Upload
others
View
22
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
4
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Perangkat Keras
Menurut (Fadlilah & Arifudin, 2018) “Perangkat keras adalah salah satu
atau bagian dari sebuah komputer yang sifat alatnya bisa dilihat dan diraba secara
langsung atau yang berbentuk nyata, yang berfungsi untuk mendukung proses kerja
komputer atau komputerisasi”.
Contoh dari perangkat keras yaitu:
1. input device: perangkat input atau masukan. Contoh input device yaitu mouse,
keyboard, scanner, dll.
2. proses device: perangkat yang menjalankan proses sistem pada komputer. Contoh
proses device yaitu CPU, RAM, dll.
3. output device: perangkat keluaran yang menghubungkan sistem pada komputer.
Contoh output device yaitu monitor, printer, speaker, dll.
4. storage device: perangkat untuk menyimpan. Contoh output device yaitu hardisk,
flashdisk, disket, dll.
2.1.1 Teori IC ( Integrated Circuit )
Menurut (Hakiem, 2015) menggatakan bahwa “IC (Integrated Circuit)
adalah komponen elektronika semi konduktor yang merupakan gabungan dari
ratusan atau ribuan komponen-komponen lain”.
Bentuk IC berupa kepingan silicon padat, biasanya berwarna hitam yang
mempunyai banyak kaki (pin) sehingga bentuknya mirip sisir. IC merupakan
gabungan dari beberapa komponen seperti resistor, kapasitor, dioda dan transistor
5
yang terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk chip kecil, IC digunakan untuk
beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronika agar mudah dirangkai menjadi
peralatan yang berukuran relatif kecil.
Sumber : belajarelekronika.net
Gambar II.1
Bentuk Bentuk IC
Pada dasarnya, ada banyak jenis pengklasifikasian pada IC. Ada yang
mengelompokan IC berdasarkan jumlah komponen yang digunakan, berdasarkan
teknik pembuatannya, dll (Kho, 2019).
Dibawah ini adalah pengelompokan IC berdasarkan jumlah komponennya
terutama jumlah transistor yang terdapat dalam satu kemasan IC.
1. Small-Scale Integration (SSI)
IC SSI adalah IC berskala kecil, hanya terdiri dari beberapa transistor.
2. Medium-Scale Integration (MSI)
Medium-Scale Integration (MSI) ini terdiri dari ratusan transistor dalam sebuah
kemasan IC. IC yang berskala menengah ini dikembangkan pada tahun 1960-an dan
lebih ekonomis jika dibanding dengan IC Small-Scale Integration (SSI).
3. Large-Scale Integration (LSI)
Large-Scale Integration atau LSI adalah IC yang terdiri dari ribuan transistor
didalamnya. IC mikroprosesor pertama yang dikembangkan untuk kalkulator
dikembangkan pada tahun 1970-an memiliki kurang dari 4000 buah transistor.
6
4. Very Large-Scale Integration (VLSI)
Very Large-Scale Integration atau disingkat dengan IC VLSI adalah IC yang
terdiri dari puluhan ribu hingga ratusan ribu transistor. IC ini dikembangkan mulai
tahun 1980-an.
5. Ultra Large-Scale Integration (ULSI)
Ultra Large-Scale Integration (ULSI) adalah IC yang terdiri dari lebih dari 1
juta transistor didalammnya.
Berdasarkan teknik pembuatannya, IC dapat dibagi menjadi 3 macam yaitu:
1. IC Monolitik (Monolithic IC)
IC Monolitik merupakan IC yang mengintegrasikan komponen pasif dan
komponen aktif pada satu chip tunggal silikon sebagai bahan semikonduktornya.
Konsep manufaktur IC monolitik ini menghasilkan IC yang memiliki keandalan yang
tinggi dengan biaya produksi rendah. IC jenis ini banyak ditemui di rangkaian
televisi, amplifier, regulator tegangan dan penerima AM/FM.
2. Thin and Thick Film IC
Thin Film IC dan Thick Film IC relatif lebih besar dari IC Monolitik. Hal ini
dikarenakan hanya komponen pasif (resistor dan kapasitor) yang dapat diintegrasikan
pada wafer IC sedangkan komponen aktif seperti transistor dan dioda tidak dapat
diintegrasikan dan harus dihubungkan secara terpisah yang membentuk rangkaian
tersendiri di dalam kemasan IC.
Thin Film IC dan Thick Film IC memiliki karakteristik yang hampir sama,
perbedaannya hanya pada proses pembentukan komponen pasifnya. Thin Film IC
menggunakan teknik penguapan sedangkan Thick Film IC menggunakan teknik
sablon.
7
3. IC Hybrid atau IC Multi-chip
Seperti namanya, IC Hybrid atau IC Multi-chip ini terbuat dari sejumlah chip
yang dihubungkan menjadi satu sirkuit terintegrasi. IC jenis ini biasanya digunakan
dalam rangkaian penguat (Amplifier) yang berdaya tinggi mulai 5W hingga lebih dari
50W. Kinerja IC Hybrid ini lebih baik dibanding dengan IC Monolitik.
2.1.2 Sumber Tegangan
Menurut (Nawali, Sherwin, & Tulung, 2015) mendefinisikan bahwa “catu
daya merupakan suatu rangkaian yang paling penting bagi rangkaian elektronika.”
Ada dua jenis sumber tegangan, yaitu:
1. Sumber AC (Alternating Current)
Sumber AC adalah sumber tegangan bolak-balik
2. Sumber DC (Direct Current)
Sumber DC adalah sumber tegangan searah. Sumber DC dapat diperoleh dari
baterai.
Dalam pembuatan Tugas Akhir ini, penulis menggunakan adaptor dengan
output 12V DC 1A sebagai catu dayanya.
Sumber : Penulis
Gambar II.2
Adaptor 12V DC 1A
8
2.1.3 Komponen Elektronika
Dalam rangkaian elektronika, terdapat komponen pasif dan aktif. Kedua
komponen tersebut merupakan satu kesatuan yang tidak dapat dipisahkan, misalnya
dalam suatu piranti elektronika memerlukan kedua jenis komponen ini agar piranti
tersebut dapat beroperasi sesuai dengan keinginan dari para engineer (perekayasa) di
bidang teknik elektro dan elektronika (electrical engineering).
1. Komponen Pasif
Menurut (Ponto, 2019) “Komponen pasif adalah komponen yang dapat
bekerja tanpa sumber tegangan. Komponen pasif terdiri dari resistor, induktor, dan
kapasitor atau kondensator”.
a. Resistor
Resistor pertama kali ditemukan pada tahun 1787 oleh George Ohm
dari bangsa Jerman. Istilah resistor berasal dari kata resist, dalam bahasa
Inggris disebut menolak, menghambat atau menahan. Karena komponen
tersebut telah dirancang khusus dan menjadi peralatan elektronika maka
dinamakan resistor yang berfungsi untuk membatasi, mengatur atau bersifat
menahan maupun menghambat arus listrik yang mengalir pada suatu
rangkaian. Karena sifatnya tersebut maka resistor memiliki resistansi.
Komponen resistor sangat penting dalam teknik listrik khususnya rangkaian
elektronika, sehingga komponen ini banyak digunakan dalam peralatan
elektronika, seperti radio, tape recorder, televisi, komputer, dan sebagainya.
Pada prinsipnya resistor adalah suatu komponen elektronika yang bersifat
pasif dan memiliki resistansi atau penghambat arus listrik.
