BAB II LANDASAN TEORI

BAB II
LANDASAN TEORI
2.1
2.1.1
Mikrokontroller
Pengertian Mikrokontroller
Mikrokontroller adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol
rangkaian elektronik dan umumnya dapat menyimpan program didalamnya.
Mikrokontroller pada umumnya terdiri dari CPU (Central Processing Unit),
memori, input/output dan pendukung seperti Analog-to-Digital Converter (ADC)
yang sudah terintegrasi didalamnya.
2.1.2
Jenis-Jenis Mikrokontroller
Secara umum mikrokontroller terbagi menjadi 3 keluarga besar [3]. Setiap
keluarga mempunyai ciri khas dan karakteristik masing-masing. Berikut pembagian
keluarga dalam mikrokontroller:
1. AVR
AVR adalah singkatan dari Alv and Vegard’s Risc yang merupakan
mikrokontroller yang paling sering digunakan dalam elektronika dan instrumentasi.
6
http://digilib.mercubuana.ac.id/
7
Secara umum, AVR dapat dikelompokkan dalam 4 kelas. Pada dasarnya
yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral dan fungsinya.
Keempat kelas tersebut adalah keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga
ATMEGA dan AT86RFxx.
2. PIC
PIC adalah singkatan dari Programmable Interface Controller, yang cukup
popular digunakan oleh para developer karena biayanya yang rendah, ketersediaan
dan penggunaan yang luas, database aplikasi yang besar serta pemrograman melalui
hubungan serial pada komputer.
3. MCS51
Mikrokonktroler ini termasuk dalam keluarga mikrokonktroler CISC.
Sebagian besar instruksinya dieksekusi dalam 12 siklus clock. Salah satu
kemampuan dari mikrokontroler 8051 adalah pemasukan sebuah mesin pemroses
boolean yang mengijikan operasi logika boolean tingkatan-bit dapat dilakukan
secara langsung dan secara efisien dalam register internal dan RAM. Karena itulah
MCS51 digunakan dalam rancangan awal PLC (Programmable Logic Control).
2.2
2.2.1
Arduino
Sejarah Singkat Arduino
Berdasarkan beberapa sumber yang didapat, bahwa Arduino mulai
diciptakan pada tahun 2005, oleh Massimo Banzi dan David Cuartielles di Ivrea,
Italia. Awalnya Arduino dibuat untuk mengendalikan proyek desain interaksi siswa
supaya lebih murah dibandingkan sistem pada saat itu.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
8
2.2.2
Pengertian Arduino
Arduino adalah suatu mikrokontroller yang bersifat open-source, yang
dirancang untuk memudahkan pembuatan proyek-proyek elektronika. Arduino
terdiri dari 2 bagian utama yaitu sebuah board sirkuit (sering disebut juga dengan
mikrokontroller) dan sebuah perangkat lunak atau IDE (Integrated Development
Environment) yang berjalan pada komputer. Perangkat lunak ini yang digunakan
untuk menulis dan mengupload sketch program dari komputer ke board Arduino.
Gambar 2.1 Logo Arduino
Arduino memiliki beberapa kelebihan jika dibandingkan dengan
mikrokontroller AVR ATmega 8535 adalah:
1. Tidak lagi memerlukan perangkat chip programmer, karena sudah
terdapat bootloader didalamnya yang berguna untuk meng-upload
program dari komputer
2. Sudah memiliki sarana komunikasi USB, yang memudahkan pengguna
dalam pemrogramannya
3. Untuk pemrogramannya mudah karena sudah dilengkapi dengan
kumpulan library bahasa yang memadai
4. Kemudahan dapat pemasangan perangkat tambahan karena sudah
disiapkan dalam bentuk modul yang bisa ditancapkan ke terminal
Arduino seperti GPS shield, GSM Shield dan lain-lain
http://digilib.mercubuana.ac.id/
9
2.2.3
Jenis-Jenis Arduino
Arduino sangat berkembang pesat dari tahun ke tahun, baik di kalangan para
programmer, mahasiswa dan bahkan khalayak banyak yang ingin menikmati
kenyamanan dalam menggunakan Arduino tersebut. Hal ini dikarenakan
kemudahan dalam penggunaannya baik hardware maupun software-nya. Seiring
berjalannya waktu, Arduino dikembangkan menjadi beberapa jenis dengan
keunggulannya dan bentuk masing-masing. Berikut ada beberapa contoh jenis
Arduino, yaitu:
1.
Arduino Uno
Arduino Uno ini merupakan jenis yang paling banyak digunakan. Terutama
untuk pemula sangat disarankan untuk menggunakan Arduino Uno. Versi yang
terakhir adalah Arduino Uno R3 (Revisi 3), menggunakan ATMEGA328 sebagai
Mikrokontroller-nya, memiliki 14 pin I/O digital dan 6 pin input analog. Untuk
pemrograman cukup menggunakan koneksi USB. Sama seperti yang digunakan
pada USB printer.
Gambar 2.2 Arduino Uno
http://digilib.mercubuana.ac.id/
10
2.
Arduino Mega
Jenis ini agak mirip dengan Arduino Uno, juga menggunakan USB untuk
menghubungkannya dengan komputer dalam pemrogramannya. Tetapi Arduino
Mega, menggunakan Chip yang lebih tinggi ATMEGA2560. Dan tentu saja untuk
Pin I/O Digital dan pin input Analog-nya lebih banyak dari Uno.
