bab ii landasan teori

 BAB II
LANDASAN TEORI
Bab ini membahas tentang teori-teori dasar yang menjadi landasan identifikasi
sistem
yang dibangun dalam proyek akhir. Hal-hal yang akan dibahas seperti
sensor MQ2, PPI 8255, pascal, pewangi ruangan, kipas pembersih, buzzer,
regulator catu daya, driver dan modul ADC 0808.
2.1
Sensor
Sensor
adalah peralatan yang digunakan untuk merubah suatu besaran fisik
menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan rangkaian listrik tertentu.
Sensor merupakan bagian dari transduser yang berfungsi untuk melakukan
sensing atau merasakan dan menangkap adanya perubahan energi eksternal yang
akan masuk ke bagian input dari transduser, sehingga perubahan kapasitas energi
yang ditangkap segera dikirim kepada bagian konvertor dari transduser untuk
dirubah menjadi energi listrik.
Aplikasi yang akan diwujudkan pada perancangan ini adalah Sistem Kendali
Pendeteksi Asap Rokok pada Simulasi Ruangan Berbasis PC, maka penulis hanya
akan membahas sensor asap rokok, mengingat aplikasi dan perancangan yang
akan dibahas nanti berhubungan dengan sensor ini. Sensor yang digunakan pada
perancangan ini adalah Sensor gas tipe MQ2. Sensor MQ2 adalah sensor gas yang
berfungsi untuk mendeteksi gas-gas yang ada pada rumah tangga atau industri,
seperti gas LPG, butane, propane, methane, alkohol, hidrogen dan asap rokok.
Sensor MQ2 ini mendeteksi gas-gas yang dianggap mewakili asap rokok, seperti
pada gambar 2.2 yaitu hidrogen, butane dan methanol. Jika sensor ini mendeteksi
keberadaan gas-gas tersebut diudara dengan tingkat konsentrasi tertentu, maka
sensor akan menganggap terdapat asap rokok diudara. Sensor MQ2 mempunyai
tingkat sensitifitas yang tinggi terhadap jenis gas-gas tersebut. Ketika sensor
mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut, maka resistansi elektrik sensor akan
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
6
turun. Dengan memanfaatkan prinsip kerja dari sensor MQ2 ini, kandungan gas gas tersebut dapat diukur.
Gambar 2.1 Bentuk fisik dan konfigurasi sensor MQ2
Gambar 2.2 Gas-gas dari asap rokok
Pada sensor ini terdapat heater (VH) yang berfungsi sebagai pemicu sensor untuk
dapat mendeteksi gas yang diharapkan setelah diberi tegangan 5 VDC. Sehingga
element logam (H) akan bekerja. Apabila sensor mendeteksi gas, maka kerapatan
ruang yang terdapat pada elemen logam akan membesar atau mengecil. Saat
tahanan semakin kecil, maka arus akan mengalir dan output tegangan (VO) pada
sensor akan besar.
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
7
2.2
Programmable Peripheral Interface (PPI 8255)
Agar komputer dapat berkomunikasi dengan perangkat eksternal, perlu adanya
perangkat yang berfungsi untuk mengatur jalannya transfer data dari komputer ke
perangkat
eksternal dan sebaliknya. PPI 8255 adalah sebuah chip LSI (Large
Scale
Intergrated) yang digunakan dalam sebuah mikrokomputer sebagai
antarmuka diantara dua bus mikrokomputer dengan perangkat masukan atau
keluaran.
PPI digabungkan ke mikrokomputer lewat data bus dan menghubungkan
mikrokomputer
dengan dunia luar lewat 24 jalur I/O. Ke-24 jalur I/O tersebut
dibagi ke dalam 3 bagian yaitu PA0-PA7, PB0-PB7 dan PC0-PC7 yang masingmasing bagian terdiri dari 8 bit yang bisa digunakan sebagai keluaran atau
masukan dan bi-directional tergantung pada konfigurasi program yang diberikan
ke PPI. karena itulah perangkat antarmuka ini diberi nama Programmable
Peripheral Interface. PPI dapat dibagi dalam 3 unit utama yaitu unit antarmuka ke
mikrokomputer, unit antarmuka ke peripheral (rangkaian luar) dan sebuah logika
kontrol internal. Ada dua keuntungan utama menggunakan PPI dalam sistem
mikrokomputer. Dua keuntungan tersebut adalah sebagai berikut:
1. PPI menyatukan operasi masukan atau keluaran paralel ke dalam satu IC.
Dengan jumlah jalur masukan atau keluaran tidak lebih dari 24 buah,
sehingga hubungan yang kompleks dan membutuhkan banyak IC bisa
menggunakan satu IC.
2. Bisa
diubah
atau
disesuaikan
dengan
kebutuhan
antarmuka
mikrokomputer.