9
Sumber : teknikelektronika.com
Gambar II.3
Bentuk Bentuk Resistor
Berbagai jenis dan simbol resistor yang dirancang sesuai dengan
fungsi dan kegunaannya. Berdasarkan pada nilai hambatan (tingkat
resistivitas), yaitu komponen ini terdiri dari resistor tetap dan resistor
variabel. Resistor tetap yaitu suatu komponen yang terpasang dalam
rangkaian listrik maupun rangkaian elektronika yang memiliki nilai konstan
atau tetap. Sedangkan resistor variabel (variable resistor) adalah suatu
komponen yang dapat diubah-ubah sebagaimana dibutuhkan dalam
rangkaian listrik/elektronika. Resistor ini berfungsi untuk mengatur besaran
arus listrik pada suatu rangkaian sesuai yang diinginkan. Misalnya, untuk
mengatur volume suara pada peralatan listrik seperti tape recorder, radio,
dan televisi. Penggunaan resistor pada kipas angin, yaitu untuk mengatur
putarannya agar angin yang dibutuhkan dapat terpenuhi. Demikian juga
peralatan pendingin atau penyejuk ruangan (air condition), melalui resistor
dapat mengatur suhu yang keluar dari peralatan tersebut. Berbagai jenis
resistor dan fungsinya. Seperti dikemukakan pada tabel jenis-jenis resistor.
10
Tabel II.1
Jenis-Jenis Simbol Resistor
Simbol Resistor Jenis
atau
Resistor
(Nilai Tetap)
atau
Resistor Variabel
(Resistor Berubah-ubah)
atau
LDR
(Light Depending Resistor)
atau
Thermistor
(NTC/PTC)
Sumber : (Ponto, 2019)
Resistor termasuk salah satu komponen elektronika yang bersifat pasif
atau tidak membutuhkan arus listrik untuk bekerja. Resistor memiliki sifat
menghambat arus listrik dan memiliki nilai hambatan tertentu. Resistor
memiliki beberapa kegunaanya yaitu sebagai berikut:
1) Penghambat arus listrik.
11
2) Pembagi tegangan.
3) Pembagi arus.
4) Pengaman arus.
5) Dan sebagainya.
Resistor terbuat dari material atau bahan karbon dan keramik yang
berbentuk tabung. Semakin besar kapasitas resistor, semakin besar pula
diameter tabung yang dipergunakan. Resistor diproduksi dengan cara
pembuatan inti keramik yan dilakukan dengan proses extrusi yang kemudian
dipotong sesuai ukuran panjang tabung. Setelah keramik dipotong sesuai
ukuran yang diinginkan kemudian diberi lapisan karbon. Material yang
digunaka memiliki yang berbeda-beda atau klasifikasi atau tipe tertentu
sesuai dengan nilai hambatan yang dibutuhkan. Kedua ujung resistor diberi
logam untuk menghubungkan dengan komponen lainnya. Pembuatan
terakhir yang diberi kode warna sesuai dengan nilai hambatan resistor.
Tabel II.2
Nilai Kode Warna Resistor
Warna Nilai
Hitam 0
Coklat 1
Merah 2
Jingga 3
Kuning 4
Hijau 5
Biru 6
Ungu 7
Abu-abu 8
Putih 9
Emas 5%
Perak 10%
Tidak Berwarna 20%
Sumber : (Ponto, 2019)
12
Untuk menggunakan komponen ini perlu dipelajari agar diketahui
besaran nilai hambatannya. Terdapat beberapa cara untuk mengetahui,
diantaranya dihitung dari kode warna dan kode angka atau menggunakan alat
ukur Ohm-meter atau lebih mudah menggunakan Multimeter, yaitu suatu alat
ukur untuk mengukur arus, tegangan, hambatan listrik yang sering diberi
istilah AVO meter singkatan dari Amper, Volt, dan Ohm.
Untuk mengetahui nilai resistor berdasarkan pada kode warna, perlu
perhatikan nilai-nilai warna yang sudah ditetap pada tabel nilai kode warna
resistor.
Sumber : (Ponto, 2019)
Gambar II.4
Perhitungan Kode Warna Komponen Resistor
13
Cara menghitung resistor kode warna dikemukakan pada gambar
perhitungan kode warna komponen Resistor. Dari Gambar II.4 terdapat tiga
kategori kode warna, yaitu 4 cincin warna (bands), 5 warna, dan 6 warna.
Pada Gambar tersebut untuk menghitung besaran nilai hambatan yaitu:
1) Resistor pertama, terdapat 4 cincin kode warna artinya cincin ke-1 dan
ke-2 adalah digit kode angka, cincin warna ke-3 sebagai faktor pengali,
dan cincin kode warna ke-4 menunjukan nilai toleransi.
2) Resistor ke-dua, terdapat 5 cincin kode warna artinya cincin ke-1, ke-2,
dan ke-3 adalah digit kode angka, cincin warna ke-4 sebagai faktor
pengali, dan kode warna ke-5 menunjukan nilai toleransi.
3) Resistor ke-tiga, terdapat 6 cincin kode warna, artinya nilai resistansi
sama seperti pada resistor kedua, tetapi pada resistor ini menunjukkan
cincin kode warna ke-6 menunjukkan koefisien toleransi terhadap
temperatur yang diijinkan terhadap resistor tersebut.
Contoh Soal:
Apabila suatu resistor hanya diberi kode angka, misalnya “253” maka
cara untuk menghitung nilai resistor tersebut adalah:
1) Angka 2 menunjukkan nilai digit ke satu
2) Angka 5 menunjukkan nilai digit ke dua
Angka 3 menunjukkan jumlah nol dibelakang digit ke dua, yaitu tiga nol atau
000 atau juga dikalikan dengan 103.
Diketahui:
Resistor yang diberi kode angka “253”
Ditanya:
Berapa besar nilai hambatan/tahanan resistor yang diberi kode “253”?
14
Pembahasan:
Kode angka ke 1 dan ke 2 menunjukkan besaran nilai yaitu 25 sedangkan
kode angka ke 3 yaitu sebagai faktor pengali atau dibelakang nilai tersebut
ditambahkan nol atau dikalikan dengan 103 sehingga nilai resistansi resistor
(R) tersebut adalah
R = 25x103
= 25.000 Ohm
= 25 kilo Ohm
= 25 K-Ohm, atau
= 25 KΩ
Terdapat juga cara lain, yaitu pada suatu resistor diberi kode angka dan
huruf.
Contoh soal:
Sebuah komponen resistor tertulis “2R5”. Berapa nilai hambatan komponen
tersebut?
Diketahui:
Komponen “2R5”
Ditanya:
Berapa besar komponen yang tertulis “2R5”?
Pembahasan:
Kode huruf R yaitu menandai koma sehingga bila tertulis kode 2R5 maka
diperoleh nilai hambatan adalah
R = 2,5Ω
Contoh soal:
Jika suatu komponen tertulis 0R25. Berapakah besar nilai hambatannya?
15
Diketahui:
Komponen resistor tertulis 0R25.
Ditanya:
Tentukan nilai hambatan resistor
Pembahasan:
Karena R merupakan kode koma, maka nilai resistor adalah
R = 0,25Ω
Selain ke-tiga cara tersebut, terdapat resistor yang diberi kode seperti
berikut.
