BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Telur Bebek Telur adalah salah satu

4
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Telur Bebek
Telur adalah salah satu bahan makanan hewani yang dikonsumsi selain daging, ikan
dan susu. Karena harganya yang terjangkau telur banyak dikonsumsi masyarakat.
Selain telur ayam, telur bebek juga merupakan salah satu jenis telur yang banyak
dikonsumsi. Bebek memiliki kebiasaan buruk dalam bertelur yaitu suka bertelur di
sembarang tempat, jika tidak segera dipindahkan ketempat yang baik tentu akan
merusak kualitas telur. Jika dilihat dari kandungan gizinya, telur bebek memiliki
kandungan gizi yang lebih tinggi dibandingkan telur ayam. Hal ini dipengaruhi oleh
makanan yang diberikan dan proses pemeliharaannya.
Telur Bebek mengandung energi sebesar 189 kilokalori, protein 13,1 gram,
karbohidrat 0,8 gram, lemak 14,3 gram, kalsium 56 miligram, fosfor 175 miligram,
dan zat besi 3 miligram. Selain itu di dalam Telur Bebek juga terkandung vitamin A
sebanyak 1230 IU, vitamin B1 0,18 miligram dan vitamin C 0 miligram. Hasil
tersebut didapat dari melakukan penelitian terhadap 100 gram Telur Bebek, dengan
jumlah yang dapat dimakan sebanyak 90 %. Kandungan gizi yang tinggi ini jugalah
menjadi pertimbangan sehingga telur bebek lebih dianjurkan untuk dijadikan olahan
telur asin, selain faktor lain yaitu pori-pori cangkang telur yang besar, cangkang yang
tebal, dan juga ukuran telur yang besar.
2.2 Cahaya
Cahaya adalah energi berbentuk gelombang elekromagnetik yang kasat mata dengan
panjang gelombang sekitar 380–750 nm. Pada bidang fisika, cahaya adalah radiasi
elektromagnetik, baik dengan panjang gelombang kasat mata maupun yang tidak.
Selain itu, cahaya adalah paket partikel yang disebut foton. Kedua definisi tersebut
merupakan sifat yang ditunjukkan cahaya secara bersamaan sehingga disebut
Universitas Sumatera Utara
5
"dualisme gelombang-partikel". Paket cahaya yang disebut spektrum kemudian
dipersepsikan secara visual oleh indera penglihatan sebagai warna.
Gambar 2.1 Cahaya
Cahaya memiliki beberapa sifat diantaranya adalah:
1. Cahaya Dapat Menembus Benda Bening
Benda bening adalah benda yang dapat ditembus oleh cahaya. Contoh benda bening
antara lain kaca, mika, plastik bening, air jernih, dan sebagainya. Berdasarkan
kemampuan cahaya dalam menembus benda dapat dibedakan menjadi 3 yaitu :
• Benda bening atau transparan, yaitu benda-benda yang dapat ditembus atau dilewati
cahaya. Benda bening meneruskan semua cahaya yang mengenainya. Contohnya kaca
yang bening dan air jernih.
• Benda translusens, yaitu benda-benda yang hanya dapat meneruskan sebagian
cahaya yang diterimanya. Contohnya air keruh, kaca dop, dan bohlam susu.
• Opaque atau benda tidak tembus cahaya, yaitu benda gelap yang tidak dapat
ditembus oleh cahaya sama sekali. Opaque hanya memantulkan semua cahaya yang
mengenainya. Contohnya buku tebal, kayu, tembok, dan besi.
Sifat cahaya yang dapat menembus benda bening, memungkinkan cahaya matahari
dapat menembus permukaan air yang jernih, sehingga tanaman yang hidup di dasar air
dapat tetap tumbuh dengan baik. Sifat cahaya yang dapat menembus benda bening ini
dapat dimanfaatkan orang untuk membuat berbagai peralatan misalnya kacamata,
akuarium, kaca mobil, dan termometer.
Universitas Sumatera Utara
6
2. Cahaya Merambat Lurus
Cahaya akan merambat lurus jika melewati satu medium perantara. Peristiwa ini dapat
dibuktikan dengan nyala lampu senter yang merambat lurus. Cahaya yang merambat
lurus juga dapat kita lihat dari berkas cahaya matahari yang menerobos masuk melalui
celah genting maupun ventilasi akan tampak berupa garis-garis lurus.
