bab ii tinjauan pustaka - Perpustakaan Universitas Mercu Buana

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Anatomi Jantung
Jantung dalam terminology sederhana, merupakan sebuah pompa yang
terbuat dari otot. Istilah kardiak berarti berhubungan dengan jantung, dari
bahasa Yunani cardia untuk jantung. Jantung merupakan salah satu organ
terpenting dalam tubuh manusia yang berperan dalam system peredaran
darah yang berfungsi untuk memompa darah ke paru-paru dan ke seluruh
bagian tubuh dan terletak di rongga dada diantara kedua paru-paru.
2.1.1
Struktur Internal Jantung
Gambar 2.1 Anatomi Jantung Manusia
Jantung terbagi atas empat ruang utama, yaitu Atrium atau Serambi
kiri-kanan dan Ventrikel atau Bilik kiri-kanan. Secara fungsional, jantung
dibagi menjadi alat pompa kanan, yang memompa darah kotor menuju
paru-paru melalui sirkulasi pulmonary, dan alat pompa kiri, yang
memompa darah bersi ke seluruh tubuh manusia melalui sirkulasi sistemik.
5
6
Dinding serambi jauh lebih tipis dibandingkan dinding bilik karena bilik
harus melawan gaya gravitas bumi untuk memompa dari bawah ke atas,
khusunya di aorta, untuk memompa ke seluruh bagian tubuh yang
memiliki pembuluh darah. Dua pasang rongga (bilik dan serambi
bersamaan) di masing-masing belahan jantung disambungkan oleh sebuah
katup.
Secara umum jantung memiliki dua katup jenis utama, yaitu katub
atrioventrikularis (katup AV) yang memisahkan atrium dengan ventrikel,
dan katup semilunaris yang memisahkan ventrikel dengan pembuluh darah
yang bersangkutan.
Pada bagian jantung kiri, katup AV dikenal dengan nama katup mitral,
yang memisahkan atrium dan ventrikel kiri. Sedangkan untuk katup
semilunarisnya, dikenal dengan nama katup aorta, Katup aorta ini
memisahkan antara ventrikel kiri dengan aorta. Aorta merupakan
pembuluh arteri terbesar pada sirkulasi sistemik, yang menghubungkan
pembuluh arteri lain dengan jantung melalui ventrikel kiri.
Pada bagian jantung kanan, katup AV dikenal dengan nama katup
tricuspid, yang memisahkan atrium dan ventrikel kanan. Sedangkan untuk
katup semilunarisnya, dikenal dengan nama katup pulmonalis. Katup
pulmonalis ini memisahkan antara ventrikel kanan dengan arteri
pulmonalis. Dengan adanya katup AV, darah tidak mengalir kembali ke
atrium ketika ventrikel berkontraksi, dan begitu juga dengan adanya katup
semilunaris, darah dari aorta maupun arteri pulmonalis tidak akan kembali
ke ventrikel sewatu ventrikel dalam keadaan istirahat (relaksasi).
2.1.2
Cara Kerja Jantung
Pada saat berdenyut, setiap ruang jantung mengendur dan terisi darah
(disebut diastole). Selanjutnya jantung berkontraksi dn memompa darah
keluar dari ruang jantung yang disebut kistol. Kedua serambi mengendur
7
dan berkontraksi secara bersamaan, begitu pula kedua bilik juga
mengendur dan berkontraksi secara bersamaan.
Darah yang kehabisan oksigen (darah kotor) dan mengandung banyak
karbondioksida dari seluruh tubuh mengalir melalui dua vena terbesar
(vena karva) menuju ke dalam serambi kanan. Setelah serambi kanan terisi
darah, dia akan mendorong darah ke dalam bilik kanan. Dari bilik kanan,
darah akan dipompa melalui katup pulmoner ke dalam arteri pulmonalis
menuju ke paru-paru. Darah akan mengalir melalui pembuluh yang sangat
kecil (kapiler) yang mengelilingi kantong udara di paru-paru, menyerap
oksigen dan melepaskan karbondioksida yang selanjutnya dihembuskan.
Darah yang kaya akan oksigen (darah bersih) mengalir di dalam vena
