BAB II LANDASAN TEORI

BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Arduino
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open
source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip
mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Mikrokontroler itu
sendiri adalah chip atau IC (integrated Circuit) yang bisa diprogram
menggunakan komputer. Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler
adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input, proses, dan output
sebuah rangkaian elektronik.
Arduino adalah inovasi dibidang elektronika yang telah membuat
perubahan besar dalam dunia mikrokontroler sehingga seorang yang awam
amatiran bisa membuat proyek-proyek elektronika atau robotika dengan relatif
mudah dan cepat. Arduino lahir dari lingkungan mahasiswa dan dosen yang
merasakan
sulitnya
mempelajari
mikrokontroler.
Kemudian
mereka
mengembangkan sebuah sistem minimum berbasis AVR yang dilengkapi
dengan bootloader dan software yang user friendly. Hasilnya adalah sebuah
board mikrokontroler yang bersifat open source yang bisa dipelajari atau
dikembangkan oleh mahasiswa, profesional, atau penggemar mikrokontroler
5
http://digilib.mercubuana.ac.id/
6
di seluruh dunia. Konon Arduino sudah lebih popular dibandingkan Basic
Stamp yang lahir lebih awal yang harganya relatif mahal dan close source.
Tersedia library yang sangat banyak untuk menghubungkan Arduino
dengan macam-macam sensor, actuator maupun modul komunikasi. Misalnya
library untuk mouse, keyboard, servo, GPS dan sebagainya. Berhubung
Arduino adalah open source, maka library- library ini juga open source dan
dapat di-download secara gratis di website Arduino. Dengan bahasa yang lebih
mudah dan adanya library dasar yang lengkap, maka mengembangkan aplikasi
elektronik relatif lebih mudah. Contoh, kalau kita ingin membuat robot
wireless, cukup membeli sebuah modul Bluetooth dan menyambungkan ke
Arduino.
Arduino tidak membuat bahasa pemrograman khusus, melainkan
menggunakan bahasa C yang sudah ada, lebih tepatnya menggunakan bahasa
C yang menggunakan compiler AVG – GCC (AVR GNU C – Compiler).
Bahasa C adalah bahasa yang sangat lazim dipakai sejak awal-awal komputer
diciptakan dan sangat berperan dalam perkembangan software. Bahasa C telah
banyak membuat bermacam-macam sistem operasi Unix, linux. Bahasa C juga
biasanya digunakan di akademi dan perguruan tinggi selain bahasa
pemrograman basic atau pascal. Bahasa C adalah bahasa pemrograman yang
sangat ampuh yang kekuatannya mendekati bahasa assembler.
Bahasa C menghasilkan file kode objek yang sangat kecil dan
dieksekusi dengan sangat cepat. Karena itu bahasa C sering digunakan pada
sistem operasi dan pemrograman mikrokontroler. Bahasa C adalah multiplatform, bahasa C bisa diterapkan pada lingkungan windows, Unix, Linux,
atau sistem operasi lain tanpa mengalami perubahan source code ( kalaupun
ada perubahan, biasanya sangat minim). Karena Arduino menggunakan bahasa
C yang multi-platform, maka software Ardunio pun bisa dijalankan pada semua
sistem operasi yang umum, misalnya : Windows, Linux, MacOs. Bahasa C
mudah dipelajari. Maksud kata mudah di sini adalah relatif, tergantung
kemampuan dari tiap user. Kalau anda sudah mengerti bahasa C, anda dapat
http://digilib.mercubuana.ac.id/
7
melakukan pengembangan dengan board lain atau mikrokontroler lain dengan
lebih mudah. Media internet banyak library bahasa C untuk Arduino yang bisa
di-download secara gratis. Setiap library Arduino biasanya disertai dengan
contoh pemakaiannya. Keberadaan library- library ini bukan hanya membantu
kita membuat proyek mikrokontroler. Tetapi bias dijadikan sarana untuk
mendalami pemrograman bahasa C pada mikrokontroler.