2.3 Pengenalan Arduino
Arduino merupakan perangkat keras yang di rangkai untuk dapat mengontrol sesuatu
kegiatan. Arduino merupakan kumpulan komponen yang terdiri dari mikrokontroler
sebagai komponen utama. arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical
computing yang bersifat open source. Arduino tidak hanya sebuah alat
pengembangan, tetapi kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman Integrated
Development Environment (IDE) yang canggih (Girsang, W.S. 2014).
IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program,
meng-compile
menjadi
kode
biner
dan
meng-upload
ke
dalam
memory
mikrokontroler. Ada banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan
profesional dengan menggunakan arduino, selain itu juga ada banyak modul-modul
pendukung (sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain
untuk bisa disambungkan dengan arduino (Girsang, W.S. 2014).
Komponen utama di dalam papan arduino adalah sebuah mikrokontroler 8 bit
dengan merk ATmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation. Berbagai
papan arduino menggunakan tipe ATmega yang berbeda-beda tergantung dari
spesifikasinya, sebagai contoh Arduino Uno menggunakan ATmega328 sedangkan
Arduino Mega 2560 yang lebih canggih menggunakan ATmega2560 (Girsang, W.S.
2014).
Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman yang umum
digunakan untuk membuat perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board.
Bahasa pemrograman arduino mirip dengan bahasa pemrograman C++ (Simanjuntak,
M.G, 2013).
Universitas Sumatera Utara
7
2.3.1 Arduino Nano
Arduino Nano adalah salah satu papan pengembangan mikrokontroler yang berukuran
kecil, lengkap dan mendukung penggunaan breadboard. Arduino Nano diciptakan
dengan basis mikrokontroler ATmega328 (untuk Arduino Nano versi 3.x) atau
ATmega 168 (untuk Arduino versi 2.x). Masing-masing dari 14 pin digital pada
Arduino Nano dapat digunakan sebagai input atau output, dengan menggunakan
fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Semua pin beroperasi pada
tegangan 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima arus maksimum 40 mA
dan memiliki resistor pull-up internal (yang terputus secara default) sebesar 20-50
KOhm. Selain itu beberapa pin memiliki fungsi khusus, yaitu:
1. Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan
(TX) TTL data serial. Pin ini terhubung ke pin yang sesuai dari chip FTDI USBto-TTL Serial.
2. External Interrupt (Interupsi Eksternal): Pin 2 dan pin 3 ini dapat dikonfigurasi
untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah, meningkat atau menurun,
atau perubahan nilai.
3. PWM: Pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan output PWM 8-bit dengan fungsi
analogWrite(). Jika pada jenis papan berukuran lebih besar (misal: Arduino Uno),
pin PWM ini diberi simbol tilde atau “~” sedangkan pada Arduino Nano diberi
tanda titik atau strip.
4. SPI: Pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung
komunikasi SPI. Sebenarnya komunikasi SPI ini tersedia pada hardware, tapi
untuk saat belum didukung dalam bahasa Arduino.
5. LED: Pin 13. Tersedia secara built-in pada papan Arduino Nano. LED terhubung
ke pin digital 13. Ketika pin diset bernilai HIGH, maka LED menyala, dan ketika
pin diset bernilai LOW, maka LED padam.
Universitas Sumatera Utara
8
Gambar 2.2 Arduino Nano
Arduino Nano memiliki 8 pin sebagai input analog, diberi label A0 sampai dengan
A7, yang masing-masing menyediakan resolusi 10 bit (yaitu 1024 nilai yang berbeda).
Secara default pin ini dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai dengan 5 Volt,
juga memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah mereka
menggunakan fungsi analogReference(). Pin Analog 6 dan 7 tidak dapat digunakan
sebagai pin digital. Selain itu juga, beberapa pin memiliki fungsi yang dikhususkan,
yaitu I2C: Pin A4 (SDA) dan pin A5 (SCL). Yang mendukung komunikasi I2C (TWI)
menggunakan perpustakaan Wire.
Masih ada beberapa pin lainnya pada Arduino Nano, yaitu:
1. AREF: Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan fungsi
analogReference().
2. RESET: Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan ulang)
mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset pada
shield yang menghalangi papan utama Arduino.