pulmonalis menuju ke serambi kiri. Peredaran darah di antara bagian
kanan jantung, paru-paru dan sermbi kiri disebut sirkulasi pulmoner. Di
dalam serambi kiri darah akan di doring menuju bilik kiri, yang
selanjutnya akan memompa darah bersih ini melewati katup aorta masuk
ke dalam aorta (arteri terbesar dalam tubuh). Darah kaya oksigen ini
disediakan untuk seluruh tubuh, kecuali paru-paru.
2.1.3
Detak Jantung
Detak jantung terjadi akibat adanya dua mekanisme pada jantung yaitu
sistole dan diastole. Sistole merupakan suatu fase dimana serambi
relaksasi, serta bilik dari jantung berkontraksi. Adanya kontraksi ini
menyebabkan daerah dalam ruang bilik bertekanan tinggi, serta terjadi
gerakan peristaltic sehingga darah akan mengalir ke ruang yang bertekanan
lebih rendah, yakni menju arteri, untuk selanjutnya darah tersebut akan
beredar ke organ-organ melalui pembuluh darah.
Sedangkan diastole merupakan fase saat serambi kontraksi serta bilik
relaksasi. Pada saat terjadi kontraksi serambi terjadi tekanan yang lebih
besar pada ruang serambi akibat kontraksinya tersebut, sehingga adanya
tekanan yang lebih besar pada bagian serambi ini dibandingkan dengan
8
daerah bilik, maka darah akan mengalir menuju bilik yang bertekanan
rendah.
Normalnya terdapat dua bunyi yang terjadi setiap satu siklus jantung.
Yang pertama “lub” rendah yang agak memanjang (bunyi pertama), yang
disebabkan oleh mulainya vibrasi oleh penutupan mendadak katup mitral
dan tricuspid pada awal sistole bilik. Yang kedua “dup” bernada tinggi
yang lebih singkat (bunyi kedua), yang disebabkan vibrasi yang disertai
dengan penutupan katup aorta dan pulmonalis tepat setelah akhir sistole
bilik. Bunyi ketiga bernada rendah yang lunak terdengar sekitar sepertiga
jalan melalui diastole dalam banyak individu muda normal. Ia bersamaan
dengan pengisian bilik yang cepat dan mungkin karena vibrasi dimulai
oleh aliran masuk darah. Bunyi keempat kadang-kadang dapat terdengar
segera sebelum bunyi pertama sewaktu tekanan serambi tinggi atau bilik
kaku dalam pengisian dan jarang terdengar dalam dewasa normal.
Frekuensi jantung normal berkisar antara 60 sampai 100 denyut per
menit (bpm), dengan rata-rata denyutan 75 kali per menit. Dengan
kecepatan seperti itu, siklus jantung berlangsung selama 0,8 detik yaitu
sistole 0,5 detik, dan diastole 0,3 detik. Suara jantung normal mempunyai
rentang frekuensi antara 20 Hz hingga 40 Hz, sedangkan suara jantung
abnormal mempunyai rentang frekuensi hingga 1000 Hz.
Suara detak jantung yang abnormal terdiri dari suara 1 dan 2 yaitu
suara murmur dan getaran yang dikarenakan terganggunya kondisi sistem
kardiovaskular pada tubuh. Salah satu jenis regurgitasi menyebabkan
murmur dalam rentang 100 hingga 600 Hz dan bahkan untuk jenis murmur
tertentu hingga 1000 Hz.
Takikardia adalah peningkatan frekuensi jantung sampai melebihi 100
denyut per menit. Brakardia ditunjukan untuk frekuensi jantung yang
kurang dari 60 denyut per menit. Takikardia abnormal adalah detak
jantung antara 140-250 kali per menit. Flutter adalah detak jantung antara
250-350 kali per menit dan fibrilasi adalah detak jantung yang lebih besar
dari 350 kali per menit. Frekuensi detak jantung akan melambat
9
(brakardia) selama tidur dan dipercepat (takikardia) oleh emosi, gerak
badan, demam, penggunaan obat, serta ransangan lainnya. Dalam individu
muda sehat yang bernafas pada frekuensi normal, maka frekuensi jantung