2.2.1
Karakteristik PPI 8255
Jalur-jalur data merupakan jalur-jalur sebagai media jalannya data dari atau ke
komputer dan port. Jalur-jalur port merupakan jalur-jalur untuk dihubungkan
dengan perangkat eksternal. Jalur-jalur kontrol terdiri dari ̅̅̅ untuk mengaktifkan
PPI 8255, ̅̅̅̅̅ aktif untuk mengambil data dari port ke jalur data (operasi input)
dan ̅̅̅̅̅ aktif untuk mengirim data dari jalur data ke port (operasi output). ̅̅̅̅̅
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
8
tidak boleh aktif bersamaan. Jalur-jalur alamat (A0 dan A1) merupakan jalur
untuk memilih port dan register yang digunakan dangan posisi sebagai berikut:
Tabel 2.1 Pengalamatan port
A0
A1
Port yang digunakan
0
0
PA
0
1
PB
1
0
PC
1
1
CW
CW (register control word) yaitu suatu register 8 bit yang ada pada IC 8255
berfungsi untuk memprogram fungsi dari port A, port B dan port C.
2.2.2 Deskripsi Fungsional 8255
Salah satu serpih perantara yang digunakan untuk pengantarmukaan paralel
(paralel interfacing) adalah Programmable Peripheral Interface (PPI) 8255. Serpih
ini diproduksi oleh Intel Corporation dan dikemas dalam bentuk 40 pin dual in
line package dan dirancang untuk berbagai fungsi pengantarmukaan dalam
mikroprosesor.
Gambar 2.3 IC PPI 8255
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
9
Tabel 2.2 Format pembacaan dan penulisan PPI 8255
A1
A0
RD
WR
CS
0
0
0
1
0
port A
data bus
0
1
0
1
0
port B
data bus
1
0
0
1
0
port C
data bus
0
0
1
0
0
data bus
port A
0
1
1
0
0
data bus
port B
1
0
1
0
0
data bus
port C
1
1
1
0
0
data bus
control
X
X
X
X
1
data bus
tri state
1
1
0
1
0
illegal condition
X
X
1
1
0
data bus
Keterangan
tri state
Proses pembacaan dan penulisan data dari dan ke PPI 8255 dapat dilakukan
dengan program. Tabel 2.2 menyatakan format operasi dasar pembacaan atau
penulisan dan pengalamatan dari 3 port I/O dan register kendali PPI 8255.
2.2.3
Fungsi-Fungsi IC PPI 8255
a. Chip Select (̅̅̅)
Chip Select adalah pin yang memungkinkan komunikasi antara IC 8255
dengan CPU jika diberikan sinyal aktif rendah (logika 0).
b. Read (̅̅̅̅̅)
Sebuah sinyal aktif rendah (logika 0) yang diberikan pada pin Read
memungkinkan IC 8255 mengirim data atau informasi status ke CPU
dalam bus data. Pada intinya sinyal ini mengijinkan CPU untuk membaca
dari PPI 8255.
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
10
c. Write (̅̅̅̅̅)
Jika sinyal aktif rendah (logika 0) diberikan pada pin Write maka akan
memungkinkan CPU untuk menulis data atau kata kontrol ke dalam PPI
8255.
d. A0 dan A1
Sinyal
input,
dalam
sambungan
dengan
input
̅̅̅̅̅
dan
̅̅̅̅̅,
mengendalikan pemilihan dari tiga register kata kontrol. Pin-pin ini
tersambung secara normal untuk bit yang kurang penting (LSB) dari
alamat bus (A0 dan A1).
e. Reset
Jika sinyal aktif rendah (logika 0) diberikan pada pin reset maka sinyal ini
akan membersihkan register kontrol dan semua port (A, B dan C), yang
diatur untuk mode input.
f. VCC
VCC adalah pin yang harus diberi catu daya 5 volt supaya IC PPI 8255
dapat berfungsi. Catu daya ini dapat dibuat sendiri, terpisah dari komputer,
atau dapat juga diambilkan dari pin 1 port paralel.
g. GND
GND adalah pin yang harus disambungkan ke Ground (0 volt). Biasanya
dapat juga dihubungkan dengan casing dari CPU komputer.
h. PA0-PA7
PA0-PA7 adalah pin-pin dari port A yang terdiri dari 8 bit, yaitu bit 0
sampai bit 7. Bit-bit dari port A ini bisa dijadikan masukan, secara
bersamaan menjadi satu kesatuan dan bisa juga dijadikan sebagai keluaran.
Tetapi tidak dapat dipisahkan untuk masing-masing bit menjadi masukan
dan keluaran secara bersamaan.
i. PB0-PB7
Sama seperti port A, port PB0-PB7 adalah pin-pin dari port B yang terdiri
dari 8 bit, yaitu bit 0 sampai bit 7. Bit-bit dari port B ini bisa dijadikan
sebagai masukan secara bersamaan sehingga menjadi satu kesatuan dan
bisa juga dijadikan sebagai keluaran. Dalam satu waktu secara bersamaan,
bit-bit ini tidak dapat dipisahkan untuk menjadi masukan dan keluaran.