Gambar 2.3 Arduino Mega
3.
Arduino Leonardo
Bisa dibilang Leonardo adalah saudara kembar dari Uno. Dari mulai jumlah
pin I/O digital dan pin input Analog-nya sama. Hanya saja perbedaannya, pada
Leonardo menggunakan Micro USB untuk pemrogramannya.
Gambar 2.4 Arduino Leonardo
http://digilib.mercubuana.ac.id/
11
4.
Arduino Fio
Bentuknya lebih unik, terutama untuk socketnya. Walau jumlah pin I/O
digital dan input analog-nya sama dengan uno dan leonardo, tapi Fio memiliki
Socket XBee. XBee membuat Fio dapat dipakai untuk keperluan projek yang
berhubungan dengan wireless.
Gambar 2.5 Arduino Fio
5.
Arduino Nano
Sepertinya namanya, Nano yang berukuran kecil dan sangat sederhana ini,
menyimpan banyak fasilitas. Untuk pemrogramannya melalui Micro USB. 14 Pin
I/O Digital, dan 8 Pin input Analog (lebih banyak dari Uno). Dan ada yang
menggunakan ATMEGA168 atau ATMEGA328.
Gambar 2.6 Arduino Nano
http://digilib.mercubuana.ac.id/
12
6.
Arduino Mini
Fasilitasnya sama dengan yang dimiliki Nano. Hanya tidak dilengkapi
dengan Micro USB untuk pemrograman. Dan ukurannya hanya 30 mm x 18 mm
saja. Cocok digunakan untuk proyek-proyek yang berukuran minimalis.
Gambar 2.7 Arduino Mini
7.
Arduino Micro
Ukurannya lebih panjang dari Nano dan Mini. Karena memang fasilitasnya
lebih banyak yaitu: memiliki 20 pin I/O digital dan 12 pin input analog.
Gambar 2.8 Arduino Micro
8.
Arduino Ethernet
Ini arduino yang sudah dilengkapi dengan fasilitas ethernet. Membuat
Arduino dapat berhubungan melalui jaringan LAN pada komputer. Untuk fasilitas
pada Pin I/O Digital dan Input Analog-nya sama dengan Uno.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
13
Gambar 2.9 Arduino Ethernet
Demikianlah beberapa jenis Arduino yang umum kita temukan di pasaran
dan juga yang sering digunakan sesuai dengan proyek-proyek yang dikembangkan.
Namun, saya hanya akan membahas secara detail tentang Arduino Uno, sesuai
dengan perancangan pada proyek Tugas Akhir ini.
2.3
2.3.1
Arduino Uno
Pengertian Arduino Uno
Arduino Uno adalah sebuah board mikrokontroller berbasis ATmega328P
[4] yang sangat mudah penggunaannya. Arduino uno terdiri dari 14 pin input/output
digital (dimana 6 diantaranya digunakan sebagai output PWM) dan 6 pin input
analog. Arduino Uno ini juga memiliki koneksi USB, jack power serta tombol
reset. Mikrokontroller ini dapat dikoneksi langsung dengan komputer dengan
menggunakan kabel USB.
Arduino merupakan single board hardware yang open-source dan juga
software-nya pun dapat di nikmati secara open-source juga. Software arduino dapat
dijalankan di-multiplatform, yaitu linux, windows, atau juga mac. Hardware
arduino merupakan mikrokontroler yang berbasiskan AVR dari ATMEL yang di
dalamnya sudah diberi bootloader.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
14
2.3.2
Konfigurasi Arduino Uno
Ada banyak jenis board arduino yang dapat digunakan untuk tujuan yang
berbeda. Namun, sebagian besar Arduino memiliki komponen utama yang sama.
Berikut ini penjelasan tentang beberapa komponen utama yang terdapat pada board
Arduino Uno.
1. Daya (USB terminal / jack)
Setiap board Arduino membutuhkan jalur untuk terhubung ke
sumber listrik. Arduino Uno dapat diaktifkan melalui kabel USB yang
berasal dari komputer atau power supply terpisah yang dihubungkan ke jack
power. Koneksi USB selain digunakan sebagai jalur listrik untuk
mengaktifkan board, juga digunakan untuk meng-upload sketch program
dari komputer ke board arduino.
Gambar 2.10 Arduino Uno R3
http://digilib.mercubuana.ac.id/
15
2. Pin Arduino Uno
Pin pada arduino adalah tempat dimana kita menghubungkan kabel
untuk membuat suatu rangkaian (menghubungkan satu titik dengan titik
lainnya pada breadboard dengan sejumlah kabel penghubung). Arduino
uno memiliki beberapa jenis pin yang masing-masing diberi label pada
board dan digunakan untuk fungsi yang berbeda-beda.
a. GND
GND merupakan singkatan dari GROUND. Ada beberapa buah pin
GND pada arduino uno dan semuanya dapat digunakan untuk hubungan ke
ground
b. 5B dan 3.3V
Pin 5V digunakan untuk menyediakan tegangan sebesar 5 volt.