2.1.1 Arduino UNO
Arduino UNO adalah salah satu produk berlabel Arduino yang
sebenarnya
adalah
suatu
papan
elektronik
yang
mengandung
mikrokontroler Atmega328 (sebuah keping yang secara fungsional
bertindak seperti sevuah komputer). Peranti ini dapat dimanfaatkan untuk
mewujudkan rangkaian elektronik dari yang sederhana hingga yang
kompleks. Pengendalian LED hingga pengontrolan robot dapat
diimplementasikan dengan menggunakan papan yang berukuran relatif
kecil (lihat Gambar 2.5). Bahkan, dengan penambahan komponen
tertentu, peranti ini bisa digunakan untuk pemantauan jarak jauh melalui
internet, misalnya pemantauan kondisi pasien dirumah sakit dan
pengendalian alat-alat dirumah.
Arduino UNO merupakan mikrokontroler yang sama fungsinya
seperti Arduino Mega hanya saja ada perbedaan dalam hal jumlah pin
I/O nya. Perhatikan pesifikasi ardunio UNO dibawah ini:

Arduino UNO menggunakan Mikrokontroler ATmega328

Tegangan Operasi 5V

Tegangan Input (disarankan) 7-12V

Tegangan Input (batas) 6-20V

14 Pin Digital I/O (6 diantaranya Pin PWM)

6 Pin Analog

Arus DC per Pin I/O 40 mA
http://digilib.mercubuana.ac.id/
8

Arus DC untuk pin 3.3V 50 mA

Flash Memory 32 KB dengan 0,5 KB digunakan untuk bootloader

SRAM 2 KB

EEPROM 1 KB

Kecepatan Pewaktu 16 MHz
Kelebihan Arduino
 Tidak perlu perangkat chip programmer karena di dalamnya sudah ada
bootloader yang akan menangani upload program dari komputer.
 Sudah memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna Laptop
yang tidak memiliki port serial/RS323 bisa menggunakannya.
 Bahasa pemrograman relatif mudah karena software Arduino
dilengkapi dengan kumpulan library yang cukup lengkap.
 Memiliki modul siap pakai (shield) yang bisa ditancapkan pada board
Arduino. Misalnya shield GPS, Ethernet, SD Card, dll.
Gambar 2.1 Arduino UNO
2.1.1.1 ATmega328
Komponen utama Arduino adalah mikrokontroler ATmega,
mikrokontroler yang digunakan untuk Arduino Duemilanove
ATmega 328, sedangkan mikrokontroler adalah suatu terobosan
dalam teknologi mikroprosesor dan mikrokomputer. Bedanya,
mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk menangani suatu
http://digilib.mercubuana.ac.id/
9
aplikasi tertentu. Perbedaan lain terletak pada perbandingan RAM
dan ROM. Komputer mempunyai RAM dan ROM yang besar,
tetapi pada mikrokontroler sangat terbatas. ROM digunakan oleh
mikrokontroler untuk menyimpan program sedangkan RAM
digunakan untuk menyimpan data sementara. Mikrokontroler
terdiri dari ALU (Arithmetic and logical unit), CU (Control Unit),
dan PC (program counter), SP (Stack Pointer), register-register,
sebuah rangkaian pewaktu dan rangkaian penyela (interrupt).
Mikrokontroler
juga
dilengkapi
dengan
beberapa
piranti
pendukung lain seperti dekoder, port, komunikasi, input/output
serial dan pararel, juga beberapa tambahan khusus seperti interrupt
handler dan timer/counter.
Gambar 2.2 Pemetaan Pin Arduino UNO
2.1.2 Arduino Software
Arduino merupakan module yang memiliki module hardware
dan software.