bervariasi sesuai pernapasan: ia dipercepat selama inspirasi dan melambat
selama ekspirasi, terutama jika kedalaman pernapasan meningkat.
Tabel 2.1 Detak Jantung Per Menit Berdasarkan Umur
Umur
Detak Per menit
Bayi baru lahir
130-150
Anak-anak
100-130
Anak kecil yang lebih tua
90-110
Dewasa
60-100
Ketika istirahat, rata-rata detak jantung manusia sekitar 70 kali per
menit (laki-laki) dan 75 kali per menit (wanita); tetapi, ini bervariasi antara
individualnya. Detak jantung bayi antara itu sekitar 130-150 kali per
menit, detak jantung anak-anak adalah 100-130 kali per menit, detak
jantung anak-anak yang lebih tua sekitar 90-110 per menit, dan dewasa
sekitar 60-100 kali per menit.
2.1.4
IBI (Interbeat Interval)
IBI umumnya diukur dalam satuan milidetik. Dalam fungsi jantung
normal, setiap nilai IBI bervariasi dari detak ke detak. Variasi alami ini
dikenal sebagai heart rate variability (HRV). Namun, kondisi jantung
tertentu dapat menyebabkan nilai-nilai IBI individu menjadi konstan,
sehingga dalam HRV yang hamper nol. Hal ini dapat terjadi, misalnya,
selama periode latihan dengan meningkatkan denyut jantung dan denyut
jantung menjadi biasa. Penyakit tertentu dapat menyebabkan denyut
10
jantung meningkat dan menjadi seragam juga, seperti ketika penderita
terjangkit infeksi.
2.2
Arduino Uno
Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328. Uno
memiliki 14 pin digital input/output (dimana 6 dapat digunakan sebagai
output PWM), 6 input analog, resonator keramik 16 MHz, koneksi USB,
jack listrik, header ICSP, dan tombol reset. Uno dibangun berdasarkan apa
yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, sumber daya bisa
menggunakan power USB (jika terhubung ke computer dengan kabel
USB) dan juga dengan adaptor atau baterai.
Arduino Uno berbeda dari semua papan sebelumnya dalam hal tidak
menggunakan FTDi
chip
driver
USB-to-serial.
Sebaliknya,
fitur
ATmega16U2 (ATmega8U2 sampai versi R2) deprogram sebagai
converter USB-to-serial. Revisi 2 dari Uno memiliki resistor pulling 8U2
HWB yang terhubung ke tanah, sehingga lebih mudah untuk menggunakan
mode DFU.
Gambar 2.2 Arduino Uno
Papan Arduino Uno Rev 3 memiliki fitur-fitur baru sebagai berikut :
-
Pertama adalah pinout: ada penambahan pin SDA dan SCL yang
dekat dengan pin AREF dan dua pin baru lainnya ditempatkan dekat
11
dengan pin RESET, IOREF yang memungkinkan shield untuk
beradaptasi dengan tegangan yang disediakan dari papan/AVR, yang
beroperasi dengan 5 V dan dengan Arduino yang beroperasi 3.3 V
-
Kedua adalah pin tidak terhubung, yang dicadangkan untuk
kebutuhan mendatang.
2.2.1
-
Reset sirkuit yang sangat kuat
-
ATmega16U2 menggantikan ATmega8U2
Sumber Daya
Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu
daya eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Untuk sumber daya
eksternal (non-USB) dapat berasal baik dari adaptor AC_DC atau baterai.
Adaptor ini dapat dihubungkan dengan memasukkan 2.1mm jack DC ke
colokan listrik papan. Baterai dapat dimasukkan pada pin header Gnd dan
Vin dari konektor daya.
Board dapat beroperasi pada pasokan eksternal dari 6 sampai 20 Volt.
Namun jika tegangan kurang dari 6 Volt kemungkinan tidak stabil pada
perangkat sangat besar. Jika menggunakan lebih dari 12 V regulator
tegangan bisa panas dan merusak papan. Rentang yang dianjurkan adalah
7 sampai 12 Volt.
Pin listrik yang tersedia adalah sebagai berikut :

