BAB II TINJAUAN TEORITIS - POLBAN

Bab II Tinjauan Teoritis

Ady Nugroho Sae Saputro, 091331035 5 Laporan Proyek Akhir Tahun 2012

BAB II

TINJAUAN TEORITIS

2.1 Tinjauan Pustaka

Sistem control lampu ataupun peralatan listrik dengan menggunakan

sambungan telepon sebenarnya telah banyak dikembangkan dan direalisasikan.

Berikut ini adalah beberapa contohnya:

1. Realisasi Sistem Pengontrolan Peralatan Rumah Tangga dengan

Handphone Berbasis DTMF (Dual Tone Multi Frequency) Error!

Reference source not found.]. Sistem hanya dapat menerima perintah

dari pengguna tanpa dapat memberitahukan bahwa instruksi telah

dilakukan.

2. Sistem Pengontrol Lampu Menggunakan Aplikasi Teknologi GSM Error!

Reference source not found.]. Jika diamati, sistem yang dibuat hanya

berlaku untuk mengendalikan perangkat, tanpa mengetahui keadaan dari

perangkat yang dikendalikan.

Berdasarkan hasil yang telah dibuat terlebih dahulu seperti yang telah

disebutkan, maka pada proyek akhir ini akan dilakukan pengembangan dengan

menjadikan sistem control ini dapat memberitahukan kepada pengguna mengenai

perintah yang diberikan oleh pengguna. Dengan membangkitkan frekuensi nada

menggunakan mikrokontroler, maka nada tersebut dapat digunakan sebagai

indikator keadaan peralatan yang dikendalikan.

2.2 Komunikasi dengan Telepon

Komunikasi dalam suatu organisasi, baik yang bersifat intern maupun

ekstern dapat dilakukan dengan berbagai macam cara, salah satu cara

berkomunikasi adalah dengan menggunakan telepon Error! Reference source

not found.]. Dengan telepon, informasi dapat disampaikan dan diterima dengan

cepat, sehingga organisasi atau perusahaan dengan cepat menindaklanjuti atau

melakukan tindakan antisipatif.



Kata telephone berasal dari kata tele dan phone yang mempunyai

pengertian jauh dan mendengar dari jarak jauh. Melalui pesawat telepon di

samping mendengar, tentu orang juga berbicara. Sebagai alat komunikasi, pesawat

telepon mempermudah untuk saling komunikasi antar individu pada tempat yang

berlainan dan berjauhan dalam waktu yang sama atau real time.

2.3 Telepon Seluler

Perkembangan teknologi seluler berkembang dengan cepat sekali,

sehingga fungsi handphone bukan di gunakan sebagai komunikasi saja, dengan

tambahan - tambahan fitur seperti kamera digital, radio, LCD berwarna dengan

resolusi tinggi handphone menjadi perangkat yang canggih dan pintar.

Handphone merupakan alat komunikasi wireless yaitu komunikasi

bergerak tanpa kabel yang dibilang dengan mobile device Error! Reference

source not found.]. Teknologi wireless ini telah berkembang dengan pesat dalam

satu dekade terakhir ini. Prinsip dari komunikasi wireless ini menggunakan kanal

radio yang terpisah untuk berkomunikasi dengan cell site.

2.4 Dual Tone Multi Frequency (DTMF)

DTMF merupakan kombinasi dari 2 buah nada yang memiliki frekuensi

rendah dan frekuensi tinggi. Kelompok frekuensi rendah meliputi 697 Hz, 770 Hz,

852 Hz, dan 941 Hz. Sedangkan kelompok frekuensi tinggi meliputi frekuensi

1209 Hz, 1336 Hz, 1477 Hz, dan 1633 Hz. Kombinasi dari kelompok frekuensi

rendah dengan frekuensi tinggi yang saling berpasang pasangan membentuk 16

macam kombinasi. Pada kenyataannya yang digunakan pada pesawat telepon

hanyalah 12 macam kombinasi. Standar konfigurasi frekuensi DTMF dapat dilihat

pada Gambar 1a, sedangkan yang digunakan pada telepon pada umumnya dapat

dilihat seperti pada Gambar 1b.