Sedangkan 3.3V digunakan untuk menyediakan tegangan 3.3 volt. Sebagian
besar komponen sederhana yang digunakan bersama dengan Arduino
bekerja pada kisaran tegangan 3.3 volt dan 5 volt
c. Analog
Pin yang berada pada area berlabel “ANALOG IN” (A0-A5)
digunakan sebagai pin analog. Yaitu pin yang digunakan untuk membaca
sinyal-sinyal analog dari komponen-komponen analog dan mengubahnya
menjadi nilai digital yang dapat kita baca.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
16
d. Digital
Pin digital berada diseberang pin analog. Pin ini dapat digunakan
dalam 2 fungsi digital yaitu input digital dan output digital.
e. PWM
Terdapat simbol (~) yang berada disamping beberapa pin digital
(yaitu pada pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11 pada arduino uno). Artinya pin-pin ini
tidak hanya dapat digunakan sebagai pin digital biasa, tetapi juga dapat
digunakan sebagai pin PWM (Pulse Width Modulation). PWM biasanya
digunakan sebagai pin yang mampu mensimulasikan output analog (seperti
mengatur pemudaran cahaya).
3. Tombol Reset
Menekan tombol Reset beberapa saat pada papan Arduino akan
menghubungkan pin Reset ke Ground. Ini digunakan untuk me-restart
sketch yang telah dimuat oleh Arduino.
4. LED Indikator Daya
Terdapat sebuah LED kecil berlabel “ON” pada board Arduino Uno.
LED ini harus menyala setiap kita menghubungkan papan Arduino pada
sumber listrik. Jika lampu LED ini tidak menyala, kemungkinan board
mengalami kerusakan atau terjadi kesalahan.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
17
5. TX-RX LED
TX adalah singkatan dari ‘transmit’ (kirim), dan RX adalah
singkatan dari ‘receive’ (terima). LED indikator TX dan RX ini akan
berkedip-kedip dengan jeda tertentu untuk memberitahukan bahwa telah
terjadi komunikasi serial. Kedipan LED ini sebagai indikasi visual yang
merupakan pertanda baik bahwa telah terjadi pengiriman dan penerimaan
data pada board Arduino (misal ketika kita meng-upload sketch baru ke
board arduino).
Tabel 2.1 Konfigurasi Arduino uno R3 [4]
No.
Nama Konfigurasi
Unit
1.
Mikrokontroller
ATmega328P
2.
Tegangan operasi
5V
3.
Tegangan input (recommended)
7-12 VDC
4.
Tegangan input (limit)
6-20 VDC
5.
Pin I/O Digital
14 (6 pin PWM)
6.
Pin analog input
6
7.
Arus dc per pin I/O
20 mA
8.
Arus dc pin 3.3 V
50 mA
9.
Flash memory
32 KB (2 KB untuk bootloader)
10.
SRAM
2 KB (ATmega328P)
11.
EEPROM
1 KB (ATmega328P)
12.
Kecepatan clock
16 Mhz
13.
Length
68.6 mm
14.
Width
53.4 mm
15.
Weight
25 g
http://digilib.mercubuana.ac.id/
18
2.3.3
Program Sketch Arduino Uno
Sebutan untuk program pada arduino adalah “sketch”, sama halnya seperti
sebutan “coding” pada Android. Sedangkan untuk software-nya disebut IDE
software. IDE singkatan dari Integrated Development Environment. Struktur
program sketch ardunio sama dengan struktur pemrograman bahasa “C” untuk
mikrokontroler, namun bahasa pemrograman sketch arduino jauh lebih sederhana
bila dibandingkan dengan bahasa program “C” untuk mikrokontroller, seperti
proses pengaturan register mikrokontroller telah disediakan dalam bentuk
prototype program yang sudah ditampilkan dalam program sketch. Programprogram ini tinggal dipanggil pada saat kita akan membuat program sketch. Struktur
program sketch dapat dibagi menjadi 3 bagian utama yaitu:
1.
Bagian Deklarasi Awal
Bagian deklarasi awal digunakan untuk mendeskripsikan variabel-variabel
yang akan digunakan dalam program utama dan juga untuk menambahkan file-file
program yang dibutuhkan untuk menjalankan program utama. Berikut contoh
deklarasi program:
int tombol = 2;
int lampu = 13;
int statusTombol = 0;
Contoh sketch diatas merupakan deklarasi awal yang menyatakan variabel
“lampu” di koneksi pada pin no 13 dan variabel “tombol” di koneksi pada pin no 2.
Sedangkan “statusTombol” merupakan status pembacaan tombol.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
19
2.
Bagian Setup
Bagian setup digunakan untuk menginisialisasi variabel, mengatur mode
pin pada board, mengatur timer, mengatur baudrate serial port dan sebagainya.
Bagian setup hanya dijalankan sekali saja yaitu pada saat awal program dijalankan
atau ketika program di-reset. Berikut contoh program setup:
void setup ()
{
pinMode (tombol, INPUT);
pinMode (lampu, OUTPUT);
}
Bagian ini mengatur variabel “lampu” atau pin13 sebagai pin output. Karena
pin no 13 adalah pin digital dan diatur sebagai pin output, maka pin ini hanya dapat
mengeluarkan tegangan 5V ketika HIGH dan tegangan 0V ketika LOW. Sedangkan
variabel “tombol” sebagai input memberikan tegangan 5V pada lampu.
3.
