dapat menampilkan karakter angka dan huruf. Karena hanya terdiri dari 7 bagian (7 ruas) maka tampilan huruf yang dihasilkan dispaly 7 segment tidak dapat menampilkn karakter huruf secara lengkap a-z, akan tetapi dalam aplikasi rangkaian elektronika karakter huruf yang sering ditampilkan oleh display 7 segment adalah karakter A-F saja. Display 7 segment dapat menamplikan karakter angka desimal 0 9 yang dapat dilihat pada gambar berikut : Gambar 2.5 Karakter angka display 7 segment
11 2.3 IC 74LS47 IC 74LS47 merupakan dekoder BCD ke seven segment yang berfungsi untuk menyalakan seven segment mode common anode. Dekoder BCD ke seven segment digunakan untuk menerima masukan BCD 4-bit dan memberikan keluaran yang melewatkan arus melalui segment untuk menampilkan angka desimal. Jenis dekoder BCD ke seven segment ada dua macam yaitu dekoder yang berfungsi untuk menyalakan seven segment mode common anoda dan dekoder yang berfungsi untuk menyalakan seven segment mode common katoda. Berikut gambar IC 74LS47 Gambar 2.6 IC 74LS47 Gambar dan konfigurasi pena-pena IC 74LS47 ditunjukkan pada gambar berikut : Gambar 2.7 Konfigurasi pena pena IC 74LS47
12 Dekoder BCD ke seven segment mempunyai masukan berupa bilangan BCD 4-bit (masukan A, B, C dan D). Bilangan BCD ini dikodekan sehingga membentuk kode tujuh segment yang akan menyalakan ruas-ruas yang sesuai pada seven segment. Masukan BCD diaktifkan oleh logika 1, dan keluaran dari dekoder 7447 adalah aktif low. 2.4 Bluetooth HC-05 HC-05 Bluetooth Serial Module + Level Converter adalah sebuah modul Bluetooth HC-05 yang ditambahkan dengan Level Converter 3.3 to 5V dan pin header, sehingga sangat mudah untuk menggunakannya, tidak perlu penambahan komponen dan tidak perlu penyolderan lagi, karena sudah langsung bisa dipakai di level tegangan 5V. Berikut tampilan gambar bluetooth HC 05 : Gambar 2.8 Bluetooth HC 05 HC-05 sendiri adalah sebuah modul Bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk komunikasi serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial ke Bluetooth. HC-05 menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR (Enchanced Data Rate) 3 Mbps dengan memanfaatkan gelombang
13 radio berfrekuensi 2,4 GHz. Jarak sinyal dari HC-05 adalah ± 30 meter, dengan kondisi tanpa halangan. Adapun spesifikasi dari HC-05 adalah : Hardware : - Sensitivitas -80dBm (Typical) - Daya transmit RF sampai dengan +4dBm. - Operasi daya rendah 5V I/O. - Kontrol PIO. - Antarmuka UART dengan baudrate yang dapat diprogram. - Dengan antena terintegrasi. Software : - Default baudrate 9600, Data bit : 8, Stop bit = 1, Parity : No Parity, mendukung baudrate : 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400 dan 460800. - Auto koneksi pada saat device dinyalakan (default). - Auto reconnect pada menit ke 30 ketika hubungan putus karena range koneksi. Nama default adalah HC-05, dengan password default adalah 1234. BT hanya bisa melakukan komunikasi point to point, tetapi HC-05 dalam mode master dapat memilih dengan siapa ia akan pairing. 2.5 Android Android adalah Sistem Operasi Bergerak (Mobile Operating System) yang mengadopsi system operasi linux, namun telah dimodifikasi. Android diambil alih oleh google pada tahun 2005 dari android, inc sebagai bagian strategi untuk
14 mengisi pasar sistem operasi bergerak dimana google mengambil semua alih seluruh hasil kerja android termasuk tim yang mengembangkan android. Berikut gambar logo android : Gambar 2.9 Logo android Penemu Android adalah Andy Rubin yang lahir pada tanggal 22 Juni 1946 di New Bedford, Amerika Serikat. Andy Rubin bersama-sama dengan Rich Miner, Nick Sears, dan Chris White mendirikan Android.inc dan apada Juli 2005 dibeli oleh Google. Google menginginkan agar android bersifat terbuka dan gratis oleh karena itu hampir setiap kode program android yang diluncurkan berdasarkan lisensi open-source Apache yang berarti bahwa semua orang yang ingin menggunakan android dapat mendownload penuh source codenya. Disamping itu produsen perangkat keras juga dapat menambahkan Extensionnya sendiri kedalam android sesuai dengan kebutuhan produknya. Model pengembangannya yang sederhana membuat android menarik bagi vendorvendor perangkat keras Contoh Samsung. Keuntungan Utama Android Adalah adanya pendekatan apliaksi secara terpadu. Pengembangan hanya berkosentrasi pada aplikasi saja. Aplikasi tersebut
