AKSELOMETER BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN TAMPILAN LCD
TUGAS AKHIR
ADE JULIANI 172408016
PROGRAM STUDI D3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2020
AKSELOMETER BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN TAMPILAN LCD
TUGAS AKHIR
DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI TUGAS DAN MEMENUHI SYARAT MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA
ADE JULIANI 172408016
PROGRAM STUDI D3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2020
PERNYATAAN
PERANCANGAN SISTEM DIGITAL PENGUKURAN SUDUT KEMIRINGAN BIDANG DATAR MENGGUNAKAN SENSOR AKSELOMETER BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN TAMPILAN
LCD
TUGAS AKHIR
Saya menyatakan bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebut sumbernya.
Medan, 14 Juli 2020
Ade Juliani 172408016
PERANCANGAN SISTEM DIGITAL PENGUKURAN SUDUT KEMIRINGAN BIDANG DATAR MENGGUNAKAN SENSOR AKSELOMETER BERBASIS ARDUINO NANO DENGAN TAMPILAN
LCD
ABSTRAK
Pada Laporan Tugas Akhir ini telah dibuat rancang bangun alat ukur digital kemiringan bidang datar menggunakan sensor Akselometer berbasis Arduino Nano dengan Tampilan LCD yang dilengkapi dengan unit mikrokontroler Arduino Nano sebagai sarana untuk menyimpan program serta sensor akselometer sebagai input dari alat ini. Alat ini untuk memudahkan dalam pelaksanaan proses kalibrasi,tera dan tera ulang dikarenakan fungsinya untuk mendeteksi kemiringan suatu bidang datar,dengan adanya alat ini harapannya dalam proses kegiatan dilapangan lebih efisien karena menghemat waktu yang diperlukan, ”. Dimana pada Tugas Akhir ini menggunakan Sensor Accelometer, ATMega 328 Sebagai Mikrokontroler, LCD Sebagai Keluarannya.
Mikrokontroller ATMega 328 mempunyai input berbentuk sensor,sensor accelerometer ini akan mendeteksi kemiringan suatu bidang kemudian menampilkan hasil pengukuran pada LCD yang ditampilkan secara visual grafik dengan dua sumbu yaitu sumbu x dan sumbu y, diharapkan dengan menggunakan Alat ini dapat mempermudah pekerjaan dilapangan dan lebih menghemat waktu yang semestinya diperlukan . Alat ini dirancang untuk meningkatkan fasilitas pengukuran kemiringan bidang datar sehingga lebih mudah dalam pembacaan dan penggunaanya. Pada alat ini pembacaannya di tampilkan pada LCD. Dan Power supply sebagai sumber teganganya.
Kata Kunci: Arduino Nano, ATMega 328, LCD, Power Supply, Sensor Akselometer
DESIGN OF DIGITAL ANGLE MEASUREMENT SYSTEM OF FLAT FIELD USING ARDUINO NANO-BASED ACCELOMETER SENSOR
USING LCD DISPLAY
ABSTRACT
In this Final Report, a digital flat slope measuring device has been designed using an Arduino Nano-based Accelometer sensor with an LCD Display equipped with an Arduino Nano microcontroller unit as a means to store programs and accelerometer sensors as input from this tool. This tool is for facilitate the implementation of the calibration process, tera and tera because the function is to detect the slope of a flat plane, with this tool the hope in the process of field activities is more efficient because it saves time needed, ". Where in this Final Project uses the Accelometer Sensor, ATMega 328 as a microcontroller, LCD as the output. ATMega 328 microcontroller has a sensor-shaped input, this accelerometer sensor will detect the slope of a field then display the measurement results on the LCD which is displayed visually graphs with two axes namely the x- axis and y-axis, it is hoped that using this tool can simplify work in the field and save time more that should be needed. This tool is designed to improve the flat plane slope measurement facility so that it is easier to read and use. In this tool the readings are displayed on the LCD. And power supply as a voltage source.
Keywords: Arduino Nano, ATMega 328, LCD, Power Supply, Accelometer Sensor
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa dan Maha Penyayang, dengan limpah karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan Laporan Tugas Akhir ini dengan judul ” PERANCANGAN SISTEM DIGITAL
PENGUKURAN SUDUT KEMIRINGAN BIDANG DATAR
MENGGUNAKAN BI-AXIAL JOYSTICK BERBASIS ARDUINO NANO”.