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
11
j. PC0-PC3
Untuk port C, terdapat perbedaan dengan port A dan port B karena port C
dapat dipisahkan menjadi dua, yaitu port C bawah (PC0-PC3) dan port C
atas (PC4-PC7). PC0-PC3 adalah 4 bit port C bagian bawah, yaitu bit 0
sampai bit 3 yang dapat diatur sebagai masukan dan dapat juga diatur
sebagai keluaran.
k. PC4-PC7
PC4-PC7 adalah 4 bit port C bagian atas, yaitu bit 4 sampai bit 7. Sifat
dari PC4-PC7 ini sama dengan PC0-PC3, yaitu 4 bit port C yang dapat
diatur sebagai masukan dan dapat juga diatur untuk difungsikan sebagai
keluaran. Port C dapat dipisahkan menjadi dua nibel yang dapat
difungsikan secara berbeda. Walaupun demikian dua nibel ini dapat juga
difungsikan secara bersamaan, baik sebagai masukan semua dari bit 0
sampai bit 7 dan dapat juga dijadikan sebagai keluaran dari bit 0 sampai
bit 7.
2.2.4
Logika Kontrol Internal
a. Kontrol Group A dan Group B
Fungsi konfigurasi dari masing-masing port ditentukan oleh program dari
software. Software tersebut berisi tentang informasi control word, mode
dan bit set atau reset yang kemudian dikirim oleh CPU ke 8255. Masingmasing blok kontrol menerima perintah dari sinyal read atau write dan
control word dari data bus internal yang kemudian akan memfungsikan
port sesuai dengan informasi yang dibawa, yaitu sebagai berikut:
1. Group A terdiri dari port A dan port C upper (C4-C7).
2. Group B terdiri dari port B dan port C lower (C0-C3).
b. Port A, B dan C
IC ini berisi 3 port 8 bit (A, B dan C). Semua port dapat dikonfigurasi
sesuai dengan karakteristik fungsinya yang ditentukan dari programnya,
yaitu sebagai berikut:
1. Port A: 8 bit data output latch/buffer dan 8 bit data input latch.
2. Port B: 8 bit data input/output latch /buffer dan 8 bit data input buffer.
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
12
3. Port C: 8 bit data output latch/buffer dan 8 bit data input buffer (input
tidak latch).
Port ini dapat dibagi menjadi 4 bit port tergantung kepada kontrol modenya.
Masing-masing
4 bit latch dan dapat digunakan untuk output sinyal kontrol dan
input sinyal status. Untuk mengoperasikan PPI maka pertama-tama harus
memasukkan kontrol data kemudian memilih mode yang akan dipilih. Kontrol
data atau control word ini dimasukkan dari data bus ke kontrol register, yaitu
dengan
alamat A0 = 1 dan A1 = 1. Kemudian logik kontrol internal akan
mengatur
terminal data dan kontrol informasi pada data bus internal. Mode
kontrol data ditransfer ke dua buah kontrol port, yang akan mendesain kontrol
kelompok A dan kelompok B. Kontrol kelompok A mengontrol mode (transfer
data dari dan ke) port A dan 4 bit bawah dari port C.
Kontrol data yang dituliskan dari kontrol register akan menentukan karakteristik
pengoperasian PPI. Jika D7 diset ke logik 0, maka kontrol data akan digunakan
oleh PPI untuk menentukan bit port C diset atau direset, jika D7 diset ke logik 1,
maka kontrol data akan digunakan oleh logik kontrol internal untuk menentukan
mode pengoperasian dari masing-masing port.
2.2.5
Antarmuka Peripheral
Data transfer ke dan dari perangkat I/O luar melalui 3 buah port, masing-masing
port terdiri dari 8 bit yaitu port A (PA0-PA7), port B (PB0-PB7), dan port C
(PC0-PC7). Ada tiga mode utama yang dapat diprogramkan ke PPI, yaitu:
1. Mode 0 (Basic Input/Output)
Dalam mode ini 24 jalur I/O dibagi 2 kelompok, kelompok A dan
kelompok B. Kelompok A terdiri dari 8 jalur port A dan 4 jalur port C
bagian atas. Kelompok B terdiri dari 8 port B dan 4 jalur port C bagian
bawah. Masing-masing dapat diprogram sebagai jalur masukan atau jalur
keluaran.