15 bisa berjalan pada beberapa perangkat yang berbeda selama masih ditenagai oleh android 2.5.1 Versi Android Sejak diluncurkan android sampai saat tulisan ini dibuat telah dirilis beberapa versi, setiap versi dimulai pada versi 1.5 mempunyai nama kode, misalnya android versi 2.2 mempunyai nama kode Froyo. Berikut ini daftar versi android, nama kodenya dan waktu dirilisnya versi tsb: - Android Beta November 2007 - Android Versi 1.0 September 2008 - Android Versi 1.1 Februari 2009 - Android Versi 1.5 (Cupcake) April 2009 - Android Versi 1.6 (Donut) September 2009 - Android Versi 2.0/2.1 (Eclair) Oktober 2009 - Android Versi 2.2 (Froyo : Frozen Yoghurt) Mei 2010 - Android Versi 2.3 (Gingerbread) Desember 2010 - Android Versi 3.0 (Honeycomb) Februari 2011 - Android Versi 4.0 (Ice Cream) Oktober 2011 - Android Versi 4.1 (JellyBean) Juni 2012 2.6 Eclipse Eclipse adalah sebuah IDE (Integrated Development Environment) untuk mengembangkan perangkat lunak dan dapat dijalankan di semua platform (platform-independent). Eclipse awalnya dikembangkan oleh IBM untuk menggantikan perangkat lunak IBM Visual Age for Java 4.0. Produk ini
16 diluncurkan oleh IBM pada tanggal 5 November 2001, yang menginvestasikan sebanyak US$ 40 juta untuk pengembangannya. Semenjak itu konsursium Eclipse Foundation mengambil alih untuk pengembangan Eclipse lebih lanjut dan pengaturan organisasinya. Eclipse pada saat ini merupakan salah satu IDE favorit dikarenakan gratis dan open source, yang berarti setiap orang boleh melihat kode pemrograman perangkat lunak ini. Selain itu, kelebihan dari Eclipse yang membuatnya populer adalah kemampuannya untuk dapat dikembangkan oleh pengguna dengan komponen yang dinamakan plug-in. Eclipse dibuat dari kerja sama antara perusahaan-perusahaan anggota 'Eclipse Foundation' (beserta individu-individu lain). Banyak nama besar yang ikut dalam 'Eclipse 23. Selain itu, pengembangan secara visual bukan hal yang tidak mungkin oleh Eclipse, plug-in UML2 tersedia untuk membuat Diagram UML. Dengan menggunakan PDE setiap orang bisa membuat plug-in sesuai dengan keinginannya. Salah satu situs yang menawarkan plug-in secara gratis seperti Eclipse downloads by project. Sejak tahun 2006, Eclipse Foundation mengkoordinasikan peluncuran Eclipse secara rutin dan simultan yang dikenal dengan nama Simultaneous Release. Setiap versi peluncuran terdiri dari Eclipse Platform dan juga sejumlah proyek yang terlibat dalam proyek Eclipse. Tujuan dari sistem ini adalah untuk menyediakan distribusi Eclipse dengan fitur-fitur dan versi yang terstandarisasi.
17 2.7 Adaptor Adaptor adalah sebuah rangkaian elektronika yang dapat mengubah tegangan AC menjadi Tegangan DC. Rangkaian ini adalah alternatif pengganti dari sumber tegangan DC, misalnya batu baterai dan accumulator. Gambar 2.10 Bentuk Fisik Adaptor Keuntungan dari adaptor dibanding dengan batu baterai atau accumulator adalah sangat praktis berhubungan dengan ketersediaan tegangan karena adaptor dapat di ambil dari sumber tegangan AC yang ada di rumah, dimana pada jaman sekarang ini setiap rumah sudah menggunakan listrik. Selain itu, adaptor mempunyai jangka waktu yang tidak terbatas asal ada tegangan AC, tegangan AC ini sudah merupakan kebutuhan primer dalam kehidupan manusia. Gambar 2.11 Diagram Rangkaian Adaptor
18 Adaptor sederhana terdiri dari : 1. Bagian input tegangan yang merupakan bagian yang berfungsi sebagai penghubung sumber tegangan AC dari stop kontak yang ada di dalam rumah. Bagian ini terdiri dari jack/steker dan kabel input. Stop Kontak adalah konektor sumber tegangan AC dari listrik PLN yang digunakan untuk menyalurkan tegangan pada adaptor melalui kabel input tegangan 2. Bagian Penurun Tegangan yang berfungsi untuk menurunkan tegangan AC 220 Volt menjadi tegangan yang lebih kecil, misalnya 3 volt, 4,5 volt, 6 volt, 7,5 volt, 9 volt, atau 12 volt. Untuk memilih output tegangan ini digunakan Rotary Switch/ Saklar Puter/ Saklar 1 induk 6 anak. Trafo yang digunakan adalah jenis step down, dapat menggunakan trafo dengan arus 500 ma (mili Ampere). Gambar 2.12 Diagram Rangkaian Tegangan Adaptor Tegangan input sebesar 220V lalu masuk ke tegangan output trafo menjadi lebih kecil : 3 V, 4,5 V, dll.
19 3. Bagian Penyearah, yaitu mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC. Komponen utamanya adalah dioda. Dioda yang digunakan berjumlah 4 dirangkai sedemikian rupa sehingga membentuk jembatan dioda atau bridge dioda. Gambar 2.13 Diagram Rangkaian Bentuk Dioda pada Adaptor Bridge Dioda dengan menggunakan 4 Dioda yang dirangkai sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan tegangan DC (-) dan (+) Gambar 2.14 Bentuk Fisik Trafo 4. Bagian Filter atau penyaring yang berfungsi untuk menghilangkan tegangan AC yang masih lewat. Efek dari tegangan AC yang lewat ini adalah
20 munculnya suara dengung. Komponen yang dibutuhkan antara lain IC penstabil tegangan dan elco 5. Bagian Output Tegangan yang berfungsi sebagai keluaran tegangan berupa tegangan DC. Besar keluaran tegangan DC ini sesuai dengan tegangan output pada trafo step down yang diatur oleh rotary switc sesuai yang diinginkan. Gambar 2.15 rangkaian dasar catu daya sistem switching