Sumber : (Ponto, 2019)
Gambar II.5
Kode Resistor
Gambar II.2 menunjukkan bahwa kode 25W adalah nilai faktor daya
resistor, 22R dimana angka 22 menunjukkan nilai resistansi sedangkan huruf
R artinya dikalikan dengan 1 sehingga diperoleh 22 x 1 = 22 Ohm,
sedangkan kode huruf J menunjukkan nilai toleransi. Dengan demikian
resistor ini diberi kode huruf untuk nilai resistansi dan kode nilai untuk
toleransi. Besaran nilai huruf tersebut, yaitu:
Untuk kode huruf nilai resistansinya adalah:
1) “R” artinya x 1 Ohm
2) “K” artinya x 1.000 Ohm = 103 ohm = 1 Kilo-Ohm = 1 KΩ
3) “M” artinya x 1.000.000 Ohm = 106 ohm = 1 Mega-Ohm = 1 MΩ
16
Untuk kode huruf nilai toleransi, adalah:
1) “F” menunjukkan toleransi 1%
2) “G” menunjukkan toleransi 2%
3) “J” menunjukkan toleransi 5%
4) “K” menunjukkan toleransi 10%
5) “M” menunjukkan toleransi 20%
Pemberian kode warna dan kode huruf terhadap komponen-komponen
elektronika seperti resistor dan kapasitor (kondensator) sangat penting
mengingat komponen-komponen tersebut relatif kecil karena tidak cukup
untuk diberi penjelasan secara detail yang memerlukan ruang yang cukup.
Komponen elektronika seperti resistor pasti akan mengalami
kerusakan. Pemeriksaan kerusakan pada resistor dapat dilakukan dengan
menguji dan memeriksa menggunakan alat yang biasa disebut AVO meter
atau multitester. Pemeriksaan resistor dapat dilakukan dengan cara berikut:
1) Putar posisi multimeter ke skala ohm meter dan arahkan ke batas ukur
yang lebih tinggi atau hampir sama denga perkiraan nilai hambatan
resistor yang diukur.
2) Lakukan kalibrasi multimeter.
3) Hubungkan probe multimeter pada masing-masing kaki resistor.
4) Amati jarum pada multimeter sampai menunjukkan angka stabil
Dari hasil pengukuran dengan multitester dapat disimpulkan:
1) Resistor dalam kondisi baik bila jarum menunjukkan angka sesuai dengan
nilai pada resistor.
2) Resistor dalam keadaan stengah rusak / molor bila jarum menunjukkan
angka lebih kecil / lebih besar dari batas toleransi alat.
17
3) Resistor putus bila jarum tidak bergerak sama sekali.
4) Resistor konslet bila jarum menunjukkan angka nol.
b. Kapasitor
Sumber : rumusrumus.com
Gambar II.6
Jenis-Jenis Kapasitor
Menurut (Ponto, 2019) “Kapasitor atau disebut kondensator adalah
suatu komponen yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik,
dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan dalam komponen tersebut
dari muatan listrik”. Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad yang
diambil dari nama Michael Faraday orang pertama yang menemukan
kapasitor. Kondensator atau dikenal dengan nama “kapasitor”, namun kata
“kondensator” masih dipakai hingga saat ini. Pertama disebut oleh
Alessandro Volta seorang ilmuwan Italia pada tahun 1782, dari bahasa Italia
yaitu Condensatore, salam bahasa Perancis Condensateur, Jerman
Kondensator, dan Spanyol Condensador, yaitu menyangkut kemampuan
suatu komponen untuk menyimpan muatan listrik yang tinggi disbanding
komponen lainnya. Kebanyakan bahasa dan Negara yang tidak
18
menggunakan bahas Inggris masih mengacu pada perkataan bahasa Italia
“condensatore”. Kapasitor terbuat dari material logam yang berbentuk dua
buah lempengan yang disusun secara paralel dan berdekatan satu dengan
yang lain sesuai dengan ukuran yang dibutuhkan dan fungsinya.
Pada prinsipnya kapasitor terdiri dari dua keping pelat paralel tersebut
dipisahkan oleh daerah non-konduktif. Daerah non-konduktif ini biasanya
menggunakan bahan yang pada umumnya disebut dengan bahan dielektrik
yaitu sejenis material isolator listrik yang dapat dipolarisasikan atau
dikutubkan (polarized) dalam medan listrik. Jika material dielektrik
ditempatkan di dalam medan listrik, maka muatan listrik, maka muatan
listrik tidak mengalir melalui bahan tersebur tetapi akan bergeser sedikit dari
rata-rata posisi setimbangnya (equilibrium positions) sehingga menyebabkan
polarisasi yang disebut dengan “polarisasi dielektrik”.
Terdapat beberapa jenis kapasitor yang dikenal dalam teknik elektronika
seperti dikemukakan pada tabel berikut
Tabel II.3
Simbol dan Jenis-Jenis Kapasitor
Simbol Jenis Keterangan
Kapasitor/Kondensator
Bipolar
Menyimpan arus listrik
sementara waktu. Kapasitor
ini berfungsi sebagai short
circuit pada arus bolak balik
(AC) dan open circuit pada
arus searah (DC)
Kapasitor/Kondensator
Nonpolar
19
Kapasitor/Kondensator
Bipolar (Polarized
Capasitor)
Elektrolit (Elco)
Kapasitor/Kondensator
Berpolar (Polarized
capasitor)
Elektrolit (Elco)
Kapasitor Variabel
(Variable Capasitor)
Nilai kapasitansi dapat
diukur
Sumber : (Ponto, 2019)
Dari tabel diatas dijelaskan bahwa kapasitor dalam rangkaian arus
bolak-balik berfungsi sebagai komponen untuk pembuka jalannya arus (open
circuit).
Lempengan logam yang tersusun paralel sebagai material dielektrik
dihubungkan dengan kaki kapasitor. Material dielektrik terbuat dari pelat
konduktor terbuat dari keramik, kertas, mika dan sebagainya. Kaki kapasitor
dihubungkan dengan pelat konduktor. Material dielektrik yaitu material yang
tidak dapat dialiri listrik memiliki ruang hampa udara sebagai salah satu
bahan dielektrik. Apabila suatu material dielektrik dialiri arus listrik melalui
kaki elektroda, maka muatan positif dan negatif akan berkumpul. Muatan ini
akan tetap tersimpan dalam kapasitor selama tidak terjadi konduksi pada
kaki terminal kapasitor.
20
Sumber : (Ponto, 2019)
Gambar II.7
Konstruksi Kapasitor
Pada Gambar II.3 bentuk pelat yang digunakan pada komponen
kapasitor dapat berupa cakram aluminium, aluminium foil ataupun lapisan
tipis logam yang dipasangkan berlawanan sisi dengan dielektrik atau dibuat
rata.
Beberapa fungsi komponen kapasitor dalam rangkaian listrik maupun
rangkaian elektronika, yaitu:
1) Untuk menyimpan muatan electron atau listrik yang disebut dengan
kapatisansi,
2) Sebagai filter atau penyaring dalam rangkaian power supply,
3) Sebagai frekuensi pada rangkaian antena,
4) Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain
ternasuk pada power supply,
5) Untuk menghemat daya listrik pada lampu neon,
6) Dalam rngkaian arus searah (DC) berfungsi sebagai isolator atau
penahan arus listrik,
7) Pada ragkaian arus bolak-balik (AC) berfungsi sebagai konduktor atau
melawan arus listrik,
8) Sebagai perata tegangan DC untuk mengubah arus AC ke DC, dan
21
9) Pembangkit gelombang AC atau ocilator, dan sebagainya.
Sebagai kapasitas kapasitor disebut kapasitansi atau kapasitif, yaitu
suatu ukuran yang menyimpan muatan listrik. Makin besar muatan listriknya
semakin besar muatan potensial listriknya. Besaran kapasitansi dalam suatu
rangkaian dihitung dengan persamaan:
C =
Dimana:
C = Kapasitas kapasitor dalam satuan Farad (F)
Q = muatan yang tersimpan dalam satuan Coulomb (C)
V = beda potensial (tegangan), dalam satuan Volt (V)
Berdasarkan pada formulasi persamaan tersebut dapat disimpulkan
bahwa apabila semakin besar muatan listrik pada pelat konsuktor yaitu kaki
kapasitor maka semakin besar pula beda potensial antara kedua pelat
kapasitor. Dalam hal ini muatan listrik (Q) berbanding lurus dengan beda
tegangan (V).