Mikrokontrol ini diprogram menggunakan Bahasa
pemrogram C dengan compiler yang sudah tersedia pada sisi
softwarenya.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
10
Gambar 2.3 Arduino Software Compiler
2.2 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 dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor, serangkaian
gear, potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk
menentukan batas sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor
http://digilib.mercubuana.ac.id/
11
servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel
motor.
Gambar 2.4 Motor Servo
Pengontrolan motor servo dilakukan dengan memberikan pulsa secara
kontinyu selama 1 ms sampai 2 ms, tergantung posisi yang ingin dicapai. Untuk
menjaga posisinya maka pulsa 1 ms sampai 2 ms itu diulang-ulang sekitar 50
sampai 60 kali. Pulsa 1 ms akan memposisikan servo pada 0 derajat, sedangkan
2 ms akan memposisikan servo pada maximum putaran. Jika diberi pulsa 1,5
ms maka servo akan berputar setengah putaran
Gambar 2.5 Pembangkitan Sinyal untuk Kendali Motor Servo
Selain itu motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah
(CW dan CCW) dimana arah dan sudut pergerakan rotornya dapat dikendalikan
dengan memberikan variasi lebar pulsa (duty cycle) sinyal PWM pada bagian
pin kontrolnya. Ada dua jenis motor servo, yaitu:
http://digilib.mercubuana.ac.id/
12
1. Motor Servo Standar 180o adalah motor servo yang hanya mampu bergerak
dua arah (CW dan CCW) dengan defleksi masing-masing sudut mencapai 90o
sehingga total defleksi sudut dari kanan – tengah – kiri adalah 180o.
2. Motor Servo Continuous adalah motor servo yang mampu bergerak dua arah
tanpa batasan defleksi sudut putar (dapat berputar secara kontinyu). Pulsa
Kontrol Motor Servo Operasional motor servo dikendalikan oleh sebuah
pulsa selebar ±20 ms, dimana lebar pulsa antara 0.5 ms dan 2 ms menyatakan
akhir dari range sudut maksimum. Apabila motor servo diberikan pulsa
dengan besar 1.5 ms mencapai gerakan 90o , maka bila kita berikan pulsa
kurang dari 1.5 ms maka posisi mendekati 0o dan bila kita berikan pulsa lebih
dari 1.5 ms maka posisi mendekati 180o. Pada robot, motor ini sering
digunakan untuk bagian kaki, lengan atau bagian-bagian lain yang
mempunyai gerakan terbatas dan membutuhkan torsi cukup besar.
2.2.1 Parallax (Futaba) Standard Servo
Servo parallax sering kita temukan sebagai salah satu komponen
untuk membuat robot, misalnya pada robot berkaki yang membutuhkan
kurang lebih delaban buah servo untuk penggeraknya. Ada beberapa
informasi mengenai servo paralax yang terlihat pada Tabel 2.3 Untuk
melihat bentuk fisik servo ini terlihat pada Gambar 2.6
Tabel 2.1 Karakteristik Parallax (Futaba) Standard Servo
Power Requirements
4 to 6 VDC*,
Communication
Pulse-width modulation
Dimensions
2.2 x 0.8 x 1.6 in (55.8x 19 x 406
mm) excluding servo horn
Operating temp range:
+14 to +144 °F (-10 to +50 °C)
Torque
38 oz-in @ 6 V
http://digilib.mercubuana.ac.id/
13
Adapun bentuk fisik dari Parallax (Futaba) Standard Servo
adalah sebagai berikut:
Gambar 2.6 Parallax (Futaba) Standard Servo
2.2.2 Contoh Program Dasar Servo
Dalam pergerakkan Braket TV, diperlukan servo. Untuk itu
servo diberikan perintah atau input dalam sebuah program. Program yang
digunakan yaitu dengan menggunakan Arduino. Berikut adalah Script
program dasar Arduino yang berfungsi untuk menggerakan servo
Gambar 2.7 Screen Shoot Program Sweep Servo
http://digilib.mercubuana.ac.id/
14
2.3 Infra Merah (Infrared)
Komunikasi data infrared merupakan device digital pertama kali yang
beredar di pasaran sehingga penggunaannya cukup memasyarakat. Infra merah
(Infrared) ialah sinar elektromagnet yang panjang gelombangnya lebih
daripada cahaya nampak yaitu di antara 700 nm dan 1 mm sehingga sinar infra
merah termasuk cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan dengan
spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan nampak pada
spectrum elektromagnet dengan panjang gelombang di atas panjang
gelombang cahaya merah. Dengan panjang gelombang ini maka cahaya infra
merah ini akan tidak tampak oleh mata namun radiasi panas yang
ditimbulkannya masih terasa/dideteksi.