2.3.2 Pengertian Arduino Software (IDE)
IDE itu merupakan kependekan dari Integrated Developtment Enviroenment, atau
secara bahasa mudahnya merupakan lingkungan terintegrasi yang digunakan untuk
melakukan pengembangan. Disebut sebagai lingkungan karena melalui software inilah
Arduino dilakukan pemrograman untuk melakukan fungsi-fungsi yang dibenamkan
melalui sintaks pemrograman. Arduino menggunakan bahasa pemrograman sendiri
yang menyerupai bahasa C. Bahasa pemrograman Arduino (Sketch) sudah dilakukan
Universitas Sumatera Utara
9
perubahan untuk memudahkan pemula dalam melakukan pemrograman dari bahasa
aslinya. Sebelum dijual ke pasaran, IC mikrokontroler Arduino telah ditanamkan suatu
program bernama Bootlader yang berfungsi sebagai penengah antara compiler
Arduino dengan mikrokontroler.
Arduino IDE dibuat dari bahasa pemrograman JAVA. Arduino IDE juga
dilengkapi dengan library C/C++ yang biasa disebut Wiring yang membuat operasi
input dan output menjadi lebih mudah. Arduino IDE ini dikembangkan dari software
Processing yang dirombak menjadi Arduino IDE khusus untuk pemrograman dengan
Arduino.
Program yang ditulis dengan menggunaan Arduino Software (IDE) disebut
sebagai sketch. Sketch ditulis dalam suatu editor teks dan disimpan dalam file dengan
ekstensi .ino. Teks editor pada Arduino Software memiliki fitur” seperti cutting/paste
dan seraching/replacing sehingga memudahkan kamu dalam menulis kode program.
Pada Software Arduino IDE, terdapat semacam message box berwarna hitam
yang berfungsi menampilkan status, seperti pesan error, compile, dan upload program.
Di bagian bawah paling kanan Sotware Arduino IDE, menunjukan board yang
terkonfigurasi beserta COM Ports yang digunakan.
Gambar 2.3 Arduino Development Environment
Berikut penjelasan tombol-tombol toolbar beserta fungsinya:
1. Verify: berfungsi untuk melakukan checking kode yang kamu buat apakah sudah
sesuai dengan kaidah pemrograman yang ada atau belum
Universitas Sumatera Utara
10
2. Upload: Berfungsi untuk melakukan kompilasi program atau kode yang kamu
buat menjadi bahsa yang dapat dipahami oleh mesih alias si Arduino.
3. New: berfungsi untuk membuat Sketch baru
4. Open: Berfungsi untuk membuka sketch yang pernah kamu buat dan membuka
kembali untuk dilakukan editing atau sekedar upload ulang ke Arduino.
5. Save: Berfungsi untuk menyimpan Sketch yang telah kamu buat.
6. Serial Monitor: Berfungsi untuk membuka serial monitor. Serial monitor disini
merupakan jendela yang menampilkan data yang dikirimkan atau dipertukarkan
antara arduino dengan sketch pada port serialnya. Serial Monitor ini sangat
berguna sekali ketika kamu ingin membuat program atau melakukan debugging
tanpa menggunakan LCD pada Arduino. Serial monitor ini dapat digunakan untuk
menampilkan nilai proses, nilai pembacaan, bahkan pesan error.
2.4 LDR (Light Dependent Resistor)
Merupakan jenis Resistor yang nilai hambatan atau nilai resistansinya sangat peka
terhadap intensitas cahaya yang diterimanya. Nilai Hambatan LDR menurun pada saat
cahaya terang dan nilai Hambatannya menjadi tinggi jika dalam kondisi gelap.
Dengan kata lain, fungsi LDR (Light Dependent Resistor) adalah untuk
menghantarkan arus listrik jika menerima sejumlah intensitas cahaya (Kondisi
Terang) dan menghambat arus listrik dalam kondisi gelap.
Gambar 2.4 LDR (Light Dependent Resistor)
Naik turunnya nilai Hambatan sebanding dengan jumlah cahaya yang diterimanya.
Pada umumnya, Nilai Hambatan LDR akan mencapai 200 Kilo Ohm (kΩ) pada
kondisi gelap dan menurun menjadi 500 Ohm (Ω) pada Kondisi Cahaya Terang.
Universitas Sumatera Utara
11
2.5 LED (Light Emitting Diode)
LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik
ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari
bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung
pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED terdiri dari sebuah chip
semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang
dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk
menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga
menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan
maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan
Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole
(lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron
berjumpa dengan Hole melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik
(satu warna).