Terimakasih penulis sampaikan kepada :
1. Bapak Dr. Kerista Sebayang, M.Sc selaku Dekan FMIPA USU.
2. Bapak Drs. Takdir Tamba,M.Eng.Sc selaku Ketua Program StudiD3 Fisika FMIPA USU.
3. Drs. Aditia Warman, M.Si Selaku Sekertaris Program Studi D3 Fisika FMIPA USU dan juga selaku Dosen Pembimbing Laporan Praktik Proyek saya yang telah meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membimbing dan mengarahkan penulisan menyelesaikan laporan proyek ini.
4. Seluruh Dosen yang telah memberikan ilmu pengetahuan selama perkuliahan, yang membuka cakrawala berfikir serta pegawai tata usaha yang ikut mensukseskan proses belajar mengajar.
5. Teristimewa penulis mengucapkan terimakasih yang sedalam-dalamnya kepada orang tua saya dan kakak-kakak saya yang telah begitu sabar, memberikan motivasi dalam segala hal, mendoakan saya di setiap saat, dan telah memberikan kepercayaan kepada saya dalam menyelesaikan perkuliahan saya sehingga saya mampu menyelesaikan perkuliahan dan laporan Tugas Akhir ini dengan baik.
6. Dan kepada teman/rekansejati/sahabat saya yang sama-sama berjuang, saling mengingatkan, saling membantu, (Muhammad Farhan Adibrata, Pinka Idriani, Winda Lestari, M. Alfarandi Ritonga, Dian Hartika, Sesi Liana).
7. Kepadasemua Teman-teman di D-3 Fisika 2017 yang taktersebut kan satu- persatu, terimakasih atas kerja samanya dari awal PKKMB, acara-acara yang digelar bersama dan perkuliahan serta ngelab bersama.
Penulis menyadari dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini masih terdapat kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis sangat terbuka terhadap saran maupun kritikan dalam sebuah diskusi yang membangun dari pembaca. Akhir kata penulis mengharapkan semoga Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca.
Medan, 09 Juli 2020
Ade Juliani
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN i
PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR ii
ABSTRAK iii
ABSTRACT iv
PENGHARGAAN v
DAFTAR ISI vi
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR LAMPIRAN xi
DAFTAR SINGKATAN xii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 1
1.3 Batasan Masalah 2
1.4 Tujuan 2
1.5 Sistematika Penulisan 3
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Dasar Teori 4
2.1.1 Sensor 5
2.2 Sensor Accelerometer 7
2.3 Arduino Nano 9
2.4 LCD 13
2.4.1 Cara Kerja LCD 16
2.4.2 Tipe Data 18
2.4.3 Identifier 20
2.5 Kabel Pelangi 20
2.6 Mikrokontroler 20
2.6.1 Diagram Blok dan Struktur Mikrokontroler 21 2.6.2 Keunggulan Dan Kelemahan Mikrokontroler 23
2.7 Power Supply 24
2.7.1 Jenis Power Supply 24
2.7.2 Jenis Power Supply Berdasarkan Tegangan Output 25
2.7.3 Komponen Power Supply 28
2.7.4 Cara Kerja Power Supply 29
2.8 Bahasa C 29
2.8.1 Fitur dan Keunggulan Bahasa C 31
BAB 3 PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM
3.1 Metodologi Perancangan 34
3.1.1 Tahapan Persiapan 34
3.1.2 Tahapan Pembuatan Sistem 34
3.1.3 Tahap Pengukuran Analisis dan Kesimpulan 35
3.2 Perancangan Sistem 37
3.2.1 Diagram Blok Sistem 37
3.3 Perancangan dan Pembuatan PCB 38
3.3.1 Rangkaian Arduino Nano 38
3.3.2 Rangkaian Regulator 38
3.3.3 Rangkaian LCD 39
3.3.4 Rangkaian Sensor MPU-6050 40
3.3.5 Perancangan Rangkaian Adaptor 40
3.3.6 Rangkaian PCB 41
3.3.7 Rangkaian Keseluruhan Alat 42
3.3.8 Flowchart Sistem 43
3.4 Perancangan Perangkat Lunak Sstem 43
3.4.1 Perancangan Perangkat Lunak 43
3.5 Pengujian Rangkaian Dan Pengukuran Hasil Sistem 46
3.5.1 Pengujian Rangkaian Regulator 46
3.5.2 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler 47
3.5.3 Pengujian Display LCD 48
3.5.4 Pengujian MPU-6050 49
BAB 4 PEMBAHASAN DATA DAN HASIL PENGUKURAN
4.1 Analisis Hasil Pengukuran dan Pembandingan 52 4.1.1 Pengujian Sensor Akselerometer MPU-6050 52
4.1.2 Menghitung % Kesalahan 54
BAB 5 PENUTUP
5.1 Kesimpulan 56
5.2 Saran 56
DAFTAR PUSTAKA 57