2.3.1
Penggolongan Infrared
Berdasarkan daerah panjang gelombangnya, infra merah dapat
dibedakan menjadi tiga daerah yakni :
1. Near Infrared dengan daerah panjang gelombang 0.75 - 1.5 µm.
2. Mid Infrared dengan daerah panjang gelombang 1.50 - 10 µm.
3. Far Infrared dengan daerah panjang gelombang 10 - 100 µm.
Dalam komunikasi infrared, infrared befungsi sebagai sebuah
medium penghantar atau pemancar data, dan penerima data. Sesuai
dengan yang telah ditetapkan oleh konsorsium Infrared Data
Association (IrDA), sinar infrared dari Light Emitting Diode (LED)
memiliki panjang gelombang sekitar 875 nm. Hingga kini memiliki dua
versi yaitu Versi 1.0 dan 2.0. Standar dari IrDA adalah kedua versi dari
infrared hanya terletak pada jumlah data yang dapat ditransfer dalam
satu paket. Versi 1.0 dari infrared memiliki kecepatan dari 2,4 hingga
115,2 Kbps. Sementara versi 2.0 memiliki kecepatan dari 0,576 hingga
1,152 Mbps. Infrared memiliki dua kecepatan yang berbeda karena
struktur pengiriman data pada interkoneksi ini cukup unik. Untuk
menghindari gangguan saat terjadi perpindahan data, maka pertama kali
protokol infrared akan mengirimkan “sinyal tes” dengan kecepatan
http://digilib.mercubuana.ac.id/
15
sinyal yang rendah. Dengan tes ini, bila kondisi sudah sesuai, maka
kecepatan penuh digunakan dalam transfer data. Hal ini tentu
berpengaruh pada penghematan daya.
2.3.2
Konektivitas Infrared
Proses koneksi infrared bekerja dengan cara yang sangat
sederhana. Ketika terjadi pertemuan di antara dua buah device dengan
interkoneksi tersebut, maka akan terjadi sebuah pengenalan secara
anonim diantara kedua device tersebut. Pengenalan ini kemudian
berlanjut ke arah yang lebih dalam lagi di mana kedua device tersebut
meyetujui untuk memberi “nama sementara” pada masing-masing
device sehingga protokol infrared mengenali kedua belah pihak dan
melakukan transfer data atau untuk sekedar mempertahankan koneksi
hingga perintah terakhir dijalankan. Tentunya hal ini memudahkan
koneksi untuk device dengan interkoneksi infrared karena tidak
diperlukannya proses pairing yang merepotkan.
Komunikasi infrared dilakukan dengan menggunakan dioda
infra merah sebagai pengirim dan modul penerima (receiver) infra
merah sebagai penerimanya. Untuk jarak yang cukup jauh, kurang lebih
tiga sampai lima meter, pancaran data infra merah harus dimodulasikan
terlebih dahulu untuk menghindari kerusakkan data akibat noise. Selain
itu, sinyal harus dimodulasi karena infrared tidak menggunakan banyak
daya sehingga sinyal yang dihasilkan cenderung lemah.