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
13
2. Mode 1 (Strobed Input/Output)
untuk operasi satu arah masukan atau keluaran, masing-masing port
mentransfer
handshaking. Port A dan Port B menggunakan semua bit dari port C.
data
bersamaan
dengan
adanya
strobe
atau
sinyal
Untuk jalur-jalur port A, port B dan port C ini akan enable atau
berhubungan dengan data bus mikrokomputer jika logik 0 diberikan ke
Dalam mode ini PPI menggunakan 2 buah port, yaitu port A dan port B.
chip select ( ̅̅̅ ) PPI sesuai dengan kondisi yang diinginkan sesuai dengan
keterangan tabel 2.2. Logika pada ̅̅̅ akan menjadikan data bus pada PPI
menuju impedansi yang tinggi atau dengan kata lain data bus PPI tidak
berhubungan dengan data bus mikrokomputer. Pada saat PPI enable
(̅̅̅̅
), maka operasi baca dari port I/O ke data bus ( ̅̅̅̅ ) atau operasi
tulis dari data bus ke port I/O ( ̅̅̅̅̅ ) bisa dilaksanakan. Operasi read dan
write ini akan aktif dengan logika 0. Untuk masukan dari port ke data bus
harus memenuhi ketentuan dimana ̅̅̅̅ = 0 dan ̅̅̅̅̅
atau sebaliknya
yaitu untuk masukan dari data bus ke port dengan ketentuan ̅̅̅̅ = 1 dan
̅̅̅̅̅ = 0. Tabel dibawah menunjukkan bahwa pin A1 dan A0 menentukan
alamat tujuan dari komunikasi data antara mikrokomputer dan PPI 8255.
Tabel 2.3 Dasar Operasi PPI 8255
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
14
3. Mode 2 (Bi-directional Bus)
Dalam mode ini hanya port A yang bisa digunakan untuk jalur dua arah
masukan dan keluaran dengan data yang berbeda pada operasi tulis ( ̅̅̅̅̅ )
dan operasi baca (̅̅̅̅̅ ).
2.2.6
PIN Antarmuka Komputer
Ada 6 jalur kontrol pada bagian ini yang akan dihubungkan ke mikrokomputer
selain 8 bit data. Selama eksekusi dari IN dan OUT dari instruksi masukan atau
keluaran
mikrokomputer, maka terjadi komunikasi
antara PPI dengan
mikrokomputer
lewat data bus yang dihubungkan ke jalur data B0-B7. Semua
data yang lewat diantara mikrokomputer dengan PPI 8255 diterima atau
dikirimkan oleh bi-directional 8 bit buffer. Pin reset biasanya dihubungkan ke
jalur reset, logika 1 pada pin ini akan menghapus semua register internal PPI,
termasuk control word dan menyajikan semua I/O ke mode masukan.
Salah satu contoh untuk mengaktifkan port A dan port C sebagai keluaran, port B
sebagai masukan. Maka pada control word akan diberi data 82H (dalam
heksadesimal).
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
15
Dalam waktu yang singkat, bahasa Pascal telah menjadi bahasa yang populer
dikalangan akademis (universitas). Sedangkan di dunia industri, memang harus
diakui bahasa C/C++ lebih unggul penggunaannya bila dibandingkan dengan
bahasa
Pascal.
Standar Pascal adalah bahasa yang didefinisikan oleh K. Jensen dan Niklaus
Wirth. Penerapan nyata dari standar Pascal banyak yang berbeda seperti apa yang
telah didefinisikan oleh K. Jensen dan Niklaus Wirth. Standar Pascal di Eropa
didefinisikan
oleh ISO (International Standards Organization) sedangkan di
Amerika
hasil kerjasama antara ANSI (American National Standard Institute)
dengan IEEE (Institute Of Electrical and Electronic Engineers).
Sampai kini ada banyak versi Pascal diantaranya Turbo Pascal yang
dikembangkan oleh Borland International, dengan sedikit perbedaan dari Pascal
standar. Misalnya pengolahan string. Turbo pascal merupakan pengembangan dari
fasilitas-fasilitas yang tidak ada pada Pascal standar, antara lain dalam hal
pengaksesan file secara acak, fasilitas penyambung ke program yang terstruktur,
kemampuan grafis khusus untuk komputer IBM, Relion dan masih banyak lagi
fasilitas yang lainnya.
2.3.1
Elemen Dasar Pascal
Sebelum memulai pembuatan program dengan menggunakan bahasa Pascal,
terlebih dahulu kita perlu mengetahui elemen-elemen dasar yang terkandung di
dalamnya. Beberapa elemen penting diantaranya:
a. komentar program, variabel, konstanta dan tipe data. Komentar program
merupakan bagian program yang tidak ikut dieksekusi sehingga
kehadirannya tidak mempengaruhi jalannya program.
b. Variabel adalah suatu pengenal yang didefinisikan oleh programer untuk
menyimpan nilai atau data tertentu yang dibutuhkan dalam program pada
saat program sedang berjalan (run-time). Konstanta adalah tetapan dimana
nilainya tidak dapat diubah selama program sedang berjalan.
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
17
c. Tipe data berfungsi untuk memberitahukan kepada kompiler bahwa
variabel tersebut akan digunakan untuk menyimpan nilai dengan tipe data
yang bersangkutan. Adapaun tipe data dalam bahasa Pascal dibedakan
menjadi dua bagian besar, yaitu tipe dasar dan tipe bentukan. Tipe dasar
dibagi menjadi tipe bilangan bulat, tipe riil, tipe karakter, tipe string, dan
tipe logika.