Semakin tinggi arus yang mengalir pada led maka semakin terang pula cahaya
yang dihasilkan, namun perlu diperhatikan bahwa besarnya arus yang diperbolehkan
10mA-20mA dan pada tegangan 1,6V –3,5 V menurut karakter warna yang
dihasilkan. Apabila arus yang mengalir lebih dari 20mA maka led akan terbakar.
Untuk menjaga agar LED tidak terbakar perlu kita gunakan resistor sebagai
penghambat arus.
Gambar 2.5 LED
Untuk mengetahui polaritas terminal Anoda (+) dan Katoda (-) pada LED. Kita
dapat melihatnya secara fisik berdasarkan gambar diatas. Ciri-ciri Terminal Anoda
pada LED adalah kaki yang lebih panjang dan juga Lead Frame yang lebih kecil.
Sedangkan ciri-ciri Terminal Katoda adalah Kaki yang lebih pendek dengan Lead
Universitas Sumatera Utara
12
Frame yang besar serta terletak di sisi yang Flat.
2.6 Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah
arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Kemampuan resistor dalam menghambat
arus listrik sangat beragam disesuaikan dengan nilai resistansi resistor tersebut.
Resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Satuan resistansi
dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω (Omega). Bentuk
resistor yang umum adalah seperti tabung dengan dua kaki di kiri dan kanan. Pada
badannya terdapat lingkaran membentuk cincin kode warna untuk mengetahui besar
resistansi tanpa mengukur besarnya dengan Ohmmeter.
Kode warna tersebut adalah standar manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA
(Electronic
Industries
Association)
didalam
rangkaian
elektronika
resistor
dilambangkan dengan angka “R”. Ada beberapa jenis resistor yang ada dipasaran
antara lain: Resistor Carbon, Wirewound, dan Metal Film. Ada juga Resistor yang
dapat diubah-ubah nilai resistansinya antara lain: Potensiometer dan Trimpot. Selain
itu ada juga Resistor yang nilai resistansinya berubah bila terkena cahaya namanya
LDR (Light Dependent Resistor) dan Resistor yang nilai resistansinya berubah
tergantung dari suhu disekitarnya namanya NTC (Negative Thermal Resistance).
Gambar 2.6 Resistor
Cara kerja resistor terbilang cukup efisien, sistem kerja Resistor dapat menghambat
arus yang berasal dari ujung kutub ke kutub yang lain dengan hambatan yang
bervariasi sesuai dengan resistor tersebut. Ini mengalirkan arus yang lebih kecil pada
suatu komponen elektronika sehingga keawetan barang elektronik dapat bertahan
lama.
Universitas Sumatera Utara
13
2.7 LCD (Liquid Cristal Display)
Adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data,
baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD adalah salah satu jenis display elektronik
yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan
cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau
mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai
penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.
LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan
elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan
elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik
(tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan
elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan
dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor.
Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah
menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk
karakter data yang ingin ditampilkan.
Gambar 2.7 LCD (Liquid Cristal Display)
Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal Display)
diantaranya adalah :
1. Pin adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan
menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat dihubungkan dengan bus data
dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit.
2. Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis
data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan yang masuk
adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data.
Universitas Sumatera Utara
14
3. Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data,
sedangkan high baca data.
4. Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar.
5. Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini
dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke
ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt.
2.8 Saklar Push Button
Saklar adalah sebuah perangkat yang digunakan
untuk memutuskan dan
menghubungkan aliran listrik. Jadi saklar pada dasarnya adalah suatu alat yang dapat
atau berfungsi menghubungkan atau pemutus aliran listrik (arus listrik) baik itu pada
jaringan arus listrik kuat maupun pada jaringan arus listrik lemah.
Gambar 2.8 Saklar
Secara sederhana, saklar terdiri dari dua bilah logam yang menempel pada suatu
rangkaian, dan bisa terhubung atau terpisah sesuai dengan keadaan sambung (on) atau
putus (off) dalam rangkaian itu. Saklar push button merupakan tipe saklar yang
menghubungkan aliran listrik sesaat saja saat ditekan dan sesudah dilepas maka
kembali lagi pada posisi off. Saklar tipe ini banyak dipakai pada rangkaian elektronika
yang di kombinasikan dengan rangkaian pengunci.
Universitas Sumatera Utara