Gambar 2.8 Modulasi Sinyal Infrared
http://digilib.mercubuana.ac.id/
16
Untuk perpindahan data yang menggunakan media udara
sebagai media perantara biasanya menggunakan frekuensi carrier
sekitar 30 KHz sampai dengan 40 KHz. Infrared yang dipancarkan
melalui udara ini paling efektif jika menggunakan sinyal carrier yang
mempunyai frekuensi di atas. Sinyal yang dipancarkan oleh pengirim
diterima oleh penerima infra merah dan kemudian didecodekan sebagai
sebuah paket data biner. Proses modulasi dilakukan dengan mengubah
kondisi logika 0 dan 1 menjadi kondisi ada dan tidak ada sinyal carrier
infra merah yang berkisar antara 30KHz sampai 40 KHz. Pada
komunikasi data serial, kondisi idle (tidak ada transmisi data) adalah
merupakan logika ‘0’, sedangkan pada komunikasi infra merah kondisi
idle adalah kondisi tidak adanya sinyal carrier. Hal ini ditujukan agar
tidak terjadi pemborosan daya pada saat tidak terjadi transmisi data.
Gambar 2.9 Timing diagram sinyal infrared
Setiap device mengeluarkan sinyal infra merah yang berbeda.
Sinyal tersebut ditangkap penerima sinyal untuk dikodekan lebih lanjut.
Sinyal yang dikirim biasanya dalam bentuk termodulasi. Bentuk
modulasi berbeda-beda bergantung pada pembuatan masing-masing
remote. Jenis-jenis infra red receiver ada dua macam tipe yaitu:
1. RX device. Perangkat ini dapat berupa infrared receiver pada port
IrDa.
2. DCD device. Perangkat dimana bit-bit stream yang diterima akan
dikirimkan melalui Data Carrier Detect (DCD) line.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
17
Pemancar dan penerima sinyal infra merah biasanya memiliki
reliabilitas yang baik dan cenderung tidak begitu mahal, akan tetapi
gangguan dari sumber infra merah lain dapat mempengaruhi kinerja
peralatan.
2.3.3
Kelebihan dan kekurangan Infrared
Kelebihan dan kekurangan merupakan suatu kewajaran bagi
sebuah komunikasi data yang diciptakan oleh manusia. Untuk
mengatasi kekurangan-kekurangan itulah, saat ini para produsen
berlomba-lomba menghasilkan sebuah komunikasi data yang memiliki
banyak kelebihan. Infrared sendiri pun memiliki kelebihan dan
kekurangan. Berikut adalah kelebihannya :
1) Termasuk komunikasi data yang media pengirimannya Unguided
atau tidak memerlukan benda fisik melainkan ditransmisikan
melalui udara.
2)
Komunikasi data ini hanya bersifat satu arah dan hanya terjadi
pada 2 device sehingga keamanan data lebih terjamin karena
hacker atau penguping harus secara langsung memotong cahaya itu
guna mendapatkan akses ke informasi yang sedang ditransfer.
3) Infrared dapat memantul pada dinding-dinding atau langit-langit
sehingga membantu dalam jaringan ruangan tunggal.
4) Infrared tidak terganggu oleh sinyal-sinyal elektromagnetik dan
interferensi radio sehingga mendorong kestabilan sistem infrared.
5) Infrared mudah dibuat dan harganya murah.
6) Instalasinya mudah sehingga dapat dilakukan siapa saja.
7) Dapat dibawa kemana-mana.
8) Komunikasi data dengan infrared dapat dilakukan kapan saja,
karena pengiriman dengan infrared tidak membutuhkan sinyal.
9) Komunikasi data dari device misalnya pada handphone tidak
membutuhkan biaya atau gratis.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
18
Sedangkan kekurangannya adalah sebagai berikut :
1) Setiap devices harus terarah dan “bertatap muka” langsung karena
infrared menggunakan sinyal terarah dan biasanya hanya 30
derajat.
2) Teknologi yang cukup tua, kecepatan yang sangat terbatas jika
dibandingkan dengan komunikasi data melalui Bluetooth.