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
Tabel
Table 2.1 Operasi Dasar LCD 15
Table 2.2 Konfigurasi LCD 15
Tabel 2.3 Konfigurasi Pin LCD 15
Tabel 2.4 Tipe Data 19
Tabel 3.1 Pin MPUU-6050 ke Arduino Nano 40
Tabel 3.2 Pengujian Rangkaian IC Regulator 7805 47 Tabel 3.3 Pengukuran Pin Mikrokontroler Node MCU ESP-8266 47
Tabel 3.4 Pengukuran Pin IC LCD 49
Tabel 4.1 Pengujian Kemiringan Sumbu X 52
Tabel 4.2 Pengujian Kemiringan Sumbu Y 53
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman Gambar
Gambar 2.1 Gaya yang Bekerja Pada Bidang Miring 5
Gambar 2.2 Sensor Accelerometer 7
Gambar 2.3 Sensor Accelerometer Vektor dan Sumbu 8
Gambar 2.4 Arduino Nano 10
Gambar 2.5 LCD 16 x 2 13
Gambar 2.6 Konfigurasi Pin LCD 14
Gambar 2.7 Kabel Pelangi 20
Gambar 2.8 Diagram Blok Mikrokontroler 21
Gambar 2.9 Mikrokontroler 21
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem 37
Gambar 3.2 Rangkaian Arduino Nano 38
Gambar 3.3 Rangkaian Regulator 38
Gambar 3.4 Rangkaian LCD 39
Gambar 3.5 Rangkain MPU-6050 40
Gambar 3.6 Sistematik Rangkaian Adaptor 41
Gambar 3.7 Rangkain PCB 41
Gambar 3.8 Rangkaian Kesluruhan Alat 42
Gambar 3.9 FlowChart Sistem 43
Gambar 3.10 Tampilan Software Arduino 44
Gambar 3.11 Tampilan Program 45
Gambar 3.12 Proses Penyimpanan File 45
Gambar 3.13 Hasil Compile 46
Gambar 3.14 Tegangan Output Ic Regulator 46
Gambar 4.1 Pengkuran Sudut Kemiringan Bidang Datar Sumbu X 53 Gambar 4.2 Pengkuran Sudut Kemiringan Bidang Datar Sumbu Y 53
DAFTAR LAMPIRAN
Nomer
Lampiran Halaman 1. Data Sheet 2. Gambar Alat
DAFTAR SINGKATAN
AC = Alternating current
ADC = Analog to Digital Converter
ASCII = American Standart Code For Information Interchange ATML = Hypertext Markup Languange
ATX = Advenced Technologi Extended AVR = Automatic Voltage Regulator
CD = Compact Disc
CPU = Central Processing Unit CRT = Cathode Ray Tube
DAC = Digital to Analog Converter DC = Direct Current
DVD = Digital Vidio Disk
EEPROM = Electrically Erasable Programmeble Read-Only Memory EPROM = Erasable Programable read-Only Memori
FTDI = Future Technology Devices International
GND = Ground
GPX = Generalized Programming Extended IC = Integrated Circuit
IDE = Integrated Development Environment IEC = International Electrotechnical Commision LCD = Liquid Crystal Display
LED = Light Emitting Diode LSB = Least Significant Bit
OS = Operating System
OTP = On Time Password OVP = over Voltage Protection PC = Personal Computer PSU = Power Supply Unit PWM = Pulse Width Modulation RFI = Romote File Inclusion ROM = Read-Only Memory SI = System International
TTL = Time To Live
TWI = Tread Wear Indicator
UART = Universal Asynchronous Receiver-Transmitter USB = Universal Serial Bus
1.1 Latar Belakang
Perkembangan dan kemajuan teknologi telah menciptakan banyak alat-alat yang mampu mempermudah dan mempercepat pekerjaan manusia. Alat-alat bantu ini menggunakan sistem instrumentasi atau elektronika digital yang banyak digunakan di tempat-tempat umum terlebih pada transaksi pedagangan. Pengukuran dalam transaksi perdagangan secara langsung biasanya kita gunakan alat ukur yang menggunakan sistem instrumen yang sudah dikembangkan teknologinya, karena ketepatan dalam pengukuran sangat diperlukan. Mengukur kedataran elevasi / peil suatu bidang menggunakan waterpass yang masih manual tetapi tentang kepastian pengukuran waterpass adalah kurang, maka akan mempengaruhi kegiatan kalibrasi, tera dan tera ulang yang dilakukan tujuannya untuk mendapatkan hasil yang presisi dengan kesalahan yang masih dibawah batas kesalahan yang diizinkan (BKD) dari latar belakang tersebut maka dirancanglah sebuah alat yang memanfaatkan perkembangan teknologi dengan menggunakan sensor accelerometer untuk mendapatkan suatu hasil pengukuran yang akurat, dapat dipercaya, serta dengan kesalahan pengukuran yang cukup kecil.
