bab ii landasan teori

 BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Persistence of Vision (POV)
Persistence of vision adalah fenomena yang terjadi pada mata saat bayangan
benda yang dilihatnya muncul dan bertahan selama 1/25 detik pada retina.
Fenomena
ini terjadi karena objek visual yang telah ditangkap mata berganti
sangat
cepat. Saat memori lama yang tersimpan diotak belum hilang, memori baru
sudah muncul menggantikannya, sehingga muncullah persepsi gerakan.
Perubahan secara terus menerus yang menghasilkan ilusi gerak disebabkan oleh
fenomena seperti gerakan beta (otak menerima gerakan antara dua gambar statis
ketika ditampilkan secara berurutan). Adapun beberapa penerapan dari persistence
of vision :
•
Sistem Film
Pada awal industri film, telah dibuktikan secara ilmiah bahwa frame rate yang
kurang dari 16 frame per detik (frame/s) akan menyebabkan otak melihat gambar
berkedip. Penonton menafsirkan bahwa gerakan pada tingkat sepuluh frame per
detik atau dibawahnya akan menghasilkan gambar berkedip, padahal sebenarnya
kedipan tersebut disebabkan shutter dari proyektor film berada di bawah ambang
16-frame. Saat ini, teater film modern telah berkecepatan 24 frame per detik.
Untuk mengurangi munculnya kedipan, hampir semua shutter proyektor modern
dirancang agar mempunyai periode kedipan tambahan yang biasaya akan
menggandakan frame rate (menjadi 48 Hz) sehingga kedipannya kurang terlihat.
Beberapa shutter proyektor lain bahkan membuatnya hingga tiga kali lipat yaitu
72 Hz.
4
•
Monitor Komputer
Pada awal dekade 1990 monitor komputer tidak menggunakan sistem interlace
(gambar yang bertumpuk menjadi satu di dalam satu frame untuk menghilangkan
efek berkedipnya CRT akibat pergerakan garis horizontal televisi) sehingga
terkadang
mengakibatkan kedipan bila berada pada ruangan yang silau atau pada
pengamatan jarak dekat. Pada umumnya, refresh rate 85 Hz atau lebih (seperti
yang ditemukan di monitor CRT modern) sudah cukup untuk meminimalkan
kedipan untuk pengamatan jarak dekat. Sedangkan pada Monitor Liquid Crystal
Display
(LCD) kedipan tidak terlihat bahkan saat refresh rate kurang dari 60 Hz.
Hal ini dikarenakan pixel LCD yang terbuka memungkinkan aliran cahaya terus
menerus mengalir sampai diinstruksikan oleh sinyal video untuk menghasilkan
warna yang lebih gelap.
•
Kartun Animasi
Dalam gambar animasi, karakter bergerak ditampilkan "on twos". Artinya, satu
gambar ditampilkan untuk setiap dua frame film (dimana biasanya terdapat 24
frame per detik), yang berarti hanya ada 12 gambar per detik. Meskipun gambar
tersebut berganti pada laju yang rendah, ke-mengaliran-nya cukup memuaskan.
Tapi saat karakter harus melakukan gerakan yang cepat, teknik animasinya harus
diganti menjadi “on ones”. Dengan penggabungan kedua teknik ini, animasi
masih dapat muncul pada mata tanpa perlu mengeluarkan biaya produksi
tambahan.
•
Display Persistence of Vision (POV)
Cara kerja dari display POV ini adalah menyusun gambar dengan menampilkan
satu bagian ruang pada suatu waktu dengan sangat cepat (misalnya, satu kolom
piksel setiap beberapa milidetik). Sebuah tampilan POV 2D sering dilakukan
dengan cara menggerakan satu baris light emiting diode (LED) secara cepat
sepanjang jalur linier ataupun melingkar. Hal tersebut membuat penonton serasa
melihat seluruh gambar utuh, selama seluruh jalurnya terselesaikan dalam selang
waktu POV mata manusia.
5
2.2.
IC (Integrated Circuit)
IC adalah singkatan dari Integrated Circuit atau berarti rangkaian terpadu. IC
merupakan rangkaian elektronik yang dihasilkan dari penyebaran jalur-jalur yang
berpola di atas permukaan substrat tipis pada bahan semikonduktor.
IC telah digunakan secara luas pada perlengkapan elektronik dan telah merevolusi
dunia elektronika. Komputer, telepon genggam, dan peralatan digital yang
merupakan bagian yang tak terpisahkan dari masyarakat modern telah
memungkinkan untuk memproduksi IC dengan biaya yang relatif murah.