( a )

( b )

Gambar 1 a. Standar Konfigurasi DTMF b. DTMF Pada Telepon

Dengan mengetahui frekuensi dari tiap tombolnya yang memiliki

kombinasi frekuensi yang berbeda, hasil dari penggabungan frekuensi tinggi dan

rendah akan menghasilkan frekuensi DTMF. Gambar 2 memperlihatkan bentuk

penggabungan yang terjadi pada frekuensi rendah DTMF dan frekuensi tinggi

DTMF, sehingga menghasilkan bentuk frekuensi DTMF nada 1.

Gambar 2 Contoh Sinyal Analog DTMF Nada“1”

2.5 Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah suatu mikroprosesor plus. Mikrokontroler adalah

otak dari suatu sistem elektronika seperti halnya mikroprosesor sebagai otak

komputer. Nilai plus bagi mikrokontroler adalah terdapatnya memori dan Port

Input/Output dalam suatu kemasan IC yang kompak.



Pengendali mikrokontroler adalah sistem mikroprosesor lengkap yang

terkandung di dalam sebuah chip. Mikrokontroler berbeda dari mikroprosesor

serba guna yang digunakan dalam sebuah personal computer (PC), karena sebuah

mikrokontroler umumnya telah berisi komponen pendukung sistem minimal

mikroprosesor, yakni memori dan antarmuka I/O.

a. Arsitektur ATMega 8535

Pada Gambar 3, memperlihatkan arsitektur dari sebuah ATMega 8535.



Gambar 3 Arsitektur ATMega8535

Terdapat beberapa penjelasan mengenai bagian dari Gambar 3,

diantaranya:

Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D

Watchdog Timer dengan osilator internal

SRAM sebanyak 512 byte

Memori Flash sebesar 8 kb

Sumber Interrupt internal dan eksternal

EEPROM on board sebanyak 512 byte



Komparator analog

b. Kapabilitas atau Kemampuan ATMega 8535

Untuk kapabilitas atau kemampuan yang dimiliki oleh ATMega 8535,

AVR ini memiliki beberapa fitur diantaranya:

Sistem processor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16

MHz.

Ukuran memory flash 8KB, SRAM sebesar 512 byte.

EEPROM sebesar 512 byte. ADC internal dengan resolusi 10 bit sebanyak

8 kanal.

c. Konfigurasi pin ATMega 8535

AVR ini memiliki bentuk konfigurasi tiap pin-nya. Dimana tiap pin-nya

memiliki fungsi tertentu. Gambar 4 merupakan gambaran mengenai pin – pin

yang dimiliki oleh ATMega 8535.

Gambar 4 Pin ATMega 8535

Tiap pin yang ditunjukkan pada Gambar 4, memiliki fungsinya masing – masing.

Beberapa fungsi tersebut diantaranya:

VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya

GND merupakan pin Ground



Port A (PA0...PA7) merupakan pin I/O dan pin masukan ADC

Port B (PB0...PB7) merupakan pin I/O dan pin yang mempunyai fungsi

khusus yaitu Timer atau Counter, komparator analog dan SPI

Port C (PC0...PC7) merupakan port I/O dan pin yang mempunyai fungsi

khusus, yaitu komparator analog dan Timer Oscillator

Port D (PD0...PD1) merupakan port I/O dan pin fungsi khusus yaitu

komparator analog dan interrupt eksternal serta komunikasi serial

RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler

XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal

AVCC merupakan pin masukan untuk tegangan ADC

AREF merupakan pin masukan tegangan referensi untuk ADC

2.6 DTMF Dekoder

Nada DTMF yang dapat diterima oleh MT8870 merupakan 16 kombinasi

sinyal analog, sedangkan output-nya akan berupa output digital 4 bit untuk tiap

kombinasinya. Sinyal analog bekerja dengan mentransmisikan suara dalam bentuk

gelombang kontinu (continous varying). Dua parameter atau karakteristik

terpenting yang dimiliki oleh isyarat analog adalah amplituda dan frekuensi.

Sedangkan sinyal digital merupakan hasil teknologi yang dapat mengubah signal

menjadi kombinasi urutan bilangan 0 dan 1. Biasanya sinyal ini juga dikenal

dengan sinyal diskrit. Sistem digital merupakan bentuk sampling dari sistem

analog. Gambar 5 menunjukkan bentuk dari sinyal analog dan sinyal digital.

Gambar 5 Perbedaan Sinyal Analog dan Digital



1. Arsitektur MT8870

MT8870 sebagai IC DTMF dekoder memiliki arsitektur seperti Gambar 6.