2.3.2
Operator Dalam Pascal
Operator
didefinisikan sebagai suatu yang digunakan untuk melakukan operasi-
operasi
tertentu, misalnya operasi aritmatika, penggabungan string dan lain
sebagainya. Jenis oprator dalam bahasa Pascal dibedakan menjadi dua, yaitu
operator uner (unary) dan operator biner (binary). Operator uner adalah operator
yang hanya terdiri dari satu buah operand sedangkan operator biner adalah
operator yang terdapat pada operasi-operasi yang melibatkan dua buah operand,
yaitu:
a. Operator assignment digunakan untuk melakukan pemberian nilai
terhadap suatu variabel sehingga operator ini juga sering dikenal dengan
operator penegasan.
b. Operator aritmatika merupakan operasi yang operand-operandnya berupa
bilangan bulat atau riil yang dapat digunakan dalam operasi aritmatika,
seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian, pembagian, dan penentuan
hasil bagi.
c. Operator logika digunakan untuk melakukan operasi-operasi yang
menghasilkan nilai logika (true and false). Bahasa Pascal menyediakan
empat buah operator logika, yaitu operator not, operator and, operator or
dan operator xor.
d. Operator bitwise merupakan operator yang digunakan untuk melakukan
manipulasi bit pada operand yang bertipe bilangan bulat (integer). Adapun
operator bitwise yang disediakan oleh bahasa Pascal adalah bitwise not,
bitwise and, bitwise or, bitwise xor, bitwise shl, dan bitwise shr.
e. Operasi relasional adalah operator yang digunakan untuk menentukan
relasi atau hubungan dari dua buah nilai atau operand.
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
18
2.3.3
Statemen
Dalam pemrograman, secara umum statemen dapat didefinisikan sebagai suatu
bagian program yang dapat dieksekusi. Ini artinya, statemen akan menandakan
atau berperan sebagai suatu aksi tertentu. Secara garis besar, statemen di dalam
bahasa
Pascal dapat dikategorikan ke dalam beberapa kelompok, yaitui sebagai
berikut:
a. Penugasan (assignment)
b. Pemilihan
c. Iterasi atau pengulangan
d. Peloncatan
e. Pendefinisian label
f. Ekspresi atau ungkapan
Pemilihan, iterasi, dan peloncatan merupakan statemen yang digunakan untuk
melakukan kontrol program. Label berguna untuk membantu dalam statemen
peloncatan, khususnya untuk menggunakan statemen goto, sedangkan ekspres
digunakan untuk menyatakan nilai logika yang pada umumnya terdapat dalam
pengkondisian.
2.3.4
Struktur Program Bahasa Pascal
Untuk memulai penulisan program di dalam suatu bahasa pemograman terutama
dalam hal ini adalah bahasa pascal harus memperhatikan struktur program dari
bahasa tersebut. Berikut ini merupakan kerangka umum program yang terdapat
dalam bahasa pascal, yaitu:
a. Judul program
Biasanya sama dengan nama program yang dibuat.
b. Daftar unit
Berisi daftar unit yang akan digunakan dalam program. Untuk membatasi
unit satu dengan yang lainnya, menggunakan tanda koma (,).
c. Bagian deklrasi
Bagian ini bersi bermacam-macam deklarasi yang dibutuhkan oleh
program yang meliputi:
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
19
Untuk mendeklarasikan suatu variable dibutuhkan tipe data, dimana
fungsinya adalah untuk memberitahu kepada kompiler bahwa variabel
tersebut akan digunakan untuk menyimpan nilai dengan tipe data yang
bersangkutan.
2. Deklarasi konstanta
Dalam pembuatan program biasanya diperlukan definisi konstanta atau
1. Deklarasi tipe data
tatapan, dimana nilainya tidak dapat diubah selama program sedang
berjalan. Hal ini berbeda dengan variabel yang nilainya dapat diubah
kapan saja sesuai dengan kebutuhan program. Dalam bahasa pascal,
pembuatan konstanta selalu menggunakan kata kunci const.
3. Deklarasi variable
Variabel adalah suatu pengenal yang didefinisikan oleh programer
Untuk menyimpan nilai atau data tertentu yang dibutuhkan dalam
program pada saat program sedang (run-time). Dengan demikian nilai
tersebut dapat diubah pada saat program sedang berjalan sesuai dengan
kebutuhan program. Tipe data dari variabel yang dideklarasikan sama
dengan tipe dari data atau nilai yang dimasukkan ke dalamnya. Untuk
mendeklarasikan sebuah variabel didalam bahasa Pascal ditempatkan
pada bagian deklarasi (yang diidentifikasi dengan kata kunci var).