Nilai besaran kapasitansi atau kapasitor ditentukan oleh ukuran pelat
konduktor (penghantar) dan bentuknya dan kapasitasnya tergantung dari
jenis material yang digunakan pada kedua pelat sebagai dielektrik (pemisah)
Ditinjau dari nilai kapasitansi dan kegunaan kapasitor, komponen ini terdiri
dari kapasitor memiliki nilai tetap dan kapasitor bernilai yang dapat diubah-
ubah atau diberi istilah kapasitor variabel, yaitu komponen ini dirancang
khusus agar dapat diubah-ubah sesuai dengan kebutuhann untuk rangkaian
22
listrik/elektronika.Berikut ini dikemukakan jenis-jenis kapasitor yang
memiliki nilai tetap, yaitu:
1) Kapasitor Timer, komponen ini termasuk jenis variabel tetap, tetapi
kapasitasnya dapat diubah-ubah sehingga alat ini dirancang khusus pada
bagian kepalanya untuk memutar bagian dalam poros kapasitor dengan
menggunakan obeng. Seperti ditunjuk pada gambar dibawah
Sumber : (Ponto, 2019)
Gambar II.8
Kapasitor Timer
2) Kapasitor Varco, yaitu suatu komponen memiliki prinsip kerja identik
dengan Kapasitor Timer tetapi bentuknya seperti potensiometer.
3) Kapasitor Elektrolit, komponen ini sering diberi istilah elcho, yaitu
kapasitor yang memiliki bahan isolasi yang terbuat dari elektrolit dan
berbentuk tabung. Kapasitor Elektrolit memiliki polaritas arah positif dan
negative yang terbuat dari material aluminium yang berfungsi untuk
membungkus dan sekaligus sebagai terminal negatif. Kapasitor Elektrolit
memiliki nilai kapasitansi sebesar 0,47 sampai ribuan μF.
4) Kapasitor Tantanum, yaitu suatu komponen yang terbuat dari material
atau bahan logam tantanum yang berfungsi sebagai Anoda atau elektroda
positif (+). Sebagaimana kapasitor elektrolit, kapasitor tantanum memiliki
arah positif dan arah negatif (-). Material isolasi terbuat dari material
23
elektrolit. Pada umumnya kapasitor tantanum digunaka pada peralatan
elektronika yang berukuran kecil seperti notebook (laptop), handphone,
dan sebagainya.
5) Kapasitor Kramik, adalah komponen kapasitor berbentuk bulat tipis
pesergi empat yang terbuat dari material kramik. Kelebihan kapasitor ini
tidak memiliki arah atau polaritas yang dapat dipasang bolak-balik pada
rangkaian elektronika. Nilai kapasitor keramik antara 1pF sampai dengan
0,01 μF.
6) Kapasitor Kertas, adalah suatu komponen jenis non-variable (tidak
berubah atau tetap) yang memiliki isolasi terbuat dari kertas. Bernilai
kapasitansi antara 300 μF sampai dengan 4 F.
7) Kapasitor Mika, komponen jenis ini menggunakan material isolasi dari
bahan mika. Nilai kapasitansi antara 50 pF sampai 0,02 μF.
8) Kapasitor Polyester, yaitu kapasitor berbentuk persegi empat yang
menggunakan isolasi dari polyester. Komponen ini dapat dipasang
terbalik dalam rangkaian elektronika.
Kondensator / kapasitor dapat mengalami kerusakan, maka dari itu
perlu dilakukan pemeriksaan untuk mengetahui kondisi dari kapasitor
tersebut. Pemeriksaan dilakukan dengan menggunakan multimeter. Berikut
cara pemeriksaan kondensator / kapasitor:
1) Kondensator Elektrolit / Elco / Polar.
a) Putar posisi multimeter ke skala Ohm meter.
b) Hubungkan probe merah multimeter dengan kaki negatif dan probe
hitam dengan kaki positif.
c) Amati jarum.
24
Dari hasil pengukuran dengan multitester dapat disimpulkan:
a) Kondensator dalam kondisi baik bila jarum bergerak dan kembali ke
tempat semula.
b) Kondensator sudah rusak bila jarum bergerak namun tidak kembali ke
posisi semula.
c) Kondensator bocor bila jarum bergerak tapi tidak kembali.
d) Kondensator putus bila jarum tidak bergerak sama sekali.
2) Kondensator Non Polar.
a) Putar posisi multimeter ke skala Ohm meter x10 / x1K
b) Hubungkan probe multimeter ke masing-masing kaki.
c) Amati jarum.
Dari hasil pengukuran dengan multitester dapat disimpulkan:
a) Kondensator baik bila jarum tidak bergerak.
b) Kondensator rusak bila jarum bergerak.
2. Komponen Aktif
Komponen aktif termasuk komponen semikonduktor yaitu komponen yang
dapat bekerja bila adanya sumber tegangan. Komponen ini terdiri dari dioda (dioda),
transistor, IC(Integrated Circuit).
a. Dioda
Menurut (Setiyo, 2017) “Dioda adalah bagian komponen
semikonduktor yang berfungsi mengalirkan arus listrik dalam satu arah.”
Jenis-jenis dioda:
1) Dioda Penyearah
Jika arah arus listrik sama dengan arah dioda, yaitu dari potensial
tinggi ke potensial rendah, nilai tegangannya lebih besar dari tegangan
25
minimum dioda, arus akan dilewatkan. Jika dipasang berkebalikan dengan
arah arus listrik, dioda berfungsi untuk menghambat arus listrik yang
lewat.
Dioda memiliki batas kapasitas. Oleh karena itu, jika beda tegangan
disambungkan dengan N jauh lebih besar daripada tegangan di
sambungkan P puluhan aau ratusan volt, kemungkinan dioda akan rusak
karena tidak mampu menahan aliran arus listrik yang terlalu besar.
Pada dioda penyearah hanya terdapat satu variabel nilai yaitu arus
(ampere). Besar arus pada dioda menyatukan arus maksimum yang dapat
disaring oleh dioda.
Sumber : (Setiyo, 2017)
Gambar II.9
Simbol dan Bentuk Dioda
2) Dioda Zener
Dioda Zener hampir sama dengan dioda biasa. Pada dioda biasa,
kerusakan dapat terjadi pada saat tegangan mencapai ratusan volt.
Sedangkan pada dioda zener, kerusakan dapat terjadi pada tegangan
puluhan atau satuan volt. Dioda biasa bekerja pada bias maju, sedangkan
dioda zener bekerja pada bias mundur.
26
Sumber : (Setiyo, 2017)
Gambar II.10
Gambar Bentuk Dioda Zener
b. Transistor
Menurut (Setiyo, 2017) “Transistor merupakan komponen
elektronika pertama yang mengantarkan dunia elektronika kuno menuju
elektronika modern”. Umumnya, transistor berfungsi sebagai sakelar dan
komponen penguat tegangan atau arus listrik.
Sumber : teknikelektronika.com
Gambar II.11
Transistor
Jenis-jenis transistor:
1) BJT (Bipolar Junction Transistor)
Transistor jenis ini memiliki dua dioda yang kutub positif atau kutub
negatifnya berhimpit, dan memiliki tiga terminal, yaitu emitter (E),
27
kolektor (C), dan basis (B). Transistor jenis BJT dibagi menjadi dua
jenis berikut ini.
a) NPN (Negative Positif Negative)
N dan P pada transistor jenis ini menunjukkan pembawa
muatan mayoritas pada daerah yan berbeda pada transistor.