VIN. Input tegangan ke papan Arduino ketika menggunakan sumber
daya eksternal dapat disediakan melalui pin ini, atau jika
menggunakan sumber tegangan melalui colokan listrik.

5 V. Pin ini merupakan output 5 V yang telah diatur oleh regulator
papan Arduino. Papan dapat diaktifkan dengan daya, baik dari
colokan listrik DC (7-12 V), konektor USB (5 V), atau pin VIN
board (7-12 V). Jika tegangan dimasukan melalui pin 5 V atau 3.3 V
secara langsung (tanpa melewati regulator) dapat merusak papan
Arduino. Penulis tidak menyarankan itu.
12

Tegangan
pada pin 3.3 V dihasilkan oleh regulator on-board.
Menyediakan arus maksimum 50 mA.

GND. Pin untuk ground.

IOREF. Pin ini di papan Arduino memberikan tegangan referensi
ketika mikrokontroler beroperasi. Sebuah shield yang dikonfigurasi
dengan benar dapat membaca pin tegangan IOREF sehingga dapat
memilih sumber daya yang tepat agar dapat bekerja dengan 5 V atau
3.3 V.
Tabel 2.2 Data Spesifikasi Arduino Uno
2.2.2
Memori
ATMega328 memiliki 32 KB (dengan 0,5 KB digunakan untuk
boatloader). ATMega328 juga memiliki 2 KB dari SRAM dan 1 KB
EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis dengan perpustakaan/library
EEPROM).
2.2.3
Input dan Output
Masing-masing dari 14 pin digital Uno dapat digunakan sebagai input
dan output,
menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(),
dan
digitalRead(). Mereka beroperasi pada tegangan 5 volt. Setiap pin dapat
memberikan atau menerima maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-
13
up internal (terputus secara default) dari 20-50 kOhms. Selain itu,
beberapa pin berfunsi special :

Serial : pin 0 (Rx) dan 1 (Tx) digunakan untuk menerima (Rx) dan
mengitimkan (Tx) data serial TTL. Pin ini terhubung dengan pin
ATMega8U2 USB-to-Serial TTL.

Eksternal interupsi : pin 2 dan 3 dapat dikonfigurasi untuk memicu
interrupt pada nilai yang rendah (low value), rising atau falling
edge, atau perubahan nilai. Lihat fungsi attachInterrupt() untuk
rinciannya.

PWM: pin 3,5,6,9,10, dan 11 menyediakan 8-bit PWM dengan
fungsi analogWrite()

SPI: pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) mendukung
komunikasi SPI dengan menggunakn perpustakaan SPI

LED: pin 13. Built-in LED terhubung ke pin digital 13. LED akan
menyala ketika diberi nilai HIGH
Arduino Uno memiliki 6 input analog, berlabel A0 sampa A5, yang
masing-masing menyediakan resolusi 10 bit (yaitu 1024 nilai yang
berbeda). Secara default mereka mengukuru dari ground sampai 5 Volt,
perubahan tegangan maksimal menggunakan pin AREF dan fungsi
analogReference(). Selain itu, beberapa pin tersebut memiliki spesialisasi
fungsi, yaitu TWI: pin A4 atau SDA dan A5 atau SCL mendukung
komunikasi TWI menggunakan perpustakaan wire.
Ada beberapa pin lainnya yang tertulis di board :

AREF. Tegangan referensi untuk input analog. Dapat digunakan
dengan fungsi analogReference().