2.2.1 Mikrokontroler ATmega16
Mikrokontroler adalah suatu sistem mikroprosesor yang lengkap dan dikemas
dalam bentuk sebuah IC (single chip). Mikrokontroler ini dipilih karena
ukurannya yang kecil, memiliki saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port
B, port C, dan port D. Selain itu mikrokontroler ATmega16 memiliki fitur ADC
10 bit sebanyak 8 saluran, dan kapasitas flash memory 16 KByte. Konfigurasi pin
mikrokontroler ATmega16 dapat dilihat pada Gambar 2.1 dibawah ini.
Gambar 2.1 Konfigurasi pin Atmega16
2.2.2 74HCT574
74574 merupakan IC D Flip-flop (latch flip-flop). Flip-flop adalah rangkaian
bistable multivibrator yang dapat digunakan untuk menyimpan logik. Rangkaian
tersebut akan mengganti state-nya berdasarkan satu/lebih input kontrolnya. Flip-
6
flop merupakan blok dasar pembangun sistem elektronik digital yang digunakan
pada sistem komputer, sistem komunikasi dan berbagai jenis sistem lainnya.
IC D Flip-flop ini memiliki 8 input (D0-D7), 8 output (Qo-Q7), latch pin (CP),
dan output enable (OE). Konfigurasi IC 74HCT574 dapat dilihat pada Gambar 2.2
dibawah ini.
Gambar 2.2 Konfigurasi pin IC 74HCT574
2.2.3 74HCT138
74HCT138 merupakan IC Decoder 3 to 8. Decoder merupakan rangkaian yang
membalikan operasi dari encoder. Decoder membalikkan proses pengkodean
sehingga informasi aslinya didapat kembali. Contohnya (n) input diubah menjadi
(2n) output. Di bawah ini adalah Gambar 2.3 yang menggambarkan konfigurasi
pin IC 74HCT138.
Gambar 2.3 Konfigurasi pin IC 74HCT138
7
2.3.
Transistor
Transistor adalah semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, rangkaian
pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau
fungsi lainnya. Transistor berfungsi semacam kran listrik yang akan aktif
berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), sehingga
memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari rangkaian sumber
listriknya.
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emiter (E) dan
Kolektor (C). Tegangan di satu terminalnya, misalnya Emiter, dapat dipakai untuk
mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada
tegangan keluaran dan arus output Kolektor.
Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik
modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat).
Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator)
dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan
sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai
sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi
rangkaian-rangkaian lainnya.
Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar
transistor, bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect
transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda.
PNP
NPN
P-channel
BJT
N-channel
JFET
Gambar 2.4 Simbol Transistor dari Berbagai Tipe
8
BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara
kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal positif atau
negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah
emitter
(E), kolektor (C), dan basis (B).
Perubahan
arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan
perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah
yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik. Rasio antara
arus pada koletor dengan arus pada basis biasanya dilambangkan dengan β atau
. β biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor BJT.
Pada
Proyek Akhir ini penulis menggunakan Transistor D313 yang digunakan
sebagai saklar dan mempunyai spesifikasi β = 40 – 320 serta arus kolektor
maksimum 3 Ampere. Konfigurasi pin dari Transistor D313 dapat dilihat pada
gambar 2.5 di bawah ini :
Gambar 2.5 Konfigurasi pin Transistor D313
2.4.
LED
LED atau Light Emitting Diode adalah sejenis dioda semikonduktor istimewa.
Seperti sebuah dioda normal, LED terdiri dari sebuah chip berbahan
semikonduktor yang diisi penuh (di-dop), dengan ketidakmurnian untuk
menciptakan sebuah struktur yang disebut p-n junction. Pembawa muatan elektron
dan lubang mengalir ke junction dari elektroda dengan tegangan berbeda. Ketika
9
elektron bertemu dengan lubang, dia jatuh ke tingkat energi yang lebih rendah,
dan melepas energi dalam bentuk foton.
Gambar 2.6 LED
Tak seperti lampu pijar dan neon, LED mempunyai kecenderungan polarisasi.
Chip LED mempunyai kutub positif dan negatif (p-n) dan hanya akan menyala
bila diberikan arus maju. Ini dikarenakan, LED terbuat dari bahan semikonduktor
yang hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah
sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang
melewati chip LED. Ini menyebabkan chip LED tidak akan mengeluarkan emisi
cahaya.
Chip LED pada umumnya mempunyai tegangan rusak yang relatif rendah. Bila
diberikan tegangan beberapa volt ke arah terbalik, biasanya sifat isolator searah
LED akan jebol yang menyebabkan arus dapat mengalir ke arah sebaliknya.
10