Transistor NPN terdiri dari selapis semikonduktor tioe P diantara dua
lapis smikonduktor tipe N. Arus kecil yang memasuki basis pada
moda tunggal emitor dikuatkan di keluaran kolektor. Dengan kata
lain, transistor NPN hidup ketika tegangan basis lebih tinggi
daripada tegangan emitter. Tanda panah dalam symbol diletakkan
pada kaki emitor dan menunjukkan keluar (arah aliran arus
konvensional ketika piranti dipanjar maju).
Sumber : (Setiyo, 2017)
Gambar II.12
Simbol Transistor NPN
b) PNP (Positive Negative Positive)
Transistor PNP terdiri dari selapis semikonduktor tipe N di
antara dua lapis semikonduktor tipe P. Arus kecil yang
meninggalkan basis pada moda tunggal emitter dikuatkan pada
keluaran kolektor Dengan kata lain, transistor PNP hidup ketika
28
tegangan basis lebih rendah daripada tegangan emitter. Tanda panah
pada simbol diletakkan pada emiter dan menunjuk ke dalam.
Sumber : (Setiyo, 2017)
Gambar II.13
Simbol Transistor PNP
c) FET (Field Effect Transistor)
Transistor jenis ini menggunakan medam listrik untuk
mengendalikan konduktivitas suatu kanal dari pembawa muatan
tunggal dalam bahan semikonduktor. FET tersusun menggunakan
tiga terminal, yaitu Source (S), Gate (G), dan Drain (D).
Sumber : (Setiyo, 2017)
Gambar II.14
Simbol Transistor FET
29
Berikut adalah beberapa jenis transistor jenis FET:
(1) JFET (Junction FET), menggunakan pertemuan P-N yang
dipanjar terbalik untuk memisahkan gerbang dan badan.
(2) MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET), menggunakan
isolator di antara gerbang dan badan.
(3) MESFET (Metal Semiconductor FET) menggantikan pertemuan
P-N pada JFET dengan penghalang Schottky, digunakan pada
GaAs dan bahan semikonduktor lainnya.
(4) HEMT ( High Electron Mobility Transistor, Transistor
Pergerakan Elektron Tinggi), juga disebut HFET
(Heterostructure FET, FET Struktur Campur). Material celah
jalur lebar yang membentuk isolasi antara gerbang dan badan.
(5) FREDFET (Fast Reserve/Recovery Epitaxial Dioda FET, FET
Dioda Epitaksial Cepat Balik/Penuh), sebuah FET yang didesain
khusus untuk memberikan kecepatan pemulihan (pematian)
dioda badan.
(6) ISFET (Ion Sensitive FET, FET Sensitif Ion), digunakan untuk
mengukur konsentrasi ion pada larutan. Ketika konsentrasi ion
(seperti pH) berubah, arus yang mengalir melalui transistor juga
berubah.
(7) DNAFET adalah FET khusus yang berfungsi sebagai sebuah
biosensor denganmenggunakan gerbang yang dibuat dari
molekul salah satu helai DNA untuk mendeteksi helaian DNA
yang cocok.
30
(8) IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) Transistor Dwikutub
Gerbang Terisolasi, peranti pengendali daya tinggi. Transistor
ini mempunyai struktur mirip sebuah MOSFET yang
digandengkan dengan kanal konduksi urama yang mirip
transistor dua kutub. Transistor ini sering digunakan pada
tegangan ambang ke sumber antara 200-3.000 volt. MOSFET
daya merupakan peranti pilihan utama untuk tegangan ambang
ke sumber antara 1-200 volt.
Transistor memiliki tiga kaki yaitu kaki basis (B), kolektor (C), dan
emitor (E). Untuk menentukan kaki tersebut maka dapat dilakukan dengan
pengecekan menggunakan multimeter sebagai berikut:
1) Arahkan switch multimeter dalam posisi ohm meter 1x atau diatasnya.
2) Hubungkan probe hitam ke salah satu kaki transistor.
3) Hubungkan probe merah ke kaki yang lainnya secara bergantian.
4) Jika terjadi gerakan pada kedua kaki yang dihubungkan dengan probe
merah, maka dipastikan jenis transistor adalah NPN dan kaki yang
terubung ke probe hitam adalah kaki basis.
5) Jika probe merah yang menjadi acuan berarti transistor tersebut adalah
jenis transistor PNP
6) Untuk mengetahui kaki emitor dan kaki kolektor, bandingkan nilai
tahanannya. Untuk kolektor relative memiliki tahanan yang lebih besar
sedikit dari tahanan kaki emitor.
31
2.1.4 Sensor
Menurut (Kadir, 2018) mengatakan bahwa “Sensor adalah peranti yang
mengubah parameter fisik seperti temperatur, tekanan, kecepatan, atau kelembapan,
menjadi isyarat listrik”, dan menurut (Jati, 2018) “Sensor adalah jenis tranduser yang
digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia
menjadi tegangan dan arus listrik”.
Jenis sensor secara garis besar bisa dibagi menjadi 2 jenis yaitu :
1. Sensor fisika
Sensor fisika adalah sensor yang mendeteksi suatu besaran berdasarkan
hukum-hukum fisika. Yang termasuk kedalam jenis sensor fisika yaitu sensor
cahaya, sensor suara, sensor suhu, sensor gaya, sensor percepatan.
2. Sensor Kimia
Sensor kimia adalah sensor yang mendeteksi jumlah suatu zat kimia dengan
cara mengubah besaran kimi menjadi besaran listrik. Biasanya ini melibatkan
beberapa reaksi kimia. Yang termasuk kedalam jenis sensor kimia yaitu sensor
PH, sensor gas, sensor oksigen, sensor ledakan,dll.
Dalam penulisan tugas akhir ini, penulis menggunakan sensor proximity
sebagai sensor utama. Untuk itu penulis akan membahas sedikit tentang sensor
proximity.
Menurut (Kho, 2019) “Proximity Sensor (Sensor Proksimitas) atau dalam
bahasa Indonesia disebut dengan Sensor Jarak adalah sensor elektronik yang mampu
mendeteksi keberadaan objek di sekitarnya tanpa adanya sentuhan fisik”
1. Inductive Proximity Sensor (Sensor Jarak Induktif)
Sensor Jarak Induktif atau Inductive Proximity Sensor adalah Sensor Jarak
yang digunakan untuk Sensor Jarak yang digunakan untuk mendeteksi
32
keberadaan logam baik logam jenis Ferrous maupun logam jenis non-ferrous.
Sensor ini dapat digunakan untuk mendeteksi keberadaan (ada atau tidak adanya
objek logam), menghitung objek logam dan aplikasi pemosisian. Sensor induktif
sering digunakan sebagai pengganti saklar mekanis karena kemampuannya yang
dapat beroperasi pada kecepatan yang lebih tinggi dari sakelar mekanis biasa.
Sensor Jarak Induktif ini juga lebih andal dan lebih kuat.
Sensor Proximity Induktif pada umumnya terbuat dari kumparan/koil dengan
inti ferit sehingga dapat menghasilkan medan elektromagnetik frekuensi
tinggi. Output dari sensor jarak jenis induktif ini dapat berupa analog maupun
digital. Versi Analog dapat berupa tegangan (biasanya sekitar 0 – 10VDC) atau
arus (4 – 20mA). Jarak pengukurannya bisa mencapai hingga 2 inci. Sedangkan
versi Digital biasanya digunakan pada rangkaian DC saja ataupun rangkaian
AC/DC. Sebagian besar Sensor Induktif Digital dikonfigurasi dengan Output
“NORMALLY – OPEN” namun ada juga yang dikonfigurasi dengan Output
“NORMALLY – CLOSE”. Sensor Induktif ini sangat cocok untuk mendeteksi
benda-benda logam di mesin dan di peralatan otomatisasi.