Bagian Loop
Bagian loop adalah fungsi utama program yang akan dijalankan berulang-
ulang. Berikut ini contoh penulisan program sketch untuk program utama:
void loop ()
{
statusTombol = digitalRead(tombol);
if (statusTombol == HIGH);
{
digitalWrite(lampu, HIGH);
}
http://digilib.mercubuana.ac.id/
20
else
{
digitalWrite(lampu, LOW);
}
}
Bagian
ini
adalah
program utama
yang
akan
dijalankan oleh
mikrokontroller. Langkah pertama adalah ketika tombol di tekan maka
mikrokontroller akan mengeluarkan tegangan 5V (logika HIGH) pada pin13
(lampu), kemudian menahan nyala lampu selama tombol masih di tekan, setelah itu
lampu akan dimatikan ketika tombol dilepaskan.
Gambar 2.11 Sketch program arduino uno
2.4
2.4.1
Motor Servo
Pengertian Motor Servo
Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback di mana
posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di
http://digilib.mercubuana.ac.id/
21
dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear,
potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan
batas sudut dari putaran servo. Motor servo biasanya hanya bergerak mencapai
sudut tertentu saja dan tidak kontinyu seperti motor DC maupun motor stepper.
Walau demikian, untuk beberapa keperluan tertentu, motor servo dapat
dimodifikasi agar bergerak kontinyu. Pada robot, motor ini sering digunakan untuk
bagian kaki, lengan atau bagian bagian lain yang mempunyai gerakan terbatas dan
membutuhkan torsi cukup besar.
Gambar 2.12 Motor servo
Motor Servo merupakan sebuah motor DC yang memiliki rangkaian kontrol
elektronik dan internal gear untuk mengendalikan pergerakan dan sudutnya. Motor
servo adalah motor yang berputar lambat, dimana biasanya ditunjukkan oleh rate
putarannya yang lambat, namun demikian memiliki torsi yang kuat karena internal
gear-nya. Lebih jelasnya dapat digambarkan bahwa sebuah motor servo memiliki:
a. 3 jalur kabel : power, ground, dan control
b. Sinyal kontrol mengendalikan posisi
c. Konstruksi didalamnya meliputi internal gear, potensiometer, dan feedback
kontrol.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
22
2.4.2
Jenis-Jenis Motor Servo
Ada 2 jenis motor servo yang dibedakan dari segi kemampuan bergerak
motor tersebut, yaitu:
1. Motor Servo Standar 180°
Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan
CCW) dengan defleksi masing-masing sudut mencapai 90° sehingga total
defleksi sudut dari kanan – tengah – kiri adalah 180°.
2. Motor Servo Continuous
Motor servo jenis ini mampu bergerak dua arah (CW dan CCW)
tanpa batasan defleksi sudut putar (dapat berputar secara kontinyu).
2.4.3
Struktur Motor Servo
Motor servo pada dasarnya dibuat menggunakan motor DC yang dilengkapi
dengan kontroler dan sensor posisi sehingga dapat memiliki gerakan 0o, 90o,
180o atau 360o. Gambar [2.13] menunjukkan komponen internal sebuah motor
servo.
Gambar 2.13 Komponen motor servo
http://digilib.mercubuana.ac.id/
23
Komponen utama pada motor servo berfungsi sebagai kontroller, motor dan
gearbox. Motor pada sebuah motor servo adalah motor DC yang dikendalikan oleh
bagian kontroler, kemudian komponen yang berfungsi sebagai sensor adalah
potensiometer yang terhubung pada sistem gearbox pada motor servo.
2.5
2.5.1
LCD (Liquid Crystal Display)
Pengertian LCD
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampilan yang
menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan di
berbagai bidang misalnya alat–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, atau pun
layar komputer. LCD pada prototype dalam Tugas Akhir ini berfungsi sebagai layar
untuk menampilkan status kerja prototype.
LCD tersusun dari titik-titik cahaya yang terbuat dari satu buah kristal cair
untuk setiap titik cahayanya. Walaupun disebut sebagai titik cahaya, namun kristal
cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri. Sumber cahaya di dalam sebuah
perangkat LCD berasal dari lampu neon berwarna putih di bagian belakang susunan
kristal cair tersebut.
Gambar 2.14 Bentuk fisik LCD 16 x 2
http://digilib.mercubuana.ac.id/
24
2.5.2
Konfigurasi LCD 16x2
Board LCD dilengkapi dengan pin atau terminal input maupun output agar
dapat dikoneksikan dengan perangkat elektronika lain. Terdapat 16 pin pada board
LCD dengan 8 pin sebagai data bus dan sisanya sebagai pin power supply dan akses
pengiriman data. Penjelasan dari masing-masing pin pada board LCD akan
dipaparkan pada Tabel [2.2].
Tabel 2.2 Konfigurasi pin LCD [5]
Pin
Nama Pin
1
Vss
Pin untuk masukan ground
2
Vdd
Masukan tegangan +5 volt
3
Vo
Regulasi kontras
4
RS
Sinyal memilih register
5
RW
Data read/write select
6
E
Enable sinyal
7-14
D0 – D7
Merupakan data bus 1-7 ke port
15
A
Masukan tegangan positif backlight
16
K
Masukan tegangan negatif backlight
2.6
2.6.1
Deskripsi
Sensor InfraRed
Pengertian Sensor InfraRed
Infrared detektor atau sensor infrared adalah komponen elektronika yang
dapat mengidentifikasi cahaya infra merah. Sensor infrared pada dasarnya
menggunakan cahaya infra merah sebagai media untuk komunikasi data antara
receiver dan transmitter. Keuntungan atau manfaat dari sensor infrared dalam
http://digilib.mercubuana.ac.id/
25
penerapannya antara lain sebagai pengendali jarak jauh, alarm keamanan,
otomatisasi pada suatu sistem.