Sensor accelerometer adalah suatu alat untuk mengukur percepatan sehingga dapat mendeteksi adanya perubahan posisi device dan berapa banyak perubahan itu terjadi, sensor ini telah banyak dipakai di beberapa bidang seperti pada windows phone, namun kali ini sensor diaplikasikan sebagai sensor pada perancangan alat ukur Pada chip yang terdapat sensor accelerometer tidak hanya itu saja tetapi juga di konfigurasi dengan sensor ghyroscope yang berguna mendeteksi kerimingan suatu benda atau bidang datar yang ingin kita ketahui berapa kemiringannya,perpaduan dua sensor ini sangat menunjang ketelitian alat yang digunakan oleh karena itu penulis menggunakan jenis sensor accelerometer MPU 6050 yang dialamnya telah ada sensor gyroscope. Tentu itu menjadi modal yang penting dalam pelaksanaan kalibrasi,tera dan tera ulang yang dilakukan UPTD kemetrologian dalam melaksanakan tugasnya. Namun pada perancangan alat yang saya buat ini lebih terfokus kepada arsitektur pembangunan, terkhususnya pada pemasangan lantai.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas, penulis tertarik untuk mengangkat permasalahan tersebut sebagai judul Tugas Akhir dengan judul “Perancangan Sistem Digital Pengukuran Sudut Kemiringan Bidang Datar Menggunakan Sensor Akselometer Berbasis Arduino Nano
Dengan Tampilan LCD”. Pada alat ini akan digunakan sebuah mikrokontroler, Arduino Nano, dan sensor Akselometer sebagai penentu kemiringan
1. Bagaimana prinsip kerja dari alat ukur digital kemiringan bidang datar menggunakan Sensor Akselometer berbasis arduino nano dengan tampilan LCD ini bekerja.
2. Program apa yang diberikan untuk dapat menampilkan hasil pengukuran dengan rumusan yang telah ditentukan
3. Bagaimana Sensor Akselometer mengubah gerak sinyal menjadi suatu nilai pengukuran bidang datar yang dapat dibaca oleh mikrokontroler.
4. Bagaimana prinsip kerja Sensor Akselometer.
1.3 Batasan Masalah
Penulis membuat pengukuran kemiringan benda digital dengan menggunakan sensor Akselometer berbasis Arduino Nano dengan batasan-batasan sebagai berikut:
1. Media yang digunakan harus bidang datar.
2. Pengukuran hanya dilakukan pada satu titik dengan jangkauan pengukuran seluas 30 x 30 cm
3. Pengukuran antara aksis x dan aksis y dilakukan secara terpisah dan dilakukan secara bergantian
4. Kemiringan maksimal yang dapat diukur 180˚
1.4 Tujuan
Tujuan dilakukan Projek Akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Merancang sebuah alat ukur kemiringan benda digital berbasis sensor MPU-6050 yang mudah dalam pembacaan nilai dan penggunaanya terutama pada bidang pembangunan (pemasangan lantai dan pembuatan tangga pada rumah).
2. Mengetahui cara kerja alat ukur digital kemiringan bidang datar berbasis Arduino Nano dengan sensor Akselometer.
3. Untuk mengetahui adanya perbedaan hasil kemiringan antara tampilan pada LCD dengan hasil pengukuran manual (dengan busur).
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja alat ukur digital dengan menggunakan sensor Bi-Axial Joystick berbasis Mikrokontroler Arduino Nano R-3 maka penulis menulis laporan ini sebagai berikut:
1. BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini berisikan mengenai latar belakang , rumusan masalah, Tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.
2. BAB II DASAR TEORI
Bab ini berisi tentang teori dasar yang digunakan sebagai bahan acuan tugas akhir, serta komponen yang perlu diketahui untuk mempermudah dalam memahami sistem kerja alat ini.
3. BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari alat, yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram alir dari program yang akan diisikan ke mikrokontroler Arduino Nano.
4. BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, penjelasan mengenai program-program yang digunakan untuk mengaktifkan rangkaian, penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler Arduino Nano.
5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan daripembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.