Inductive Proximity Sensor ini pada dasarnya terdiri dari sebuah osilator,
sebuah koil dengan inti ferit, rangkaian detektor, rangkaian output, kabel dan
konektor. Osilator pada Sensor Jarak ini akan membangkitkan gelombang sinus
dengan frekuensi yang tetap. Sinyal ini digunakan untuk menggerakkan
kumparan atau koil. Koil dengan Inti Ferit ini akan menginduksi medan
elektromagnetik. Ketika garis-garis medan elektromagnetik ini ter-interupsi oleh
objek logam, tegangan osilator akan berkurang sebanding dengan ukuran dan
jarak objek dari kumparan/koil. Dengan demkian, Sensor Proksimitas ini dapat
mendeteksi adanya objek yang sedang mendekatinya. Pengurangan tegangan
33
osilator ini disebabkan oleh arus Eddy yang diinduksi pada logam yang meng-
interupsi garis-garis logam.
2. Capacitive Proximity Sensor (Sensor Jarak Kapasitif)
Sensor Jarak Kapasitif atau Capacitive Proximity Sensor adalah Sensor Jarak
yang dapat mendeteksi gerakan, komposisi kimia, tingkat dan komposisi cairan
maupun tekanan. Sensor Jarak Kapasitif dapat mendeteksi bahan-bahan dielektrik
rendah seperti plastik atau kaca dan bahan-bahan dielektrik yang lebih tinggi
seperti cairan sehingga memungkinkan sensor jenis ini untuk mendeteksi tingkat
banyak bahan melalui kaca, plastik maupun komposisi kontainer lainnya.
Sensor Jarak Kapasitif ini pada dasarnya mirip dengan Sensor Jarak Induktif,
perbedaannya adalah sensor kapasitif menghasilkan medan elektrostatik
sedangkan sensor induktif menghasilkan medan elektromagnetik. Sensor Jarak
Kapasitif ini dapat digerakan oleh bahan konduktif dan bahan non-konduktif.
Elemen aktif Sensor Jarak Kapasitif dibentuk oleh dua elektroda logam yang
diposisikan untuk membentuk ekuivalen (sama dengan) dengan Kapasitor
Terbuka. Elektroda ini ditempatkan di rangkaian osilasi yang berfrekuensi tinggi.
Ketika objek mendekati permukaan sensor jarak kapasitif ini, medan elektrostatik
pelat logam akan terinterupsi sehingga mengubah kapasitansi sensor jarak.
Perubahan ini akan mengubah kondisi dalam pengoperasian sensor jarak
sehingga dapat mendeteksi keberadaan objek tersebut.
2.1.5 Motor Servo dan LCD 16x2
Menurut (Andrianto & Darmawan, 2017) “Motor servo adalah sebuah
motor dengan system umpan balik tertutup, posisi dari motor akan diinformasikan
kembali kerangkaian control yang ada di dalam motor servo”
34
Sumber : Penulis
Gambar II.15
Motor Servo
Motor ini terdiri dari sebuah motor DC, serangkaian roda gigi (gear),
potensiometer dan rangkaian control. Potensiometer berfungsi untuk menentukan
batas sudut dari putaran servo. Sedangkan putaran dari sumbu motor servo diatur
(dengan sinyal PWM) berdasarkan lebar pulsa (berkisar antara 0,5ms s.d. 2ms) yang
dikirim melalui kaki sinyal dari motor servo. Secara umum terdapat 2 jenis motor
servo, yaitu motor servo standard (dapat berputar 180 derajat) dan motor servo
Continous (dapat berputar sebesar 360 derajat).
Sumber : www.nyebarilmu.com
Gambar II.16
LCD 16x2
Menurut (Andrianto & Darmawan, 2017) “LCD (Liquid Crystal Display)
16x2 adalah suatu display dari bahan cairan kristal yang pengoperasiannya
menggunakan system dot matriks. LCD (Liquid Crystal Display) 16 x 2 dapat
35
menampilkan sebanyak 32 karakter yang terdiri dari 2 baris dan tiap baris dapat
menampilkan 16 karakter”.
Sumber : sekolahrobot.com
Gambar II.17
Modul I2C
Dalam pembuatan alat pada Tugas Akhir ini, penulis menggunakan module
I2C yang dihubungkan ke LCD 16x2 untuk menyederhanakan pin yang
disambungkan ke arduino.
2.1.6 Arduino
Menurut (Andrianto & Darmawan, 2017) menyatakan bahwa “Arduino
adalah suatu perangkat prototipe elektronik yang berbasis mikrokontroller yang
fleksibel dan open-source, perangkat keras dan perangkat lunaknya mudah
digunakan”. Sedangkan menurut (Sanjaya, 2016) “Arduino dikatakan sebagai sebuah
platform dari physical computing yang bersifat open source”.
Perangkat ini ditujukan untuk siapapun yang tertarik/memanfaatkan
mikokontroller secara praktis dan mudah. Bagi pemula dengan menggunakan Board
ini akan mudah mempelajari pengendalian dengan mikrokontroller, bagi desainer
pengontrol lebih mudah dalam membuat prototype maupun implementasi, dengan
demikian juga bagi para hobi yang mengembangkan mikrokontroller.
Kelebihan-kelebihan dari Board Arduino diantaranya adalah:
36
1. Tidak perlu perangkat chip programmer karena didalamnya memiliki
bootloader yang akan menangani program yang di-upload dari computer
2. Bahasa pemrogramannya relatif mudah (bahasa C), dan software Arduino
mudah dioperasikan karena berbentuk GUI (Graphical User Interface), IDE
(Integrated Development Environment), memiliki library yang cukup lengkap
serta gratis dan open source.
3. Komunikasi serial dan komunikasi untuk upload program menggunakan jalur
yang sama yaitu jalur USB atau komunikasi serial, jadi membutuhkan sedikit
kabel.
Beberapa Board Arduino yang sering digunakan, yaitu:
1. Board Arduino NG/Older (Severino)
Board Arduino NG/Older (Severino) menggunakan mikrokontroller
ATmega8 atau ATmega 168. Fungsi dari pin dan terminal pada Board Arduino
NG/Older (Severino)
a. DB-9 connector
Ciri khas dari Board Arduino NG/Older (Severino) dibandingkan
dengan board Arduino lain yaitu menggunakan sarana komunikasi
menggunakan port serial, agar dapat menggunakan komunikasi
menggunakan port USB perlu menggunakan konverter dari serial RS232 ke
USB.
37
b. DC1, 2.1mm power jack
Digunakan untuk tambahan sumber tegangan (catu daya) dari luar.
Dalam solverino sudah terdapat regulator tegangan yang dapat meregulasi
masukan tegangan antara +7V sampai +20V (masukan tegangan yang
disarankan antara +9V s/d +12V)
c. ICSP, 2x3 pinheader
Untuk memprogram bootloader ATmega atau memprogram Arduino
severino dengan software lain, misalnya: khazama. Board Arduino juga
dapat diprogram tanpa menggunakan bootoader dengan menggunakan
ICSP (In-Circuit Serial Programming) ini
Tabel II.4
Keterangan pin ICSP pada Arduino NG/Older (Soverino)
1 MISO +5V 2
3 SCK MOSI 4
5 RST GND 6
Sumber : (Andrianto & Darmawan, 2017)
d. JP0, 3 pin jumper
Ketika posisi 2-3, board pada keadaan serial enabled (X1 connector
dapat digunakan). Ketika posisi 1-2, board pada keadaan serial disabled
(X1 connector tidak berfungsi) dan eksternal pull-down resistors pada
pin0(RX) dan pin1(TX) dalam keadaan aktif, resistor pull-down untuk
mencegah noise dari RX.
e. JP4
Ketika pada posisi 1-2, board dapat mengaktifkan fungsi auto-reset,
yang berfungsi ketika meng-upload program pada board tanpa perlu
menekan tombol S1.