Gambar 2.15 Modul sensor infrared
2.6.2
Konfigurasi Modul Sensor Infrared
a. Modul sensor infrared mempunyai pin koneksi, yaitu Vcc, Gnd dan Out
b. Tegangan input modul sebesar 3.3V-5 V.
c. Dilengkapi dengan lampu indikator daya berwarna merah
d. Ukuran board sensor 3.2cm x 1.4cm
2.6.3
Prinsip Kerja Sensor Infrared
Sensor akan bekerja jika sinar infra merah yang dipancarkan terhalang oleh
suatu objek yang mengakibatkan sinar infra merah tersebut terpantul dan dapat
terdeteksi oleh penerima. Pemancar pada sensor tersusun dari sebuah LED infra
merah yang dilengkapi dengan rangkaian yang mampu membangkitkan data untuk
dikirimkan melalui sinar infra merah, sedangkan pada bagian penerima biasanya
menggunakan fototransistor, fotodioda, atau modul infrared yang berfungsi untuk
menerima sinar infra merah yang dikirimkan oleh pemancar. Jangkauan deteksi
sensor dapat disesuaikan dengan potensiometer yang terdapat pada modul sensor.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
26
2.7
2.7.1
Sensor Cahaya LDR
Pengertian Sensor LDR
Light Dependent Resistor atau yang biasa disebut LDR adalah jenis resistor
yang nilainya berubah seiring intensitas cahaya yang diterima oleh komponen
tersebut. Sensor LDR memanfaatkan cahaya sebagai pemicunya untuk dapat
mengeksekusi suatu rangkaian listrik yang dihubungkan dengannya. Jadi, sensor ini
berfungsi untuk mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik.
Light Dependent Resistor terdiri dari sebuah cakram semikonduktor yang
mempunyai dua buah elektroda pada permukaannya. Pada sisi bagian atas LDR
terdapat suatu jalur melengkung yang menyerupai bentuk kurva. Jalur tersebut
terbuat dari bahan cadmium sulphida (CdS) yang merupakan bahan semi-konduktor
yang sangat sensitif terhadap pengaruh dari cahaya. Jalur cadmium sulphida dibuat
melengkung menyerupai kurva agar jalur tersebut dapat dibuat panjang dalam
ruang yang sempit.
Gambar 2.16 Sensor LDR
http://digilib.mercubuana.ac.id/
27
2.7.2
Prinsip Kerja Sensor LDR
Resistansi dari LDR akan menurun jika ada penambahan intensitas cahaya
yang mengenainya. Pada saat gelap atau cahaya redup, bahan dari cakram tersebut
menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang relatif kecil. Sehingga hanya ada
sedikit elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat cahaya redup
LDR menjadi konduktor yang buruk atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi
yang besar pada saat gelap atau cahaya redup. Pada saat cahaya terang, ada lebih
banyak elektron yang lepas dari atom bahan semikonduktor tersebut. Sehingga akan
ada lebih banyak elektron untuk mengangkut muatan elektrik. Artinya pada saat
cahaya terang LDR menjadi konduktor yang baik atau bisa disebut juga LDR
memiliki resistansi yang kecil pada saat cahaya terang.
2.8
2.8.1
Potensiometer
Pengertian Potensiometer
Potensiometer adalah sejenis resistor yang memiliki tiga terminal yang nilai
ressitansinya dapat diubah-ubah sesuai dengan setelannya. Potensiometer biasanya
digunakan untuk mengendalikan peranti elektronik seperti sebagai pengatur
volume, sebagai pengatur tegangan pada rangkaian power supply.
Gambar 2.17 Potensiometer
http://digilib.mercubuana.ac.id/
28
2.8.2
Prinsip Kerja Potensiometer
Prinsip kerja potensiometer dapat diibaratkan sebagai gabungan dua buah
resistor yang dihubungkan secara seri R1 dan R2. Di dalam dua buah resistor ini
nilai resistansinya dapat di ubah. Nilai resistansi total dari resistor akan selalu tetap
dan nilai ini merupakan nilai resistansi dari potensiometer. Jika nilai resistansi R1
kita perbesar, maka otomatis nilai resistansi dari R2 akan berkurang, begitu juga
sebaliknya. Meskipun di samakan dengan resistor, tapi bentuk dari potensiometer
sendiri sangat jauh berbeda dengan bentuk resistor pada umumnya.
Resistor hanya berbentuk gelang yang di mana masing-masing gelang
tersebut memiliki warna yang berbeda, ini digunakan untuk menentukan nilai
tahanannya. Sementara untuk menentukan nilai tahanan dari potensiometer hanya
dengan memutar ataupun menggeser pada bagian yang sudah ditetapkan.
Kebanyakan dari komponen ini digunakan untuk rangkaian power amplifier
pengatur volume, bass dan treble. Dan juga dalam kontrol Motor DC yang
berfungsi sebagai pengatur kecepatan putaran motor. Nilai dari potensiometer dapat
berubah sesuai dengan perputaran ataupun pergeseran yang di hasilkan. Range yang
di hasilkan juga bervariasi, misalnya nilai yang tertera pada potensiometer adalah
50K, maka range resistansi akan dimulai dari tahanan 0 ohm sampai dengan 50K.