Reset. Gunakan LOW untuk mereset mikrokontroler. Biasanya
digunakan untuk menambahkan tombol reset.
14
2.2.4
Komunikasi
Arduino Uno memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan
computer, Arduino lain, atau mikrokontroler lainnya. ATMega328
menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin
digital 0 (Rx) dan 1 (Tx). Pada ATMega16U2 saluran komunikasi serial
melalui USB dan muncul sebagai com port virtual untuk perangkat lunak
pada computer. Firmware 16U2 menggunakan standar driver USB COM,
dan tidak ada driver eksternal diperlukan. Namun, pada Windows,
diperlukan file .inf . Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial
yang memungkinkan data tekstual sederhana akan dikirim ke dan dari
papan Arduino. Rx dan Tx LED di papan akan berkedip ketika data sedang
dikirim melalui chip USB-to-Serial dan koneksi USB computer (tetapi
tidak untuk komunikasi serial pada pin 0 dan 1)
ATMega328 juga mendukung I2C (TWI) dan komunikasi SPI.
Perangkat lunak Arduino termasuk perpustakaan Wire berfungsi
menyederhanakan
penggunaan
bus
I2C.
untuk
komunikasi
SPI,
menggunakan perpustakaan SPI.
2.2.5
Perlindungan Arus USB
Arduino Uno memiliki polyfuse reset yang melindungi port pada USB
computer dari arus pendek atau berlebih. Meskipun kebanyakan computer
memberikan perlindungan internal sendiri, sekering menyediakan lapisan
perlindungan tambahan. Jika lebih dari 500 mA, sekering otomatis bekerja.
2.2.6
Karakteristik Fisik
Panjang maksimum dan lebar PCB Uno masing-masing adalah 2,7
dan 2,1 inci dengan konektor USB dan colokan listrik yang melampaui
dimensi tersebut. Empat lubang sekrup memungkinkan papan harus
terpasang ke permukaan. Perhatikan bahwa jarak antara pin digital 7 dan 8
adalah 0,16 tidak seperti pin lainnya.
15
2.2.7
Programming
Arduino Uno dapat diprogram dengan perangkat lunak Arduino. Pilih
Arduino Uno dari Tool lalu sesuaikan dengan mikrokontroler yang
digunakan.
Para ATMega328 pada Arduino Uno memiliki bootloader yang
memungkinkan pengguna untuk meng-upload program baru tanpa
menggunakan programmer hardware eksternal dengan menggunakan
protocol dari bahasa C.
Sistem dapat menggunakan perangkat lunak FLIP Atmel (Windows)
atau programmer DFU (Mac OS X dan Linux) untuk memuat firmware
baru.
2.2.8
Perangkat Lunak
Lingkungan open-source Arduino memudahkan untuk menulis kode
dan meng-upload ke board Arduino. Hal ini dapat berjalan pada sistem
operasi Windows, Mac OS X, dan Linux. Berdasarkan pengolahan, avrgcc, dan perangkat lunak sumber terbuka lainnya.
Gambar 2.3 Tampilan Framework Arduino Uno
16
2.2.9
Otomatis Software Reset
Tombol reset Arduino Uno dirancang untuk menjalankan program
yang tersimpan di dalam mikrokontroler dari awal. Tombol reset
terhubung ke ATMega328 melalui kapasitor 100 nf. Setelah tombol reset
ditekan cukup lama untuk me-reset chip, software IDE Arduino dapat juga
berfungsi untuk meng-upload program dengan hanya menekan tombol
upload pada software IDE Arduino.
2.3
Pulse Sensor Heart Rate
Pulse Sensor adalah alat sensor yang dirancang untuk dapat menerima
getaran dari jantung di sejumlah titik bagian tubuh. Alat ini dapat
diaplikasikan oleh mahasiswa, seniman, atlet, atau pengembang aplikasi
dan permainan. Pulse Sensor dapat memonitoring denyut jantung dalam
keadaan real time. Pulse Sensor harus terintegrasi oleh Arduino untuk
dapat memonitoring denyut jantung.
Gambar 2.4 Komponen Perangkat Pulse Sensor
17
Perangkat Pulse Sensor terdiri dari :

Kabel 24-inch color-coded, dengan konektor standar (0,1” pitch).
Dengan kabel ini perangkat pulse sensor pun semakin mudah
dipasang dengan perangkat mikrokontroler, tanpa adanya proses
menyolder.