38
f. S1
Adalah push button yang berfungsi sebagai tombol reset.
g. LED
POWER led : menyala ketika Arduino dinyalakan dengan diberi
tegangan dari DC1
RX led : berkedip ketika menerima data melalui komputer lewat
komunikasi serial
TX led : berkedip ketika mengirim data melalui komunikasi serial
L led : terhubung dengan digital pin13. Berkedip ketika
bootloading.
h. DIGITAL PINOUT IN/OUT
8 digital pin inputs/outputs : pin 0-7 (terhubung pada PORT D dari
ATMEGA). Pin -0(RX) dan PIN-1(TX) dapat digunakan sebagai pin
komunikasi. Untuk ATmega 168/328 pin 3,5 dan 6 dapat digunakan
sebagai output PWM.
6 digital pin inputs/outputs : pin 8-13 (terhubung pada PORT B).
Pin10(SS), PIN11(MOSI), pin12 (MISO), pin13 (SCK) yang bias
digunakan sebagai SPI (Serial Peripheral Interface), pin 9,10,11 dapat
digunakan sebagai output PWM untuk ATmega8 dan ATmega 168/328.
i. ANALOG PINOUT IN/OUT
6 analog input analog : pin 0-5 (A0-A5) (terhubung pada PORT C). Pin4
(SDA) dan PIN5 (SCL) yang dapat digunakan sebagai 12C (two –wire
serial bus). Pin analog ini dapat digunakan sebagai pin digital14 (A0)
sampai pin digital pin19(A5).
39
2. Arduino UNO
Sumber : Penulis
Gambar II.18
Board Arduino UNO
Board Aduino UNO menggunakan mikrokontroller ATmega 328. Secara
umum posisi/letak pin-pin terminal I/O pada berbagai board Arduino posisinya
sama dengan posisi/letak pin-pin terminal I/O dari Arduino UNO yang
mempunyai 14 pin digital yang dapat di set sebagai input/output (beberapa
diantaranya memiliki fungsi ganda), 6 pin input analog.
Fungsi dari pin dan terminal pada board Arduino UNO
a. USB to Computer
Digunakan untuk koneksi komputer ke alat lain menggunakan komunikasi
serial RS-232 standard. Bekerja ketika JP0 dalam posisi 2-3
b. DC1, 2.1mm power jack DC1, 2.1mm power jack
Digunakan sebagai sumber tegangan (catu daya) dari luar, sudah terdapat
regulator tegangan yang dapat meregulasi masukan tegangan antara +7V
sampai +18V (masukan tegangan yang disarankan antara +9V s/d +12V).
c. ICSP, 2x3 pinheader
Untuk memprogram bootloader ATmega atau memprogram Arduino
dengan software lain, berikut ini keterangan fungsi tiap pin
40
Tabel II.5
Keterangan pin ICSP pada Arduino UNO
1 MISO +5V 2
3 SCK MOSI 4
5 RST GND 6
Sumber : (Andrianto & Darmawan, 2017)
d. JP0, 3 pin jumper
Ketika posisi 2-3, board pada keadaan serial enabled (X1 connector dapat
digunakan). Ketika posisi 1-2 board pada keadaan serial disabled (X1
connector tidak berfungsi) dan eksternal pull-down resistors pada pin0(RX)
dan pin1(TX) dalam keadaan aktif, resistor pull-down untuk mencegah
noise dari RX.
e. JP4
Ketika pada posisi 1-2, board dapat mengaktifkan fungsi auto-reset, yang
berfungsi ketika meng-upload program pada board tanpa perlu menekan
tombol reset S1.
f. S1
Adalah push button yang berfungsi sebagai tombol reset.
g. LED
POWER led : menyala ketika Arduino dinyalakan dengan diberi
tegangan dari DC1
RX led : berkedip ketika menerima data melalui komputer lewat
komunikasi serial
TX led : berkedip ketika mengirim data melalui komunikasi serial
L led : terhubung dengan digital pin13. Berkedip ketika
bootloading.
41
h. DIGITAL PINOUT IN/OUT
8 digital pin inputs/outputs : pin 0-7 (terhubung pada PORT D dari
ATMEGA). Pin-0(RX) dan PIN-1(TX) dapat digunakan sebagai pin
komunikasi. Untuk ATmega 168/328 pin 3,5 dan 6 dapat digunakan
sebagai output PWM.
6 digital pin inputs/outputs : pin 8-13 (terhubung pada PORT B).
Pin10(SS), PIN11(MOSI), pin12 (MISO), pin13 (SCK) yang bisa
digunakan sebagai SPI (Serial Peripheral Interface), pin 9,10, dan 11 dapat
digunakan sebagai output PWM untuk ATmega8 dan ATmega 168/328.
i. ANALOG PINOUT IN/OUT
6 analog input analog : pin 0-5 (A0-A5) (terhubung pada PORT C).
Pin4(SDA) dan PIN5(SCL) yang dapat digunakan sebagai 12C (two –wire
serial bus). Pin analog ini dapat digunakan sebagai pin digital14(A0)
sampai pin digital pin19(A5).
3. Arduino Mega 2560
Board Arduino mega 2560 adalah board Arduino yang menggunakan IC
mikrokontroller ATmega 2560. Board ini memiliki 54 digital input/output (15
buah diantaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 16 buah analog input,
4 UARTs (universal asynchronous receiver/transmitter), osilator Kristal 16
MHz, koneksi USB, jack power, soket ICSP (In-Circuit System Programming),
dan tombol reset.
42
Tabel II.6
Spesifikasi Arduino Mega 2560
Spesifikasi Keterangan
Mikrokontroler ATmega 2560
Tegangan operasional 5V
Tegangan input (rekomendasi) 7-12V
Tegangan input (limit) 6-20V
PIN Digital I/O 54 (15 buah diantaranya dapat
digunakan sebagai output PWM)
PIN Analog Input 16 (A0 s.d. A.15)
Arus DC per PIN I/O 40 mA
Arus DC untuk PIN 3.3V 50 mA
Memori Flash 256 KB, 8 KB digunakan untuk
bootloader
SRAM 8 KB
EEPROM 4 KB
Clock speed 16 MHz
Sumber : (Andrianto & Darmawan, 2017)
a. PIN Input dan Output Digital
Semua pin digital yang terdapat pada Arduino Mega2560 dapat
digunakan baik sebagai input maupun output dengan menggunakan fungsi
pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Output tegangan setiap pin
adalah 5 Volt. Arus maksimum yang dapat diberikan dan diterima sebesar
40 mA. Pada pin digital ini juga terdapat internal pull up resistor sebesar
20-50 KOhm.
Arduino Mega2560 memiliki kemampuan untuk berkomunikasi
dengan komputer, board Arduino lain, dan mikrokontroler lainnya.