Gambar 6 Arsitektur MT8870

Gambar 6 merupakan bentuk dari arsitektur IC MT8870 sebagai DTMF

dekoder. Dapat dilihat bahwa MT8870 mengeluarkan bentuk biner 4 bit melalui

port Q1 sampai dengan Q4 dengan Q4 sebagai MSB dan Q1 merupakan LSB dari

output MT8870.

2. Pengkodean MT8870

Pada Tabel 1 dapat dilihat input yang diterima oleh MT8870 yang

berbentuk frekuensi tinggi dan frekuensi rendah, kemudian output-nya yaitu Q1,

Q2, Q3 dan Q4 berupa biner 4 bit.



Tabel 1 DTMF Dekoder

Pada Tabel 1 apabila pin TOE pada MT8870 diberikan input low, maka

output pada Q4 – Q1 akan terputus dan memberikan output dengan impedansi

yang besar.

2.7 Light Dependent Resistor (LDR)

LDR memanfaatkan bahan semikonduktor yang karakteristik listriknya

berubah - ubah sesuai dengan cahaya yang diterima. Bahan yang digunakan

adalah Kadmium Sulfida (CdS) dan Kadmium Selenida (CdSe). Bahan - bahan ini

paling sensitif terhadap cahaya dalam spektrum tampak, dengan puncaknya

sekitar 0,6 µm untuk CdS dan 0,75 µm untuk CdSe. Sebuah LDR CdS yang

tipikal memiliki resistansi sekitar 1 MΩ dalam kondisi gelap gulita dan kurang

dari 1 KΩ ketika ditempatkan dibawah sumber cahaya terang Error! Reference

source not found.].

LDR adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan

resistansi yang besarnya tergantung pada cahaya. Karakteristik LDR terdiri dari

dua macam yaitu Laju recovery dan respon spektral. Gambar 7 merupakan LDR

yang sering kita jumpai di pasaran.



Gambar 7 LDR

2.7.1 Laju Recovery

Bila sebuah LDR dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya

tertentu kedalam suatu ruangan yang gelap, maka dapat di amati bahwa nilai

resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya pada keadaan ruangan

gelap tersebut. Namun LDR tersebut hanya akan bisa mencapai harga di

kegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu. Nilai ini ditulis dalam K per

detik, untuk LDR tipe arus harganya lebih besar dari 200 K per detik (selama 20

menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih

tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang

memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai

dengan level cahaya 400 lux.

2.7.2 Respon Spektral

LDR tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang

gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan

sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, alumunium, baja, emas, dan perak.

Dengan memanfaatkan nilai LDR yang dapat berubah sesuai dengan

intensitas cahaya yang diterima, maka LDR dapat difungsikan sebagai sarana

untuk memberikan logik yang berbeda ke mikrokontroler.



Gambar 8 Rangkaian Pembagi Tegangan

Dengan menggunakan prinsip pembagi tegangan dengan rangkaian seperti

Gambar 8, maka dapat dimisalkan R1 adalah LDR dan R2 merupakan potensio.

Dengan mengatur nilai potensio, maka dapat mengatur sensitivitas cahaya yang

diterima oleh LDR. Semakin besar nilai resistansi dari LDR (jika tidak menerima

cahaya), maka output akan semakin kecil. Karena rumus dari rangkaian tersebut

yaitu: (

)

2.8 Relay

Relay adalah komponen elektronika berupa saklar elektronik yang

digerakkan oleh arus listrik. Secara prinsip, relay merupakan tuas saklar dengan

lilitan kawat pada batang besi (solenoid) di dekatnya. Ketika solenoid dialiri arus

listrik, tuas akan tertarik karena adanya gaya magnet yang terjadi pada solenoid

sehingga kontak saklar akan menutup. Pada saat arus dihentikan, gaya magnet

akan hilang, tuas akan kembali ke posisi semula dan kontak saklar kembali

terbuka Error! Reference source not found.]. Relay biasanya digunakan untuk

menggerakkan arus atau tegangan yang besar (misalnya peralatan listrik 4 amper

AC 220 volt) dengan memakai arus atau tegangan yang kecil (misalnya 0.1 amper

12 volt DC). Gerakkan elektromekanis yang memberikan pergerakan mekanis saat

mendapatkan energi listrik.

Secara sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut:

1. Alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup (atau

membuka) kontak saklar.