3) Jarak yang sangat terbatas dan tidak flesibel, mobiles.
4) Device infrared pastilah sangat terbatas pada koneksi point-topoint.
5) Infrared tidak dapat menembus dinding seperti daya rendah
(maksimum 2 mW)
6) Komunikasi data secara infrared tidak dapat digunakan di luar
ruangan karena akan terganggu oleh cahaya matahari.
2.3.4
Pengaplikasian Infrared
Device yang hingga saat ini masih menggunakan infrared
adalah remote control dimana jenis remote control sendiri bermacammacam diantaranya remote control AC, remote control televisi, remote
control VCD dan sebagainya. Mekanisme komunikasi data remote
control berbeda dengan mekanisme komunikasi data device lain.
Secara umum, komunikasi data remote control adalah
sebagai berikut :
1.
Tegangan yang digunakan dalam mekanisme adalah tegangan AC
(30–40 KHz) yang berfungsi sebagai carrier kemudian data
dimodulasikan dalam tegangan AC tersebut.
2.
Berdasarkan pada skema rangkaian pengirim dan penerima pada
remote control (Gambar 4), terlihat bahwa logika 0 akan diwakili
oleh adanya frekuensi 30-40 KHz, Logika 1 diwakili dengan tidak
adanya frekuensi 30-40 KHz.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
19
3.
Penerima (IRM8510) adalah penerima infrared yang telah
dilengkapi oleh filter frekuensi 30-40 KHz sehingga penerima
langsung mengubah frekuensi menjadi logika 0 dan 1.
2.3.5
Proses transmisi kode
Komunikasi data yang terjadi termasuk dalam UART
(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) yaitu komunikasi yang
terjadi antara dua Mikrokontroler / IC-IC yang mempunyai kemampuan
UART dengan baud rate dan bentuk komunikasi data yang sama.
Kecepatan transmisi (Baud Rate) merupakan suatu hal yang amat
penting dalam komunikasi data seri asinkron, mengingat dalam
komunikasi data seri asinkron clock tidak ikut dikirimkan sehingga
harus diusahakan bahwa kecepatan transmisi mengikuti Standard yang
sudah ada. Clock untuk transmisi data dibangkitkan dengan sarana
timer 1, timer 1 dioperasikan sebagai 8 bit auto reload timer artinya
TL1 bekerja sebagai timer 8 bit menerima clock dari isolator kristal
yang frekuensinya sudah dibagi menjadi 12, setiap pencacah nilainya
menjadi 0 maka nilai yang sebelumnya sudah disimpan di TH1 secara
otomatis diisikan lagi ke TL1, sehingga TL1 akan menghasilkan clock
yang frekuensinya diatur oleh TH1, clock ini berikutnya dibagi lagi
dengan 32 sebelum dipakai sebagai clock untuk UART.
Gambar 2.10 Sinyal dengan format UART
http://digilib.mercubuana.ac.id/
20
2.3.6
Teknik perekaman
Logika perekaman datanya dilakukan saat timer 0 aktif pada
saat data pertama kali dikirimkan (high ke low), sementara timer 1 aktif
menghitung lama perekaman data. Setiap kali perubahan kondisi pada
data maka nilai timer 0 disimpan ke memori, nilai timer 0 di reset dan
timer 0 mulai menghitung lagi, setelah lama waktu perekaman data
terpenuhi, maka timer 1 akan meng-interupt sistem dan menghentikan
proses.
Gambar 2.11 Teknik Perekaan Kode Remote Control
2.3.7
Teknik penerimaan
Cara kerja IR receiver yaitu dengan menghubungkan
rangkaian dengan seial port pada komputer yang disesuaikan dengan
pin yang digunakan. Serial port memberikan tegangan astabil antara 12V dan 12V pada RTS (pin nomor 7). Tegangan yang diperlukan
adalah tegangan stabil +5V untuk sensor IR receiver. Diode D1
berfungsi melindungi rangkaian elektronis dari arus balik (arus negatif).