ATMega 2560 memiliki 4 buah UART untuk komunikasi serial TTL. Pin 0
dan 1 terhubung langsung dengan IC ATMega16U2 USB to TTL serial
chip. IC tersebut merupakan IC converter USB ke serial. TTL LED RX dan
TX pada board akan menyala saat ada data yang dikirim melalui
43
ATMega16U2 dan koneksi ke komputer melalui USB. Berikut ini port
serial yang ada pada Arduino Mega2560, yaitu:
a. Port Serial : pin 0 (RX) dan pin 1 (TX)
b. Port Serial 1 : pin 19 (RX) dan pin 18 (TX)
c. Port Serial 2 : pin 17 (RX) dan pin 16 (TX)
d. Port Serial 3 : pin 15 (RX) dan pin 14 (TX). Pin RX digunakan untuk
menerima data serial TTL dan pin TX untuk menerima data serial TTL.
e. External Interupt : pin 2 (interrupt 0), pin 3 (interrupt 1) , pin 18
(interrupt 5) , pin 93 (interrupt 4) , pin 20 (interrupt 3) , dan pin 21
(interrupt 2).
f. PWM : pin 2 s.d. pin 13 dan pin 44 s.d. 46. Pin-pin tersebut dapat
digunakan sebagai output PWM 8bit
g. SPI : pin 50 (MISO), pin 51 (MOSI), pin 52 (SCK), pin 53 (SS).
Digunakan untuk komunikasi SPI.
h. LED : pin 13. Terdapat LED yang terhubung dengan dengan pin 13.
i. TWI : pin 20 (SDA) dan pin 21 (SCL). Pin-pin tersebut dapat digunakan
untuk komunikasi TWI. ATMega 2560 juga mendukung komunikasi
TWI dan SPI. Software Arduino memiliki wire library dan SPI library
untuk mempermudah penggunaan fitur komunikasi TWI dan SPI.
j. Arduino Mega 2560 juga memiliki 16 buah input analog (ADC) yaitu
pin A0 s.d. A15. Setiap input memiliki resolusi sebesar 10bit.
b. USB OverCurrent Protection
Arduino Mega 2560 dilengkapi dengan resettable polyfuse yang dapat
melindungi port USB dari hubungan arus pendek dan kelebihan arus.
Meskipun pada setiap komputer sudah terdapat pelindung internal, fuse ini
44
akan memberikan perlindungan tambahan. Apabila arus yang lewat lebih
besar dari 500mA, fuse akan otomatis terputus sampai kelebihan arus atau
hubungan arus pendek dapat diperbaiki.
4. Arduino Mega ADK
Modul Arduino Mega ADK adalah sebuah mikrokontroller yang
menggunakan IC mikrokontroller ATMega 2560. Perbedaan board Arduino
mega ADK dengan board Arduino mega 2560 yaitu board Arduino ADK
dilengkapi denga USB Host Interface untuk berkomunikasi dengan smartphone
berbasis android, berdasarkan IC MAX 3421e.
2.2 Perangkat Lunak
Menurut (Roihan, 2018) mengatakan bahwa:
Perangkat lunak adalah bagian yang tidak berwujud dalam sebuah perangkat
elektronika yang dimasukkan ke dalam perangkat keras (hardware)
berfungsi sebagai pelaksana tugas dan instruksi yang diberikan oleh
pengguna (user), instruksi tersebut dienterpretasi dan dikompilasi menjadi
bahasa mesin lalu mengaktif kan fungsi dan perangkat keras sehingga dapat
menjalankan sistem secara keseluruhan.
2.2.1. Bahasa Pemrograman
Menurut (Sahyar, 2016) “Bahasa pemrograman adalah perangkat lunak
yang digunakan untuk menerjernahkan atau menuliskan algoritma dalarn bentuk teks
perintah-perintah yang dapat dimengerti oleh komputer untuk menyelesaikan suatu
masalah”.
Berdasarkan hirarki dikenal beberapa bahasa pemrograman diantaranya:
1. Bahasa pemrograman aras dasar seperti: bahasa mesin, bahasa assembley.
2. Bahasa aras tengah seperti: Bahasa C.
3. Bahasa pemrograman aras atas seperti: Pascal, Visual Basic, MatLab, dan lain-
lain.
45
Bahasa pemrograman yang dapat menghasilkan file program komputer yang
berdiri sendiri disebut dengan Compiler, sedangkan bahasa pemrograman yang
hanya berperan sebagai penerjemah kode kode program disebut dengan interpreter.
File program komputer yang ditulis dengan menggunakan interpreter hanya dapat
dieksekusi jika menggunakan bahasa pemrograman tersebut. Melalui defìnisi di atas
maka untuk menyusun program komputer harus dipenuhi hal-hal berikut: ada
masalah yang akan dipecahkan, ada algoritma untuk penyelesaian masalah, dan ada
bahasa pemrograman untuk menerjemahkan algoritma.
1. Sketsa Program
Secara bawaan, sketsa baru akan berupa teks berikut.
void setup()
// put your setup code here, to run once:
void loop()
// put your main code here, to run repeatedly:
Dalam hal ini, setup dan loop adalah nama fungsi. Kedua fungsi harus ada di
dalam setiap sketsa. Kegunaan masing-masing adalah sebagal berikut.
a. Fungsi setup() digunakan untuk melakukan tindakan awal. Tindakan awal
hanya dilakukan sekali.
b. Fungsi loop() berisi kode yang akan diulang secara terus menerus. Eksekusi
sketsa hanya berhenti kalau sumber listrik yang memasok papan Arduino
dihentikan.
46
2. Syntax
Untuk memudahkan pembuat program atau orang lain mernahami kode yang
dituliskan. Komentar tidak disertakan dalam proses kompilasi, dengan kata lain,
tidak mempengaruhi program. Dalam bahasa C, komentar diawali dengan tanda
//. Komentar juga bisa dibuat dengan tanda awal /* dan tanda akhir */, contoh:
/*ini adalah komentar*/.
Tanda dan secara berturut-turut digunakan sebagai tanda awal dan akhir blok.
3. Variabel
Variabel sebenarnya merupakan suatu lokasi di memori. Variabel ini
digunakan untuk menyimpan angka, karakter atau string yang sifatnya sernentara.
Variabel yang akan digunakan di program harus didekiarasikan tcrlcbih dahulu.
Mendeklarasikan variabel sama halnya dengan mengalokasikan tempat di
memori. Terkait dcngan program mikrokontrolcr, lokasi yang dimaksud adalah
lokasi RAM yang ada di mikrokontroler
Tabel II.7
Jenis Variabel
Sumber : (Kadir, 2017)
47
4. Operator
Operasi dalam instruksi melibatkan operator dan operand. Operator menentukan
jenis operasinya, seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian dll. Operand
dalam hal ¡ni adalah data yang akan dioperasikan. Contoh A=B÷C merupakan
operasi yang melibatkan operator = dan + serta operand A, B dan C. Operator
yang melibatkan proses aritmatika adalah sbb:
Tabel II.8
Operator Aritmatika
Sumber : (Kadir, 2017)
48
Tabel II.9
Operator Relasional
Sumber : (Kadir, 2017)
Tabel II.10
Operator Bit demi bit
Sumber : (Kadir, 2017)
49
2.2.2. Software Editor
Sumber : Penulis
Gambar II.19
Arduino IDE
Menurut (Kadir, 2016) “Arduino IDE adalah tool yang bermanfaat untuk
menuliskan program (yang secara khusus dinamakan sketsa di Arduino),
mengompilasinya, dan sekaligus mengunggahkannya ke papan Arduino”. Sedangkan
menurut (Arduino, 2019) mengatakan “Arduino Software (IDE) - berisi editor teks
untuk menulis kode, area pesan, konsol teks, bilah alat dengan tombol untuk fungsi
umum dan serangkaian menu. Terhubung ke perangkat keras Arduino dan Genuino
untuk mengunggah program dan berkomunikasi dengan mereka”.
50
Sumber : Penulis
Gambar II.20
Sketsa Program pada Arduino IDE