BAB II
LANDASAN TEORI
Tinjauan pustaka sangat membantu untuk dapat memahami suatu sistem.
Selain dari pada itu dapat juga dijadikan sebagai bahan acuan didalam merencanakan suatu system.Dengan pertimbangan hal-hal tersebut, maka tinjauan pustaka merupakan bagian yang harus dipahami untuk pembahasan selanjutnya.Pengetahuan yang mendukung perencanaan dan realisasi alat meliputi mikrokontroler dan Sensor Joystick Bi-Axial.
2.1 Dasar Teori
Bidang miring adalah suatu permukaan datar yang memiliki suatu sudut, yang bukan sudut tegak lurus, terhadap permukaan horizontal. Penerapan bidang miring dapat mengatasi hambatan besar dengan menerapkan gaya yang relatif lebih kecil melalui jarak yang lebih jauh, daripada jika beban itu diangkat vertikal. Dalam istilah teknik sipil, kemiringan (rasio tinggi dan jarak) sering disebut dengan gradien.
Bidang miring adalah salah satu pesawat sederhana yang umum dikenal. Bidang miring tidak menciptakan usaha. Oleh sebab itu, usaha untuk mengangkat benda tanpa bidang miring sama saja dengan bidang miring, maka: W x h = H x l atau W x h = F x l Jika panjang L = 4m, h=4m maka dari persamaan W x h = F x l Diperoleh F
= W x h = 2000 N x 1m = 500 N L 4m Dari hasil yang didapat, maka dapat diambil kesimpulan bahwa benda yang pada mulanya tanpa alat harus diangkat dengan empat orang, setelah dipergunakan bidang miring yang panjangnya empat meter hanya memerlukan 1 orang. Keuntungan Mekanik untuk bidang miring: KM = l/h l = panjang bidang miring h = tinggi ujung bidang miring dari tanah.
Dalam bidang miring berlaku sebagai berikut:
1. Makin landai bidang miring, maka makin kecil gaya yang dibutuhkan, akan tetapi jalan yang dilalui lebih panjang.
2. Makin curam suatu bidang miring, maka makin besar gaya yang dibutuhkan, akan tetapi jalan yang dilalui lebih pendek.
Gambar 2.1 Gaya Yang bekerja pada Bidang Miring
Dalam kehidupan sehari-hari, bidang miring dapat dijumpai dalam hal berikut:
1. Tangga naik suatu bangunan sengaja dibuat bertingkat-tingkat dan berkelok- kelok, untuk memperkecil gaya
2. Jalan di pegunungan sengaja dibuat berkelok-kelok, supaya lebih mudah dilalui
3. Ulir sekrup sengaja dibuat menyerupai tangga melingkar, supaya lebih mudah masuk
4. Baji (pisau, kater, kampak, dll)
5. Dongkrak juga merupakan suatu contoh bidang miring karena menggunakan prinsip sekrup
6. Untuk menaikkan drum keatas, truk menggunakan papan kayu yang dimiringkan.
2.1.1 Sensor
Pengertian Sensor adalah transduser yang berfungsi untuk mengolah variasi gerak, panas, cahaya atau sinar, magnetis, dan kimia menjadi tegangan serta arus listrik. Sensor sendiri adalah komponen penting pada berbagai peralatan. Sensor juga berfungsi sebagai alat untuk mendeteksi dan juga untuk mengetahui magnitude. Transduser sendiri memiliki arti mengubah, resapan dari bahasa latin transducer. Bentuk perubahan yang dimaksud adalah kemampuan merubah suatu energi kedalam bentuk energi lain. Energi yang diolah bertujuan untuk menunjang daripada kinerja piranti yang menggunakan sensor itu sendiri. Sensor sendiri sering digunakan dalam proses pendeteksi untuk proses pengukuran. Sensor yang sering menjadi digunakan dalam berbagai rangkaian elektronik antara lain sensor
cahaya atau sinar, sensor suhu, serta sensor tekanan. Dari pengertian sensor yang telah saya jabarkan diatas wajar jika alat tersebut menjadi alat yang banyak diminati oleh berbagai pabrikan elektronik. Salah satu pabrikan yang tengah gencar menggunakan sensor pada produk mereka adalah pabrikan handphone dengan model touch screen. Sensor tekanan pada berbagai handphone sekarang ini membutuhkan adanya dukungan dari sensor tekanan. Selain pada gadget dengan teknologi canggih tersebut, sensor tekanan juga biasa diaplikasikan kepada berbagai alat elektronik lain seperti kalkulator serta remot. Adanya tekanan pada tombol-tombol pada kalkulator ataupun remot bekerja dengan mengubah daya tekan tersebut menjadi daya atau sinyal listrik.Dengan pengertian sensor beserta kinerja dari sensor tekanan diatas dapat diambil kesimpulan bahwa sensor memiliki banyak andil pada berbagai teknologi. Pada sensor suhu sendiri terdapat empat jenis sensor yang sering dipakai yaitu thermocouple, resistance temperature detectore, IC sensor dan termistor. Pada komponen thermocouple terdapat dua komponen transduser panas dan juga dingin. Kedua transedur tersebut berfungsi untuk membandingkan objek serta untuk mendapatkan hasil akan suhu dari objek.