Klip untuk telinga. Dimana alat dapat ditempelkan pada telinga
sehingga denyut pada telinga dapat diperoleh dan diolah menjadi
grafik pada layar display.

2 buah Velcro dots (tempelan pada kain)

3 buah stiker transparan. Dimana penggunaannya berfungsi untuk
menutup komponen depan pada pulse sensor pada tangan yang
basah agar komponen tidak rusak.
Gambar 2.5 Rangkain Skematis Pulse Sensor
Bagian depan sensor yang berbentuk lambang hati adalah sisi yang
akan terkontak dengan kulit. Pada bagian depan pun akan terlihat sebuah
lubang bulat kecil, dimana LED akan bersinar dari belakang sensor dan
ada kotak persegi kecil dibawah LED. Kotak tersebut adalah ambient light
sensor yang sama persis digunakan dalam ponsel, tablet, dan juga laptop
yang dimana berfungsi sebagai penyesuai kecerahan layar dalam
pengaturan cahaya rendah. LED memeberikan sinar cahaya ke ujung jari
atau daun telinga, dan sensor akan membaca cahaya yang memantul
18
kembali. Bagian belakang sensor adalah sisa bagian-bagian rangkaian
pendukung pada pulse sensor.
Gambar 2.6 LED dan Ambient Light Sensor Pada Perangkat
Pulse sensor dapat disambungkan ke perangkat Arduino dengan
menggunakan tambahan kabel jumper atau disambungkan ke breadboard
dengan menggunakan pin male. Sebelum menggunakan Pulse sensor, kode
pada Arduino harus dijalankan terlebih dahulu agar pembacaan pada
sensor dapat berjalan.
2.4
Program Processing
Processing adalah sebuah bahasa program open-source dan juga
lingkungan pengembangan terintegrasi (IDE) yang dirancang untuk
kebutuhan pengembangan elektronik, seni media, desain visual dengan
tujuan pengajaran dasar-dasar pemograman komputer dalam konteks
visual dan sebagai dasar sketsa elektronik. Proyek ini dimulai pada tahun
2001 oleh Casey Reas dan Benjamin Fry yang berasa dari lulusan Estetika
dan Komputasi di MIT (Massachusetts Institute of Technology). Salah satu
tujuan lain dari pengolahan adalah sebagai alat untuk mendapatkan nonprogrammer dimulai dengan pemograman, melalui kepuasan instan dari
19
umpan balik visual. Processing dibuat berdasarkan program Java, dengan
menggunakan pemograman sintaks dan grafis yang disederhanakan.
Gambar 2.7 Lambang Program Processing
Kemampuan program Processing sangatlah luas, terutama pada
perpustakaan data serta
tools di dalamnya. Perpustakaan data
memungkinkan pengguna membuat sketsa diluar dari kode utama
Processing. Ada ratusan perpustakaan data yang disumbangkan oleh
komunitas pengguna Processing yang dapat ditambahkan kedalam sketsa
untuk membuat hal-hal baru seperti bermain suara, visualisasi komputer,
dan membuat geometri 3D canggih. PDE adalah alat tambahan yg
membantu membuat serta menciptakan sketsa lebih mudah dengan
menyediakan antarmuka untuk tugas-tugas seperti memilih warna.
Program Processing memiliki mode pemograman yang berbeda untuk
membangun sketsa pada platform dan program yang berbeda dengan cara
yang
berbeda-beda,
seperti Java,
Experimental
dan juga
mode
pemograman lainnya, seperti JavaScript dan Android yang dapat
ditambahkan dengan cara memilih ”Add Mode..” dari menu sudut atas
PDE.
2.4.1
Processing Development Environment (PDE)
Processing Development Environment (PDE) terdiri dari teks editor
sederhana untuk menulis kode, pesan area, konsol teks, tab untuk
mengelola file, toolbar untuk tindakan umum, dan serangkaian menu
20
lainnya. Opsi menusberubah dari mode ke mode. Default mode Java
didokumentasikan di dalamnya.
Gambar 2.8 Gambar Tampilan PDE
Program yang ditulis dengan menggunakan Processing disebut sketsa.
Sketsa ini ditulis dalam editor teks. Sedangkan editor teks itu sendiri
memiliki fitur untuk memotong dan untuk mengganti teks. Bagian isi