2. Saklar yang digerakkan (secara mekanis) oleh daya atau energi listrik.

Dalam pemakaiannya biasanya relay yang digerakkan dengan arus DC

dilengkapi dengan sebuah dioda yang diparalel dengan lilitannya dan dipasang

terbalik yaitu anoda pada tegangan (-) dan katoda pada tegangan (+). Ini bertujuan

untuk mengantisipasi sentakan listrik yang terjadi pada saat relay berganti posisi

dari on ke off agar tidak merusak komponen di sekitarnya. Pada Gambar 9 dapat

dilihat pemasangan dari dioda pada relay.

Gambar 9 Dioda pada Relay

Konfigurasi dari kontak - kontak relay ada tiga jenis, yaitu:

1. Normally Open (NO), apabila kontak - kontak tertutup saat relay

dicatu.

2. Normally Closed (NC), apabila kontak-kontak terbuka saat relay

dicatu.

3. Change Over (CO), relay mempunyai kontak tengah yang normal

tertutup, tetapi ketika relay dicatu kontak tengah tersebut akan

membuat hubungan dengan kontak-kontak yang lain.

Penggunaan relay perlu memperhatikan tegangan pengontrolnya serta

kekuatan relay men-switch arus atau tegangan. Biasanya ukurannya tertera pada

badan relay. Misalnya relay 12VDC/4 A 220V, artinya tegangan yang diperlukan

sebagai pengontrolnya adalah 12Volt DC dan mampu men-switch arus listrik

(maksimal) sebesar 4 amper pada tegangan 220 volt. Sebaiknya relay difungsikan

80% saja dari kemampuan maksimalnya agar aman, lebih rendah lagi lebih aman.



Relay ini biasa disebut sebagai relay coil. Gambar 10 menunjukkan bentuk dari

relay coil.

Gambar 10 Relay Coil

2.8.1 Prinsip Kerja Relay

Relay yang berfungsi sebagai switch memiliki prinsip kerja seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 11.

Gambar 11 Prinsip Relay

Gambar 11 menunjukkan prinsip dasar pengaman dengan relay

elektromagnetis atau relay coil. Saat arus listrik yang mengalir pada rangkaian

masih dalam batas kapasitas pemutusan, pegas masih dapat menahan pergerakan

plat besi akibat tarikan elektromagnitis. Namun apabila arus listrik yang mengalir

melewati batas kapasitas pemutusan (karena arus hubung singkat), pegas tidak

dapat menahan tarikan medan magnet, sehingga tertarik ke bawah, akibatnya



kontak yang berhubungan dengan plat besi tersebut ikut tertarik sehingga terjadi

pemutusan arus listrik ke rangkaian.

Contact pada relay ada 2 jenis: Normally Open (kondisi awal sebelum

diaktifkan open), dan Normally Closed (kondisi awal sebelum diaktifkan close).

2.9 BASCOM-AVR

BASCOM-AVR adalah program dengan Bahasa Basic yang ringkas serta

mudah dimengerti, dirancang untuk compiler bahasa mikrokontroler AVR, dan

BASCOM – AVR mendukung semua fitur – fitur yang ada pada IC ATMEGA.

Gambar 12 merupakan bentuk jendela pada BASCOM-AVR.

Gambar 12 Jendela BASCOM-AVR

Pada penggunaan BASCOM-AVR, menu yang digunakan memiliki fungsi

tertentu. Beberapa menu yang terdapat pada BASCOM-AVR diantaranya: File,

Edit, View, Program, Tools, Options, Window dan Help. Bentuk tampilan menu

dari program BASCOM-AVR seperti Gambar 13.

Gambar 13 Menu pada BASCOM-AVR



2.9.1 Tipe Data pada BASCOM

Setiap variabel dalam BASCOM memiliki tipe data yang menunjukkan

daya tampungnya. Hal ini berhubungan dengan penggunaan memori

mikrokontroler Error! Reference source not found.]. Contoh tipe data pada

BASCOM ditunjukkan pada tabel 2.