2.8.3 Struktur Potensiometer
Pada
dasarnya
bagian-bagian
penting
dalam
potensiometer adalah:
http://digilib.mercubuana.ac.id/
sebuah
komponen
29
1. Penyapu atau disebut juga dengan Wiper, adalah tuas yang berfungsi untuk
menentukan nilai resistensi dari potensiometer tersebut, dengan cara
menggeser wiper sesuai keinginan
2. Element Resistif, adalah nilai resistansi yang dapat tidak dapat diubah-ubah,
karena nilai resitansi ini sesuai dengan nilai yang dibuat oleh pabrikan pada
setiap potensiometer
3. Terminal, digunakan untuk media koneksi ke potensiometer dari komponen
lain, seperti kabel dan sebagainya
Gambar 2.18 Struktur potensiometer
2.8.4
Jenis-Jenis Potensiometer
Jika dilihat berdasarkan bentuknya, potensiometer dapat dibagi menjadi 3
jenis, yaitu :
1. Potensiometer Slider
Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara
menggeserkan Wiper-nya dari kiri ke kanan atau dari bawah ke atas sesuai
dengan pemasangannya. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk menggeser
wiper-nya.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
30
2. Potensiometer Rotary
Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara
memutarkan Wiper-nya sepanjang lintasan yang melingkar. Biasanya
menggunakan Ibu Jari untuk memutar wiper tersebut. Oleh karena itu,
Potensiometer Rotary sering disebut juga dengan Thumb wheel
Potentiometer.
3. Potensiometer Trimmer
Potensiometer yang bentuknya kecil dan harus menggunakan alat
khusus seperti Obeng (screwdriver) untuk memutarnya. Potensiometer
Trimmer ini biasanya dipasangkan di PCB dan jarang dilakukan
pengaturannya.
Gambar 2.19 Jenis-jenis potensiometer
2.9
Baterai / Adaptor
Socket baterai atau adaptor digunakan untuk memberikan tegangan kepada
board Arduino dengan sebuah baterai, pada saat Arduino sedang tidak
disambungkan ke komputer. Jika Arduino sedang disambungkan ke komputer
melalui USB, maka Arduino mendapatkan suplai tegangan dari USB, sehingga
tidak perlu memasang baterai/adaptor saat memprogram Arduino.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
31
2.10 Buzzer
2.10.1 Pengertian Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk
mengubah besaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer
hampir sama dengan loud speaker. Buzzer mempunyai 2 pin terminal, dimana salah
satu terminal merupakan masukan tegangan positif +5VDC dan terminal lainnya
merupakan masukan negatif atau ground.
Gambar 2.20 Buzzer
2.11 Push Button
2.11.1 Pengertian Push Button
Push Button adalah saklar tekan yang berfungsi sebagai pemutus atau
penhubung arus listrik dari sumber arus ke beban listrik dengan sistem kerja tekan
unlock (tidak mengunci). Suatu sistem saklar tekan push button terdiri dari saklar
tekan start, stop reset dan saklar tekan untuk emergency.
Gambar 2.21 Push Button
http://digilib.mercubuana.ac.id/
32
2.11.2 Prinsip Kerja Push Button
Prinsip kerja push button adalah apabila dalam keadaan normal tidak
ditekan maka kontak tidak berubah, apabila ditekan maka kontak NC akan
berfungsi sebagai stop (memberhentikan) dan kontak NO akan berfungsi sebagai
start (menjalankan) biasanya digunakan pada sistem pengontrolan motor-motor
induksi untuk menjalankan mematikan motor pada industri-industri.
Gambar 2.22 Prinsip kerja push button
2.11.3 Jenis-Jenis Push Button
Berdasarkan fungsi kerjanya yang menghubungkan dan memutuskan, push
button switch mempunyai 3 tipe kontak yaitu NC (Normally Close) dan NO
(Normally Open) serta gabungan dari NC dan NO. Berikut jenis-jenis push button:
a. NO (Normally Open)
Merupakan kontak terminal dimana kondisi normalnya terbuka
(aliran arus listrik tidak mengalir). Dan ketika tombol saklar ditekan, kontak
yang NO ini akan menjadi menutup (Close) dan mengalirkan atau
menghubungkan arus listrik. Kontak NO digunakan sebagai penghubung
atau menyalakan sistem circuit (Push Button ON).
http://digilib.mercubuana.ac.id/
33
b. NC (Normally Close)
Merupakan kontak terminal dimana kondisi normalnya tertutup
(mengalirkan arus litrik). Dan ketika tombol saklar push button ditekan,
kontak NC ini akan menjadi membuka (Open), sehingga memutus aliran
arus listrik. Kontak NC digunakan sebagai pemutus atau mematikan sistem
circuit (Push Button Off).
c. Tipe NC dan NO
Tipe ini kontak memiliki 4 buah terminal, sehingga bila tombol tidak
ditekan maka sepasang kontak pada kondisi normalnya NC dan kontak lain
pada kondisi normalnya NO, bila tombol ditekan maka kontak NC akan
membuka dan kontak yang NO akan tertutup
2.12 Breadboard
2.12.1 Pengertian Breadboard
Breadboard atau yang sering disebut sebagai Project Board adalah dasar
konstruksi sebuah sirkuit elektronik dan merupakan prototype dari suatu rangkaian
elektronik tanpa harus menyolder. Dengan memanfaatkan breadboard, komponenkomponen elektronik yang dipakai tidak akan rusak dan dapat digunakan kembali
untuk membuat rangkaian yang lain. Breadboard umumnya terbuat dari plastik
dengan banyak lubang-lubang diatasnya. Lubang-lubang pada breadboard diatur
sedemikian rupa membentuk pola sesuai dengan pola jaringan koneksi di dalamnya.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
34
Gambar 2.23 Bentuk breadboard
2.12.2 Struktur Breadboard
Secara umum susunan struktur breadbord memiliki jalur lubang terminal
seperti Gambar [2.24].