Platina menjadi pilihan utama pada komponen resistence temperature detectore karena memiliki tahanan suhu, stabilitas, kelinearan, reproduktifitas, serta stabilitas. Termistor merupakan resistor yang tahan terhadap panas, serta IC sensor sensor suhu dengan rangkaian yang menggunakan chipsilikon guna mendeteksi tingkat suhu yang terdapat pada objek.
Jenis-jenis sensor berdasarkan sifat Analog atau Digitalnya. Sensor Analog adalah sensor yang menghasilkan sinyal output yang kontinu atau berkelanjutan. Sinyal keluaran kontinu yang dihasilkan oleh sensor analog ini sebanding dengan pengukuran. Berbagai parameter Analog ini diantaranya adalah suhu, tegangan, tekanan, pergerakan dan lain-lainnya. Contoh Sensor Analog ini diantaranya adalah akselerometer (accelerometer), sensor kecepatan, sensor tekanan, sensor cahaya dan sensor suhu. Sedangkan Sensor Digital adalah sensor yang menghasilkan sinyal keluaran diskrit. Sinyal diskrit akan non-kontinu dengan waktu dan dapat direpresentasikan dalam “bit”. Sebuah sensor digital biasanya terdiri dari sensor, kabel dan pemancar. Sinyal yang diukur akan diwakili dalam format digital. Output digital dapat dalam bentuk Logika 1 atau
logika 0 (ON atau OFF). Sinyal fisik yang diterimanya akan dikonversi menjadi sinyal digital di dalam sensor itu sendiri tanpa komponen eksternal. Kabel digunakan untuk transmisi jarak jauh. Contoh Sensor Digital ini diantaranya adalah akselerometer digital (digital accelerometer), sensor kecepatan digital, sensor tekanan digital, sensor cahaya digital dan sensor suhu digital.
2.2 Sensor Accelerometer
adalah sebuah perangkat yang mampu mengukur sebuah kekuatan akselerasi.Kekuatan ini mungkin statis (diam) seperti halnya kekuatan konstan dari gravitasi Bumi, atau bisa juga bersifat dinamis karena gerakan atau getaran dari sebuah alat accelerometer.
Gambar 2.2 sensor accelerometer
Accelerometer adalah sebuah tranduser yang berfungsi untuk mengukur percepatan, mendeteksi dan mengukur getaran, ataupun untuk mengukur percepatan akibat gravitasi bumi. Accelerometer juga dapat digunakan untuk mengukur getaran yang terjadi pada kendaraan, bangunan, mesin, dan juga bisa digunakan untuk mengukur getaran yang terjadi di dalam bumi, getaran mesin, jarak yang dinamis, dan kecepatan dengan ataupun tanpa pengaruh gravitasi bumi.
2.3 Sensor Accelerometer vector dan Sumbu
Prinsip kerja dari tranduser ini berdasarkan hukum fisika bahwa apabila suatu konduktor digerakkan melalui suatu medan magnet, atau jika suatu medan magnet digerakkan melalui suatu konduktor, maka akan timbul suatu tegangan induksi pada konduktor tersebut Accelerometer yang diletakan di permukaan bumi dapat mendeteksi percepatan 1g (ukuran gravitasi bumi) pada titik vertikalnya, untuk percepatan yang dikarenakan oleh pergerakan horizontal maka accelerometer akan mengukur percepatannya secara langsung ketika bergerak secara horizontal.
Hal ini sesuai dengan tipe dan jenis sensor Accelerometer yang digunakan karena setiap jenis sensor berbeda-beda sesuai dengan spesifikasi yang dikeluarkan oleh perusahaan pembuatnya.