pesan memberikan umpan balik saat menyimpan dan mengekspor dan juga
menampilkan kesalahan. Output konsol menampilkan teks dengan sketsa
Processing termasuk pesan error lengkap dan output teks dari sketsa
dengan fungsi print () dan printIn ().
Berikut adalah tombol-tombol pada menu toolbar yang dapat menjalankan
dan menghentikan program, membuat sketsa baru, membuka, menyimpan,
dan ekspor.
Run
Berfungsi sebagai menjalankan sketsa. Dalam Java
mode, kode di kompilasi dan jendela tampilan baru akan
terbuka.
Stop
Memberhentikan sketsa yang sedang berjalan.
21
New
Membuat sketsa baru dengan tampilan jendela yang
sedang berjalan.
Open
Menyediakan menu dengan pilihan untuk membuka file dari
mana saja di computer (Open..), dari menu contoh
(Example..), atau dari salah satu program pada Sketchbook.
Save
Menyimpan sketsa yang sedang berjalan pada lokasi tertentu.
Export
Mengekspor skesta ini sebagai aplikasi Java dan folder yang
berisi file terbuka.
Processing
Development
Environment
(PDE)
sangat
mudah
dikonfigurasinya. Preferensi yang paling umum dapat dimodifikasi pada
jendela preferensi, terletak di menu File pada Windows dan Linux dan
dalam menu Processing di Mac OS X. Daftar lengkap preferensi disimpan
dalam file ”prefrences.txt”. File ini dapat dibuka dan diedit secara
langsung walaupun program Processing tidak berjalan.
Semua proyek dalam program Processing disebut sketsa. Setiap sketsa
memiliki folder tersendiri. File utama untuk setiap sketsa memiliki nama
yang sama dengan folder di dalamnya. Sebagai contoh, jika sketsa
bernama ”Sketsa_123”, folder untuk sketsa akan disebut ”Sketsa_123” dan
file utama akan disebut ”Sketsa_123.pde”. ekstensi file PDE adalah
singkatan dari Processing Development Environment.
22
2.5
Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk
mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip
kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri
dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan
tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan
tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas
magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap
gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik
sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara pada
suatu alat (alarm).
Gambar 2.9 Gambar Buzzer
2.6
LED (Light Emitting Diode)
Lampu LED atau kepanjangannya Light Emitting Diode adalah suatu
lampu indikator dalam perangkat elektronika yang biasanya memiliki
fungsi untuk menunjukkan status dari perangkat elektronika tersebut.
Misalnya pada sebuah komputer, terdapat lampu LED power dan LED
indikator untuk processor, atau dalam monitor terdapat juga lampu LED
power dan power saving. Lampu LED terbuat dari plastik dan dioda
semikonduktor yang dapat menyala apabila dialiri tegangan listrik rendah
23
(sekitar 1.5 Volt DC). Bermacam-macam warna dan bentuk dari lampu
LED, disesuaikan dengan kebutuhan dan fungsinya.
Gambar 2.10 Gambar LED
Cahaya pada LED pada dasarnya terbentuk dari paket-paket partikel
yang memiliki energi dan memontum, tetapi tidak memiliki massa.
Partikel ini disebut foton. Foton dilepaskan sebagai hasil pergerakan
elektron. Pada sebuah atom, elektron bergerak pada suatu orbit yang
mengelilingi sebuah inti atom. Elektron pada orbital yang berbeda
memiliki jumlah energi yang berbeda. Elektron yang berpindah dari orbital
dengan energi lebih tinggi ke orbital dengan tingkat energi lebih rendah
perlu melepas energi yang dimilikinya. Energi yang dilepaskan ini
merupakan bentuk dari foton. Semakin besar energi yang dilepaskan,
semakin besar energi yang terkandung dalam foton.
2.6.1
Teknologi LED