4. Deklarasi prosedur
Prosedur merupakan suatu rutin yang melakukan proses tertentu
dengan tanpa adanya pengembalian nilai. Prosedur menyediakan suatu
metode pengisolasian bagian program secara terpisah yang dapat
dipanggil atau diaktivasi dari bagian manapun didalam program. Suatu
prosedur biasanya memiliki satu atau beberapa parameter.
5. Deklarasi fungsi
Definisi fungsi sama dengan sebuah prosedur. Perbedaannya pada
fungsi terdapat pengembalian nilai sehingga pada saat pemanggilan
fungsi dapat langsung digunakan untuk mengisikan sebuah ekspresi.
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
20
d. Statement-statement
Merupakan perintah-perintah yang akan dituliskan. Statement-statement
ini berada dalam blok begin-end.
e. Prosedur Writeln dan Readln
Dalam pembuatan program diperlukan banyak penulisan (output) dan
pembacaan (input) data. Dalam bahasa pascal, prosedur yang digunakan
untuk melakukan penulisan adalah Write dan Writeln. Perbedaan dari
kedua buah prosedur ini terletak pada posisi kursornya. Pada prosedur
Write, kursor akan berada dibelakang teks yang dituliskan. Sedangkan
pada prosedur Writeln, setelah menuliskan teks maka posisi kursor akan
dipindahkan ke baris berikutnya. Selanjutnya untuk proses pembacaan
bahasa Pascal memiliki prosedur Read, Readln dan Readkey. Namun
prosedur yang paling digunakan adalah Readln.
f. Unit
Unit merupakan suatu modul program yang terpisah dan digunakan untuk
menyimpan proses-proses tertentu yang berkaitan. Biasanya unit dibuat
untuk program yang cukup besar sehingga program dapat lebih bersifat
modular dan mudah untuk dibaca. Pada program digunakan statement
uses crt, ini artinya menggunakan sustu unit crt yaitu unit yang berisi
kumpulan rutin (berupa prosedur maupun fungsi) yang berkaitan dengan
pengontrolan PC, yang meliputi layer, keyboard, warna dan juga suara.
Apabila unit tersebut telah didaftarkan dalam program yang ditulis maka
semua rutin-rutin yang terdapat di dalam unit tersebut dapat digunakan.
2.4
Pewangi Ruangan, Kipas Pembersih dan Buzzer
a. Pewangi Ruangan
Pewangi ruangan yang digunakan pada perancangan alat ini yaitu
pewangi ruangan otomatis (stella otomatis). Pewangi ruangan ini
berfungsi sebagai pengharum ruangan. Prinsip kerjanya adalah ketika
pada suatu ruangan bersih dari asap rokok, maka pewangi ruangan ini
akan aktif dan pengaturan waktunya dapat diatur secara manual yang
telah ditentukan oleh pabrik (10, 20 dan 40 menit).
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
21
Gambar 2.5 Pewangi Ruangan (Stella Otomatis)
b. Kipas Pembersih
Kipas pembersih yang digunakan pada simulasi ruangan ini adalah
kipas komputer. Kipas pembersih ini berfungsi sebagai pembersih
udara pada suatu ruangan, ketika pada ruangan tersebut terdeteksi oleh
sensor adanya asap rokok. Prinsip kerja dari kipas pembersih ini yaitu,
Jika sensor mendeteksi asap rokok yang masuk pada suatu ruangan,
maka kipas pembersih akan aktif dan udara pada ruangan tersebut akan
kembali bersih dari asap rokok.
Gambar 2.6 Kipas Pembersih
c. Buzzer
Buzzer adalah sebuah alarm yang berfungsi sebagai peringatan atau
pemberitahuan. Alarm adalah sebagai pesan berisi pemberitahuan
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
22
ketika terjadi penurunan atau kegagalan dalam penyampaian sinyal
komunikasi data ataupun ada peralatan yang mengalami kerusakan
(penurunan kinerja). Pesan ini digunakan untuk memperingatkan
operator atau administrator mengenai adanya masalah pada jaringan.
Alarm memberikan tanda bahaya berupa sinyal, bunyi, atau sinar.
Prinsip kerja buzzer pada perancangan alat ini adalah untuk memberi
suatu peringatan atau indikator berupa bunyi, jika terdapat asap rokok
yang berlebih dalam suatu ruangan.
Gambar 2.7 Buzzer
2.5
Regulator Catu Daya
Prinsip kerja catu daya pada umumnya adalah perangkat elektronika yang dicatu
oleh supply arus searah DC (direct current) yang stabil agar dapat bekerja dengan
baik. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang paling baik. Namun
untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar, sumber dari baterai tidak
cukup. Sumber catu daya yang besar adalah sumber bolak-balik AC (alternating
current) dari pembangkit tenaga listrik. Untuk itu diperlukan suatu perangkat catu
daya yang dapat mengubah arus AC menjadi DC.