Saat ini hampir semua sensor/tranduser accelerometer sudah dalam bentuk digital (bukan dengan sistem mekanik) sehingga cara kerjanya hanya bedasarkan temperatur yang diolah secara digital dalam satu chip. Ada 2 proses accelerometer analog (dengan sistem mekanik maupun digital) bekerja,yaitu :
1. Accelerometer digital yang bekerja berdasarakan temperature 2. Accelerometer analog yang bekerja berdasarakan sistem mekanik
Kebanyakan accelerometers adalah Micro-Electro-Mechanical Sensor (MEMS). Prinsip dasar operasi balik accelerometer MEMS adalah perpindahan kecil dari massa yang terukir di permukaan silikon dari sirkuit terintegrasi dan ditangguhkan oleh balok kecil. Konsisten dengan hukum kedua Newton tentang gerak (F = ma), sebagai percepatan diterapkan untuk perangkat, kekuatan
berkembang yang menggusur massa. Dukungan balok bertindak sebagai pegas, dan cairan (biasanya udara) terjebak di dalam IC bertindak sebagai peredam, menghasilkan urutan kedua sistem fisik disamakan. Ini adalah sumber dari bandwidth yang terbatas dan respon frekuensi non-seragam accelerometer.
2.3 Arduino Nano
Arduino merupakan rangkaian elektronik yang bersifat open source, serta memiliki perangkat keras dan lunak yang mudah untuk digunakan. Arduino dapat mengenali lingkungan sekitarnya melalui berbagai jenis sensor dan dapat mengendalikan lampu, motor, dan berbagai jenis aktuator lainnya. Arduino mempunyai banyak jenis, di antaranya Arduino Uno, Arduino Mega 2560, Arduino Nano, dan lainnya. Saat ini Arduino sangat populer di seluruh dunia. Banyak pemula yang belajar mengenal robotika dan elektronika lewat arduino karena mudah dipelajari. Tapi tidak hanya pemula, para hobbyist atau profesional pun ikut senang mengembangkan aplikasi elektronik menggunakan arduino. Ada banyak projek dan alat-alat yang dikembangkan oleh mereka, selain itu juga ada banyak modul-modul pendukung (sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan dengan arduino. Arduino berevolusi menjadi sebuah platform karena ia menjadi pilihan dan acuan bagi banyak praktisi. Bahasa yang dipakai dalam arduino bukan assembler yang relatif sulit, tetapi bahasa C yang disederhanakan dengan bantuan (libraries) Arduino. Arduino juga menyederhanakan proses bekerja dengan mikrokontroler, sekaligus menawarkan berbagai macam kelebihan antara lain:
1. Arduino biasanya dijual relatif murah (antara 125 ribu hingga 400 ribu rupiah saja) dibandingkan dengan platform mikrokontroler pro lainnya.
Harganya akan lebih murah lagi jika pengguna membuat papannya sendiri dan merangkai komponen-komponennya satu per satu.
2. Software Arduino dapat dijalankan pada sistem operasi Windows, Macintosh OSX dan Linux, sementara platform lain umumnya terbatas hanya pada Windows.
3. Perlu diketahui bahwa lingkungan pemrograman di Arduino mudah digunakan untuk pemula, dan cukup fleksibel bagi mereka yang sudah
tingkat lanjut. Untuk guru/dosen, Arduino berbasis pada lingkungan pemrograman processing, sehingga jika mahasiswa atau murid-murid terbiasa menggunakan processing tentu saja akan mudah menggunakan Arduino.
4. Perangkat lunak Arduino IDE dipublikasikan sebagai Open Source, tersedia bagi para pemrogram berpengalaman untuk pengembangan lebih lanjut.
Bahasanya bisa dikembangkan lebih lanjut melalui pustaka-pustaka C++
yang berbasis pada Bahasa C untuk AVR.
5. Perangkat keras Arduino berbasis mikrokontroler ATMEGA8, ATMEGA168, ATMEGA328 dan ATMEGA1280 (yang terbaru ATMEGA2560).
Arduino yang digunakan pada alat ini adalah Arduino Nano board berbasis mikrokontroler pada ATmega328 yang memiliki 14 pin digital input / output (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, 16 MHz osilator kristal, sebuah koneksi USB, sebuah konektor sumber tegangan, sebuah header ICSP, dan sebuah tombol reset. Arduino Uno memuat segala hal yang dibutuhkan untuk mendukuang sebuah mikrokontroler. Hanya dengan menghubungkannya ke sebuah komputer melalui USB atau memberikan tegangan DC dari baterai atau adaptor AC ke DC sudah dapat menggunakannya.