Gambar 2.24 Struktur Breadboard
a. Terdapat 2 pasang jalur paling atas dan paling bawah terhubung secara
horizontal sampai ke bagian tengah dari breadboard. Biasanya jalur ini
digunakan sebagai jalur power atau jalur sinyal yg umum digunakan
b. Sedangkan 5 buah lubang di bagian tengah atas dan 5 buah lubang di bagian
tengah bawah digunakan untuk tempat merangkai komponen. Masingmasing jalur ke 5 lubang ini terhubung secara vertikal sampai bagian tengah
dari breadboard
c. Pembatas tengah breadboard biasanya digunakan sebagai tempat
menancapkan komponen IC secara horizontal
http://digilib.mercubuana.ac.id/
35
2.12.3 Jenis-Jenis Breadboard
Ada banyak jenis breadboard yang tersedia di pasaran. Secara umum
terbagi menjadi 3 jenis berdasarkan ukurannya, yaitu:
a. Mini breadboard
Breadboard jenis mini ini biasanya berukuran kecil yang hanya
menyediakan lubang/titik koneksi sebanyak 170 titik atau bisa juga lebih
b. Medium breadboard
Breadboard medium ini berukuran medium yang biasanya memiliki
400 titik koneksi
c. Large breadboard
Yang ini pastinya berukuran lebih besar lagi dengan titik koneksi
bisa mencapai 830 titik
2.12.4 Menggunakan Breadboard
Merujuk pada breadboard pada Gambar [2.23], bahwa pada breadboard
tersebut dapat dilihat penulisan huruf a, b, c, d, e, f, g, h, i dan j pada bagian
vertikalnya. Kemudian ada angka 1- 30 pada bagian horizontalnya. Huruf dan
angka ini membentuk semacam koordinat. a1, b1, c1, d1 dan e1 saling berhubungan
sesuai pola koneksinya. Begitu juga a2 –> e2, a3 –> e3, f1 –> j1, f2 –> j2 dan
seterusnya. Dengan memahami pola koneksi ini kita sudah bisa memakai
breadboard untuk keperluan prototype rangkaian sehingga dapat menempatkan
komponen elektronik.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
36
2.13 Resistor
2.13.1 Pengertian Resistor
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat
atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian elektronika.
Sebagaimana fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk
salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan atau nilai
resistansi suatu resistor disebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω).
Sesuai hukum Ohm bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang
mengalir melaluinya. Berikut rumus hukum ohm:
𝑉 = 𝐼𝑅 𝑎𝑡𝑎𝑢
𝐼=
𝑉
𝑅
Ket:
-
V = Tegangan (Volt)
-
I = Arus (Ampere)
-
R = Resistansi ( Ohm)
Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor juga memiliki nilai yang lain
seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang mampu dilewatkannya. Semua nilai
yang berkaitan dengan resistor tersebut penting untuk diketahui dalam perancangan
suatu rangkaian elektronika oleh karena itu pabrikan resistor selalu mencantumkan
dalam kemasan resistor tersebut.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
37
2.13.2 Simbol Resistor
Gambar [2.25] menunjukkan simbol resistor yang sering digunakan dalam
suatu desain rangkaian elektronika.
Resistor circuit symbols
Old resistor symbols
Gambar 2.25 Simbol resistor
Resistor dalam suatu teori dan penulisan formula yang berhubungan dengan
resistor disimbolkan dengan huruf “R”. Kemudian pada desain skema elektronika
resistor tetap disimbolkan dengan huruf “R”, resistor variabel disimbolkan dengan
huruf “VR” dan untuk resistor jenis potensiometer ada yang disimbolkan dengan
huruf “VR” dan “POT”.
2.13.3 Jenis-Jenis Resistor
a. Berdasarkan jenis dan bahan yang digunakan untuk membuat resistor,
resistor dibedakan menjadi:
1. Resistor Kawat (Wirewound Resistor)
Gambar 2.26 Resistor kawat
http://digilib.mercubuana.ac.id/
38
Resistor kawat atau wirewound resistor merupakan resistor yang
dibuat dengan bahat kawat yang dililitkan. Sehingga nilai resistansi pada
resistor ini ditentukan dari panjangnya kawat yang dililitkan. Resistor jenis
ini pada umumnya dibuat dengan kapasitas daya yang besar.
2. Resistor Arang (Carbon Resistor)
Gambar 2.27 Resistor arang
Resistor arang atau resistor karbon merupakan resistor yang dibuat
dengan bahan utama batang arang atau karbon. Resistor karbon ini
merupakan resistor yang banyak digunakan dan banyak diperjual-belikan.
Dipasaran resistor jenis ini dapat kita jumpai dengan kapasitas daya 1/16
Watt, 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt, 1 Watt, 2 Watt dan 3 Watt.