Tabel 2 Tipe Data pada BASCOM

No Tipe Jangkauan

1

2

3

4

5

6

7

8

Bit

Byte

Integer

Word

Long

Single

Double

String

0 atau 1

0 – 255

-32,768 – 32,767

0 – 65535

-2147483648 – 2147483647

1.5 x 10^–45 – 3.4 x 10^38

5.0 x 10^–324 to 1.7 x 10^308

>254 byte

2.9.2 Variabel pada BASCOM

Variabel dalam sebuah pemrograman berfungsi sebagai tempat

penyimpanan data atau penampungan data sementara. Variabel merupakan pointer

yang menunjukkan pada alamat memori fisik dan mikrokontroler. Dalam

BASCOM, ada beberapa aturan dalam penamaan sebuah variabel:

1. Nama variabel maksimum terdiri atas 32 karakter.

2. Karakter biasa berupa angka atau huruf.

3. Nama variabel harus dimulai dengan huruf.

4. Variabel tidak boleh menggunakan kata-kata yang digunkan oleh

BASCOM sebagai perintah, pernyataan, internal programmable, dan

nama operator (AND, OR, DIM, dan lain-lain).

Sebelum digunakan, maka variabel harus dideklarasikan terlebih dahulu.

Dalam BASCOM, ada beberapa cara untuk mendeklarasikan sebuah variabel

(data). Cara pertama adalah menggunakan pernyataan ‘DIM’ (dimensi) diikuti

nama tipe datanya. Contoh pendeklarasian menggunakan DIM sebagai berikut:

Dim nama as byte

Dim Hitung as integer

Dim Alamat as word



2.9.3 Konstanta pada BASCOM

Dalam BASCOM, selain variabel dapat pula dikenal dengan konstanta.

Dengan menggunakan konstanta, kode program yang buat akan lebih mudah

dibaca dan dapat mencegah kesalahan penulisan pada program. Misalnya, akan

lebih mudah menulis phi daripada menulis 3,14159867. Sama seperti variabel,

agar konstanta bisa dikenali oleh program, maka harus dideklarasikan terlebih

dahulu. Berikut adalah cara pendeklarasian sebuah konstanta.

Dim A As Const 5

Dim B1 As Const &B1001

Cara lain yang paling Mudah:

Const Cbyte = &HF

Const Cint = -1000

2.9.4 Operasi pada BASCOM

Pada bagian ini akan dibahas tentang cara menggabungkan, memodifikasi,

membandingkan, atau mendapatkan informasi tentang sebuah pernyataan dengan

menggunakan operator - operator yang tersedia di BASCOM dan bagaimana

sebuah pernyataan terbentuk dan dihasilkan dari operator - operator berikut:

a. Operator Aritmatika

Operator digunakan dalam perhitungan. Operator aritmatika meliputi

+ (tambah), - (kurang), / (bagi) dan * (kali).

b. Operator Relasi

Operator berfungsi membandingkan nilai sebuah angka. Hasilnya

dapat digunakan untuk membuat keputusan sesuai dengan program yang

dibuat.

Operator relasi dalam Bahasa Basic :

= Equality X = Y

<>Inequality X <> Y

< Less than X < Y

> Greater than X > Y

<=Less than or equal to X <= Y

>=Greater than or equal to X >= Y

c. Operator Logika



Jika operator hubungan membandingkan hubungan antara dua buah

operand, maka operator logika digunakan untuk membandingkan logika

hasil dari operator - operator hubungan.

Operator logika ada empat macam, yaitu:

1. NOT sebagai Logical complement

2. AND sebagai Conjunction

3. OR sebagai Disjunction

4. XOR sebagai Exclusive or

d. Operator Bitwise

Operator bitwise digunakan untuk memanipulasi bit dari data yang

ada di memori. Operator bitwise dalam Bahasa Basic:

Shift A , Left , 2 : Pergeseran bit ke kiri

Shift A , Right, 2: Pergeseran bit ke kanan

Rotate A , Left , 2 : Putar bit ke kiri

2.9.5 Instruksi pada BASCOM-AVR

Instruksi yang dapat digunakan pada editor BASCOM-AVR relatif cukup

banyak dan bergantung dari tipe dan jenis AVR yang digunakan. Pada Tabel 3

merupakan instruksi-instruksi dasar yang dapat digunakan pada mikrokontroler

ATMega8535.

Tabel 3 Instruksi Dasar BASCOM-AVR

Instruksi Keterangan

DO…LOOP Perulangan

GOSUB Memanggil prosedur

IF…THEN Percabangan

FOR..NEXT Perulangan

WAIT Delay atau waktu tunda detik

WAITMS Delay atau waktu tunda milidetik

WAITUS Delay atau waktu tunda mikrodetik

SELECT…CASE Pencabangan

Documents

BAB II TINJAUAN TEORITIS - POLBAN