Fungsi Fisikal
Sebuah LED adalah sejenis diode semikonduktor istimewa. Seperti
sebuah diode normal. LED terdiri dari sebuah chip bahan
semikonduktor
yang
diisi
penuh,
atau
di-dop,
dengan
ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut pn junction. Pembawa muatan elektron dan lubang mengalir ke
junction dari elektrode dengan voltase berbeda. Ketika elektron
24
bertemu dengan lubang, dia jatuh ke tingkat energi yang lebih
rendah, dan melepas energi dalam bentuk foton.

Emisi cahaya
Panjang gelombang dari cahaya yang dipancarakan, dan oelah
karena itu warnanya, tergantung dari selisih pita energi dari bahan
yang membentuk p-n junction. Sebuah diode normal, biasanya
terbuat dari silikon atau germanium, memancarkan cahaya tampak
inframerah dekat, tetapi bahan yang digunakan untuk sebuah LED
memiliki selisih pita energi antara cahaya inframerah dekat,
tampak, dan ultraungu dekat.

Polarisasi
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 dan hanya akan
mengizinkan arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah
sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya akanada
sedikit arus yang melewati chip LED. Ini menyebabkan chip LED
tidak akan mengeluarkan emisi cahaya.

Tegangan Maju
Karakteristik chip LED pada umumnya adalah sama dengan
karakteristik diode yang hanya memerlukan tegangan tertentu
untuk dapat beroperasi. Namun bila diberikan tegangan yang
terlalu besar, LED akan rusak walaupun tegangan yang diberikan
adalah tegangan maju. Tegangan yang diperlukan sebuah diode
untuk dapat beroperasi adalah tegangan maju (Vf).
25

Sirkuit LED
Sirkuit LED dapat didesain dengan cara menyusun LED dalam
posisi seru maupun paralel. Bila disusun secara seri, maka yang
perlu diperhatikan adlah jumlah tegangan yang diperlukan seluruh
LED dalam rangkaian tadi. Namun bila LED diletakkan dalam
keadaan paralel, maka yang perlu diperhatikan menjadi jumlah
arus yang diperlukan seluruh LED dalam rangkaian ini.
Menyusun LED dalam rangkaian seri akan lebih sulit jika warna
LED berbeda-beda, karena tiap warna LED yang berlainan
mempunyai tegangan maju (Vf) yag berbeda. Perbedaan ini akan
menyebabkan bila jumlah tegangan yang diberikan terlalu besar
akan berakibat kerusakan pada LED yang mempunyai tegangan
maju relatif rendah.

Substrat LED
Pengembangan LED dimulai dengan alat inframerah yang dibuat
dengan gallium arsenide. Perkembangan dalam ilmu material telah
memungkinkan produksi alat dengan panjang gelombang yang
lebih pendek, menghasilkan cahaya dengan warna bervariasi.
LED konvesional terbuat dari mineral inorganik yang bervariasi,
menghasilkan warna sebagai berikut :
 Alluminium gallium arsenide (AIGaAs) - merah
 Gallium aluminium phosphide - hijau
 Gallium arsenide/phosphide (GaAsP) - oranye merah,
kuning, oranye
 Gallium nitride (GaN) - hijau dan biru
 Gallium phosphide (GaP) - merah, kuning, hijau
 Zinc selenide (ZnSe) - biru
 Indium gallium nitride (InGaN) - hijau kebiru-biruan
 Indium gallium aluminium phosphide - orannye, kuning,
dan hijau
26
 Silicon carbide (SiC) - biru
 Diamond (C) - ultraviolet
 Silicon (Si) - biru (dalam pengembangan)
 Sapphire (Al2O3) - biru