Untuk memperoleh suatu catu daya dengan nilai keluaran yang tetap, maka dapat
digunakan sebuah IC regulator 78xx untuk catu daya positif dan IC regulator 79xx
untuk catu daya negatif (xx adalah nilai tegangan yang dikeluarkan dari regulator
tersebut).
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
23
Gambar 2.8 IC Regulator
Misalnya 7805 adalah regulator untuk mendapat tegangan +5 volt, 7812 regulator
tegangan +12 volt dan seterusnya. Sedangkan seri 79XX misalnya adalah 7905
dan 7912 yang berturut-turut adalah regulator tegangan -5 dan -12 volt. Selain
dari regulator tegangan tetap ada juga IC regulator yang tegangannya dapat diatur.
Prinsipnya sama dengan regulator OP-amp yang dikemas dalam satu IC misalnya
LM317 untuk regulator variable positif dan LM337 untuk regulator variable
negatif. Bedanya resistor R1 dan R2 ada di luar IC, sehingga tegangan keluaran
dapat diatur melalui resistor eksternal tersebut.
Sinyal AC yang tidak diinginkan ini dinamakan ripple. Faktor ripple adalah
besarnya prosentase perbandingan antara tegangan ripple dengan tegangan DC
yang dihasilkan “r = ( Vr / VDC ) x 100%”. Untuk memperkecil nilai ripple dapat
digunakan filter kapasitor. Semakin besar nilai kapasitor maka akan semakin kecil
nilai tegangan ripple.
2.6
Driver
Cara kerja dari driver ini adalah ketika off “0” maka tidak ada arus yang mengalir
dari Vcc ke GND, sehingga relay tidak bekerja dan ketika keadaan on “1” maka
ada arus yang mengalir dari Vcc ke GND, sehingga relay bekerja (kontak
berpindah dari nc ke no) dan beban on.
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
24
Gambar 2.9 Rangkaian Driver
a. Relay
Relay pada rangkaian driver berfungsi sebagai saklar.
1. Keuntungan relay, yaitu:
a. Relay dapat switch AC dan DC, transistor hanya switch DC.
b. Relay dapat switch tegangan tinggi, transistor tidak dapat.
c. Relay pilihan yang tepat untuk switching arus yang besar.
2. Kekurangan relay, yaitu:
a. Relay ukurannya jauh lebih besar daripada transistor.
b. Relay tidak dapat switch dengan cepat.
c. Relay butuh daya lebih besar dibanding transistor.
d. Relay membutuhkan arus input yang besar.
b. Resistor
Resistor adalah komponen elektronika
yang berfungsi untuk
memberikan hambatan terhadap aliran arus listrik. Dalam rangkaian
listrik dibutuhkan resistor dengan spesifikasi tertentu, seperti besar
hambatan, arus maksimum yang boleh dilewatkan dan karakteristik
hambatan terhadap suhu dan panas. Pada perancangan rangkaian driver
ini, resistor digunakan untuk memberikan hambatan agar komponen
yang diberi tegangan tidak dialiri dengan arus yang besar.
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
25
Dioda adalah devais semikonduktor yang mengalirkan arus satu arah
saja. Dioda terbuat dari germanium atau silikon yang lebih dikenal
dengan dioda junction. Pada perancangan rangkaian driver ini, Dioda
berfungsi sebagai pengaman arus supaya tidak ada arus balik ke kaki
kolektor transistor.
d. Transistor
c. Dioda
Transistor bipolar biasanya digunakan sebagai saklar elektronik dan
penguat pada rangkaian elektronika digital. Transistor memiliki 3
terminal. Transistor biasanya dibuat dari bahan silikon atau
germanium. Tiga kaki yang berlainan membentuk transistor bipolar
adalah emitor, basis dan kolektor. Mereka dapat dikombinasikan
menjadi jenis N-P-N atau P-N-P yang menjadi satu sebagai tiga kaki
transistor. Pada rangkaian driver, transistor digunakan untuk
mengaktifkan relay.
Gambar 2.10 Transistor NPN dan PNP
Pada rangkaian elektronik, sinyal inputnya adalah 1 atau 0 ini selalu
dipakai pada basis transistor, yang mana kolektor dan emitor sebagai
penghubung untuk pemutus (short) atau sebagai pembuka rangkaian.
Aturan atau prosedur transistor sebagai berikut:
1. Pada transistor NPN, memberikan tegangan positif dari basis ke
emitor, menyebabkan hubungan kolektor ke emitor terhubung
singkat, yang menyebabkan transistor aktif (on). Memberikan
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
26
tegangan negatif atau 0 V dari basis ke emitor menyebabkan
hubungan kolektor dan emitor terbuka, yang disebut transistor
mati (off).
2. Pada transistor PNP, memberikan tegangan negatif dari basis ke
emitor yang akan menyalakan transistor (on) atau memberikan
tegangan positif dan 0 V dari basis ke emitor ini akan membuat
transistor mati (off).