3. Resistor Oksida Logam (Metal Film Resistor)
Gambar 2.28 Resistor Oksida logam
Resistor oksida logam atau lebih dikenal dengan nama resistor metal
film merupakan resistor yang dibuah dengan bahan utama oksida logam
http://digilib.mercubuana.ac.id/
39
yang memiliki karakteristik lebih baik. Resistor metal film ini dapat ditemui
dengan nilai toleransi 1% dan 2%. Bentuk fisik resistor metal film ini mirip
dengan resistor karbon hanya beda warna dan jumlah cicin warna yang
digunakan dalam penilaian resistor tersebut. Sama seperti resistor karbon,
resistor metal film ini juga diproduksi dalam beberapa kapasitas daya yaitu
1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt. Resistor metal film ini banyak digunakan
untuk keperluan pengukuran, perangkat industri dan perangkat militer.
b. Berdasarkan nilai resistansinya resistor dibedakan menjadi 2 jenis yaitu:
1. Resistor Tetap (Fixed Resistor)
Resistor tetap merupakan resistor yang nilai resistansinya tidak
dapat diubah atau tetap. Resistor jenis ini biasa digunakan dalam rangkaian
elektronika sebagai pembatas arus dalam suatu rangkaian elektronika.
2. Resistor Tidak Tetap (Variable Resistor)
Resistor tidak tetap atau variable resistor terdiri dari 2 tipe, yaitu:
a. Pontensiometer
b. Trimer Potensiometer
c. Thermistor
2.13.4 Pengkodean Resistor
Untuk mengetahui nilai resistansi pada suatu resistor sangat dibantu oleh
kode yang terdapat pada badan resistor tersebut. Biasanya ada 2 cara pengkodean
http://digilib.mercubuana.ac.id/
40
resistor ini, yaitu menggunakan kode warna dan kode huruf. Untuk memudahkan
dalam mengetahui nilai resistor, setidaknya terlebih dahulu harus mengetahui nilai
masing-masing warna dan huruf yang digunakan pada resistor. Berikut ini sistem
pengkodean pada suatu resistor:
1. Kode Warna Resistor
Cincin warna yang terdapat pada resistor biasanya terdiri dari 4 ring,
5 ring dan 6 ring warna. Cincin-cincin warna yang terdapat dari suatu
resistor tersebut memiliki arti dan nilai dalam menentukan nilai resistansi
pada resistor dengan kode warna. Gambar [2.29] menjelaskan mengenai
kode warna pada resistor:
Gambar 2.29 Kode warna resistor
a. Resistor Dengan 4 Cincin Kode Warna
Cincin ke-1 dan ke-2 merupakan digit angka, dan cincin kode warna
ke-3 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warna ke-4
menunjukan nilai toleransi resistor.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
41
b. Resistor Dengan 5 Cincin Kode Warna
Cincin ke-1, ke-2 dan ke-3 merupakan digit angka, dan cincin kode
warna ke-4 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warna ke-5
menunjukan nilai toleransi resistor.
c. Resistor Dengan 6 Cincin Warna
Resistor dengan 6 cincin warna pada prinsipnya sama dengan
resistor dengan 5 cincin warna dalam menentukan nilai resistansinya.
Cincin ke-6 menentukan koefisien temperatur yaitu temperatur maksimum
yang diijinkan untuk resistor tersebut.
2. Kode Huruf Resistor
Resistor dengan kode huruf dapat kita baca nilai resistansinya
dengan mudah karena nilai resistansi dituliskan secara langsung. Pada
umumnya resistor yang dituliskan dengan kode huruf memiliki urutan
penulisan kapasitas daya, nilai resistansi dan toleransi resistor. Kode huruf
digunakan untuk penulisan nilai resistansi dan toleransi resistor.
Gambar 2.30 Kode huruf resistor
Kode Huruf Untuk Nilai Resistansi:
a. R, berarti x1 (Ohm)
http://digilib.mercubuana.ac.id/
42
b. K, berarti x1000 (KOhm)
c.
M, berarti x 1000000 (MOhm)
Kode Huruf Untuk Nilai Toleransi:
a. F, untuk toleransi 1%
b. G, untuk toleransi 2%
c.
J, untuk toleransi 5%
d. K, untuk toleransi 10%
e. M, untuk toleransi 20%
2.14 Kabel Jumper
2.14.1 Pengertian Kabel Jumper
Kabel jumper adalah suatu istilah kabel yang ber-diameter kecil yang di
dalam dunia elektronika digunakan untuk menghubungkan dua titik atau lebih dan
dapat juga untuk menghubungkan 2 komponen atau lebih komponen elektronika.
2.14.2 Jenis-Jenis Kabel Jumper
Ada beberapa jenis kabel jumper yang dibedakan berdasarkan konektor
kabelnya, yaitu:
a. Male-male
Kabel jumper jenis ini digunakan untuk koneksi male to male pada
kedua ujung kabelnya
http://digilib.mercubuana.ac.id/
43
Gambar 2.31 Kabel jumper male-male
b. Male-female
Kabel jumper jenis ini digunakan untuk koneksi male to female
dengan salah satu ujung kabel dikoneksi male dan satu ujungnya lagi dengan
koneksi female
Gambar 2.32 Kabel jumper male-female
c. Female-female
Kabel jumper jenis ini digunakan untuk koneksi female to female
pada kedua ujung kabelnya
Gambar 2.33 Kabel jumper female-female
http://digilib.mercubuana.ac.id/