Kapasitor C1 membantu memberikan tegangan yang stabil arus yang
keluar dari IC2. Serial regulator IC2 memberikan output tegangan tetap
stabil pada +5V. Semua ground koneksi diinputkan pada GND (pin 5).
Data output dari IR receiver akan memberikan line DCD pada pin 1.
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.20.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
21
Gambar 2.12 Skema Rangkaian Peneria (Receiver)
Secara algoritma, proses komunikasi data pada remote
control dapat ditunjukkan pada gambar 2.21 di bawah ini :
Gambar 2.13 Flowchart mekanisme komunikasi data pada remote control
http://digilib.mercubuana.ac.id/
22
Sebelumnya telah dijelaskan tentang proses komunikasi data
pada remote control secara umum. Selanjutnya akan lebih dijelaskan
tentang mekanisme komunikasi data remote control televisi. Pada
aplikasi sebagai remote control pada televisi khususnya, sinyal infrared
dimodulasi dengan sinyal carrier dengan frekuensi tertentu yaitu pada
frekuensi 30KHz sampai 40KHz. Sinyal yang dipancarkan oleh
pengirim diterima oleh penerima infra merah dan kemudian
didecodekan sebagai sebuah paket data biner. Pada transmisi infra
merah terdapat dua terminologi yang sangat penting yaitu : ‘space’
yang menyatakan tidak ada sinyal carrier dan ‘pulse’ yang menyatakan
ada sinyal carrier seperti pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.14 Sinyal hasil perpindahan infrared
Untuk transmisi data biasanya sinyal ditransmisikan dalam
bentuk pulsa. Ketika sebuah tombol ditekan pada remote kontrol maka
infrared akan mentransmisikan sebuah sinyal yang akan dideteksi
sebagai urutan data biner. Led infra merah adalah jenis dioda yang
memencarkan cahaya infra merah. Led infra merah pada dasarnya
adalah dioda PN silicon biasa yang dikemas dalam kotak transparan.
Sinar infra merah dihasilkan dari pertemuan Arsenida Galium pada led
infra merah yang diberikan tegangan listrik. Led infra merah
merupakan salah satu komponen elektronika yang akan mengantar arus
jika dialiri bias maju. Led infra merah terbuat dari bahan Arsenida
gelium atau Fosfida Galium (GaAS atau Gap), dan ditempatkan dalam
suatu wadah yang tembus pandang. Untuk membedakan antara katoda
dan anodanya dapat dilihat dari bentuk elektrodanya yang besar adalah
katoda. Material yang digunakan dalam konstruksi led akan
http://digilib.mercubuana.ac.id/
23
menentukan jenis cahaya yang diradiasikan. Apakah cahaya tampak
atau cahaya tidak tampak. Sebagai contoh material GaAlAs
menghasilkan cahaya infra merah (cahaya tidak tampak), sedangkan
GaAsP menghasilkan cahaya tampak merah. Pada sistem ada dua jenis
led yang digunakan yaitu sebagai indikator dan juga sebagai komponen
pengirim cahaya infra merah. Berikut rangkaian pengirim infra merah:
Gambar 2.15 Rangkaian pengirim infrared pada remote TV
Sinar infra merah yang dipancarkan oleh pemancar infra
merah tentunya mempunyai aturan tertentu agar data yang dipancarkan
dapat diterima dengan baik di penerima. Oleh karena itu baik di
pengirim infra merah maupun penerima infra merah harus mempunyai
aturan yang sama dalam mentransmisikan (bagian pengirim) dan
menerima sinyal tersebut kemudian mendekodekannya kembali
menjadi data biner (bagian penerima). Komponen yang dapat menerima
infra merah ini merupakan komponen yang peka cahaya yang dapat
berupa dioda (photodioda) atau transistor (phototransistor). Komponen
ini akan merubah energi cahaya, dalam hal ini energi cahaya infra
merah, menjadi pulsa-pulsa sinyal listrik. Komponen ini harus mampu
mengumpulkan sinyal infra merah sebanyak mungkin sehingga
http://digilib.mercubuana.ac.id/
24
pulsapulsa sinyal listrik yang dihasilkan kualitasnya cukup baik. Pada
perangkat ini detektor cahaya yang digunakan adalah komponen
TSOP4838, dimana pada komponen ini sudah terdapat filter. Jadi
detektor ini akan bekerja dengan baik jika terdapat frekuensi 38KHz.