Pada perancangan rangkaian driver ini, transistor berfungsi sebagai
switching untuk mengaktifkan relay agar arus dari Vcc ke GND dapat
mengalir.
2.7
ADC
Agar komputer dapat membaca besaran analog yang datang dari perangkat
eksternal, sinyal analog tersebut harus diubah dahulu menjadi sinyal digital, yaitu
dengan menggunakan rangkaian ADC. Analog To Digital Converter (ADC)
mengambil input sinyal analog dan akan menghasilkan keluaran sinyal digital
yang mempresentasikan input analog tersebut. Parameter yang penting dari suatu
ADC di samping waktu konversinya, yaitu resolusi. Resolusi adalah besaran
analog terkecil yang masih dapat dikonversi menjadi sinyal digital. Besar resolusi
ini tergantung dari jumlah bit dari ADC. Semakin banyak bit ADC, resolusi
semakin kecil, dan proses konversi semakin teliti.
1. Resolusi
Resolusi adalah perubahan output terkecil yang mungkin terjadi pada
output analog sebagai hasil perubahan input digital.
Besar resolusi r =
Vref, dimana
n
= Jumlah bit dari ADC.
Vref
= Tegangan referensi ADC.
2. Akurasi
Akurasi adalah perbandingan output sebenarnya dengan output yang
diharapkan dan lain-lain.
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
27
3. Waktu konversi
Waktu konversi adalah waktu yang dibutuhkan untuk mengubah besaran
analog menjadi besaran digital setiap sampel atau yang diperlukan untuk
menyelesaikan suatu konversi.
2.7.1
1. Flash ADC
Macam-macam ADC
Flash ADC ini merupakan jenis ADC yang paling tercepat dalam
mengkonversi dari besaran analog menjadi besaran digital. Flash ADC ini
sering disebut dengan parallel converter ADC karena terdiri dari beberapa
seri komparator, yang tiap komparatornya akan membandingkan sinyal
inputnya dengan tegangan referensi. Output dari komparator ini akan
terhubung ke 8-line to 3-line priority encoder yang nantinya akan
menghasilkan output berupa biner. Berikut gambar dari rangkaian falsh
ADC.
Gambar 2.11 Flash ADC
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
28
Selain memiliki kecepatan, flash ADC juga memiliki kekurangan yaitu
banyaknya komponen yang dibutuhkan, misalnya flash ADC 3 bit
membutuhkan 8 buah resistor dan 7 buah komparator, flash ADC 6 bit
membutuhkan 64 buah resistor dan 63 buah komparator dan seterusnya.
2. SAR ADC
Successive Approximation merupakan rangkaian ADC yang lebih
komplek dibandingkan dengan jenis ADC yang lainya. Tetapi memiliki
waktu konversi yang relatif cepat, karena setiap sample yang diubah pada
selang waktu yang sama dengan waktu pengukuran yang tetap sama tidak
bergantung pada sinyal masukan dan secara keseluruhan ditentukan oleh
frekuensi yang mengendalikan resolusi dari pengubah.
Gambar 2.12 SAR ADC
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
29
2.7.2
ADC 0808
ADC 0808 merupakan pengubah sinyal analog ke digital dengan jenis Successive
Approximation (SAR) ADC. ADC 0808 memiliki keluaran 8 bit dengan nilai
resolusinya
sebagai berikut:
R
1
x5V  20mV
28
ADC 0808 memiliki 8 buah masukan dengan sistem multiplekser. Setiap masukan
ini memiliki alamat yang berbeda dalam mengubah sinyal analog menjadi digital
yang
dilakukan oleh proses baca (read) dan tulis (write).
Gambar 2.13 Pemasangan Aplikasi ADC 0808
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
30
Tabel 2.4 Pilihan Input ADC 0808
C
B
A
Input yang digunakan
0
0
0
Vin 0
0
0
1
Vin 1
0
1
0
Vin 2
0
1
1
Vin 3
1
0
0
Vin 4
1
0
1
Vin 5
1
1
0
Vin 6
1
1
1
Vin 7
Adapun langkah konversi dari sinyal analog ke digital sebagai berikut:
Tabel 2.5 Konversi dari Sinyal Analog ke Digital
RD
WR
Hex
1
1
3
1
0
2
1
1
3
0
1
1
Tabel 2.6 Konversi ADC 0808 (8bit)
Desimal
Input
Output
(Step)
( mV)
Y7
Y6
Y5
Y4
Y3
Y2
Y1
Y0
(Heksa)
0
20
0
0
0
0
0
0
0
0
00
1
40
0
0
0
0
0
0
0
1
01
2
60
0
0
0
0
0
0
1
0
02
3
80
0
0
0
0
0
0
1
1
03
4
100
0
0
0
0
0
1
0
0
04
255
5000
1
1
1
1
1
1
1
1
FF
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
Output
31
Gambar 2.14 Modul ADC 0808
Sistem Kendali Pendeteksi Asap Rokok
pada Simulasi Ruangan berbasis PC
32