Gambar 2.16 Rangkaian penerima infrared pada remote TV
Pada
prakteknya
sinyal
infra
merah
yang
diterima
intensitasnya sangat kecil sehingga perlu dikuatkan. Kekuatan sinar dan
sudut datang merupakan faktor penting dalam keberhasilan transmisi
data melalui infra merah selain filter dan penguatan pada bagian
penerimanya. Selain itu agar tidak terganggu oleh sinyal cahaya lain
maka sinyal listrik yang dihasilkan oleh sensor infra merah harus
difilter pada frekuensi sinyal carrier yaitu pada 30KHz sampai 40KHz.
Selanjutnya baik photodioda maupun phototransistor disebut sebagai
http://digilib.mercubuana.ac.id/
25
photodetector. Dalam penerimaan infra merah, sinyal ini merupakan
sinyal infra merah yang termodulasi. Pemodulasian sinyal data dengan
sinyal carrier dengan frekuensi tertentu akan dapat memperjauh
transmisi data sinyal infra merah. Semakin besar area penerimaan maka
sudut penerimaannya juga semakin besar. Kelemahan area penerimaan
yang semakin besar ini adalah noise yang dihasilkan juga semakin besar
pula.
Suatu penerima pada sistem komunikasi cahaya harus
memenuhi syarat antara lain:
1) Sensitivitas yang tinggi. Karena detektor cahaya digunakan pada
suatu panjang gelombang tertentu, maka sensitivitas tertinggi
terdapat pada daerah panjang gelombang yang dimaksud.
2) Respon waktu yang cepat, hal ini dimaksudkan agar sistem dapat
dioperasikan pada kecepatan tinggi yang akan meningkatkan
efisiensi sistem komunikasi.
3) Noise internal yang dibangkitkan detektor harus sekecil mungkin.
4) Harga yang murah dan juga mempunyai keandalan yang tinggi
Interkoneksi ini juga memiliki beberapa kekurangan.
Dikarenakan infrared menggunakan sinyal terarah dan bias sinyal yang
didefinisikan IrDA adalah 30 derajat maksimum, maka device dengan
interkoneksi ini harus “bertatap muka” pada jarak yang dekat. Tentunya
bila tidak tersedia tempat yang datar untuk terjadinya kontak fisik
tersebut, maka hal ini akan menjadi kendala besar bila Anda berniat
untuk memindahkan data dalam jumlah yang sangat besar. Kekurangan
terutama terletak pada alat-alat yang mendukung interkoneksi ini.
Infrared adalah teknologi yang cukup tua. Rancangan awalnya
mendikte bahwa perpindahan data terbatas pada kecepatan 115.2 Kbps.
Kecepatan ini sering disebut sebagai kecepatan koneksi Serial.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
26
2.3.8
IR Remote dan IR Receiver
Pada perancagan ini penulis menggunakan IR Remote dan IR
Receiver seperti dibawah ini:
Gambar 2.17 IR Remote dan IR Reciever
IR kit diatas merupakan module komunikasi inframerah yang
diprogram menggunakan arduinno sehingga data yang diterima pada
Arduino dapat di ketahui melalui Serial Read seperti dibawah ini:
Gambar 2.18 Serial Read Module IR pada Arduino
http://digilib.mercubuana.ac.id/