Gambar 2.4 Arduino Nano
Arduino Nano mempunyai 14 pin digital yang dapat digunakan sebagai pin input atau output. Pin ini akan mengeluarkan tegangan 5V untuk mode HIGH (logika
1) dan 0V untuk mode LOW (logika 0) jika dikonfigurasikan sebagai pin output. Jika di konfigurasikan sebagai pin input, maka ke 14 pin ini dapat menerima tegangan 5V untuk mode HIGH (logika1) dan 0V untuk mode LOW (logika 0). Besar arus listrik yang diijinkan untuk melewati pin digital I/O adalah 40 mA. Pin digital I/O ini juga sudah dilengkapi dengan resistor pull-up sebesar 20-50 kΩ. Ke 14 pin digital I/O ini selain berfungsi sebagai pin I/O juga mempunyai fungsi khusus yaitu :
1. Pin D0 dan pin D1 juga berfungsi sebagai pin TX dan RX untuk komunikasi data serial. Kedua pin ini terhubung langsung ke pin IC FTDI USB-TTL.
2. Pin D2 dan pin D3 juga berfungsi sebagai pin untuk interupsi eksternal. Kedua pin ini dapat dikonfigurasikan untuk pemicu interupsi dari sumber eksternal. Interupsi dapat terjadi ketika timbul kenaikan atau penurunan tegangan pada pin D2 atau pin D3.
3. Pin D4, pin D5, pin D6, pin D9, pin D10 dan pin D11 dapat digunakan sebagai pin PWM (pulse width modulator).
4. Pin D10, pin D11, pin D12 dan pin D13, ke empat pin ini dapat digunakan untuk komunikasi mode SPI. Pin D13 terhubung ke sebuah LED.
Arduino Nano juga dilengkapi dengan 8 buah pin analog, yaitu pin A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6 dan A7. Pin analog ini terhubung ke ADC (analog to digital converter) internal yang terdapat di dalam mikrokontroller. Pada kondisi awal, pin analog ini dapat mengukur variasi tegangan dari 0V sampai 5 V pada arus searah dengan besar arus maksimum 40 mA. Lebar range ini dapat diubah dengan memberikan sebuah tegangan referensi dari luar melalui pin Vref. Pin analog selain dapat digunakan untuk input data analog, juga dapat digunakan sebagai pin digital I/O, kecuali pin A6 dan A7- yang hanya dpat digunakan untuk input data analog saja. Fungsi khusus untuk pin analog antara lain :
1. Pin A4 untuk pin SDA
2. Pin A5 untuk pin SCL, pin ini dapat digunakan untuk komunikasi I2C.
3. Pin Aref digunakan sebagai pin tegangan referensi dari luar untuk mengubah range ADC.
4. Pin reset, pin ini digunakan untuk mereset board Arduino Nano, yaitu dengan menghubungkan pin ini ke ground selama beberapa milidetik. Board Arduino Nano selain dapat direset melalui pin reset, juga dapat direset dengan menggunakan tombol reset yang terpasang pada board Arduino Nano.
Arduino Nano sudah dilengkapi dengan beberapa fasilitas untuk komunikasi yang dapat digunakan untuk berkomunikasi dengan komputer (PC atau Laptop), atau dengan board mikrokontroller lainnya. ATmega168 dan ATmega328 dilengkapi dengan komunikasi serial UART TTL (5V), yang terdapat pada pin D0 dan pin D1. Board juga dilengkapi dengan sebuah IC FTDI 232 Rl yang dapat dihubungkan langsung ke komputer untuk menghasilkan sebuah virtual com-port pada operating sistem. Software Arduino (sketch) yang digunakan sebagai IDE Arduino juga dilengkapi dengan serial monitor yang memungkinkan programmer untuk menampilkan data serial sederhana yang dapat dikirim atau diterima dari board Arduino Nano. Led RX dan TX yang terpasang pada board Arduino Nano akan berkedip jika terjadi komunikasi data serial antara PC dengan Arduino Nano.
Selain dapat berkomunikasi dengan menggunakan data serial melalui virtual com-port, Arduino Nano juga dilengkapi dengan mode komunikasi I2C (TWI) dan SPI untuk komunikasi antar hardware. Arduino Nano dapat dengan mudah diprogram dengan menggunakan software Arduino (sketch). Pada menu program, pilih tool-board kemudian pilih jenis board yang akan diprogram. Untuk memprogram board Arduino dapat memilih tipe board Arduino diecimila atau duemilanove atau langsung memilih Nano W/atmega168 atau Nano W/atmega328.
Arduino Nano sudah dilengkapi dengan program boatloader, sehingga programmer dapat langsung meng-up-load kode program langsung ke board Arduino Nano tanpa melalui board perantara atau hardware lain. Komunikasi ini menggunakan protokol STK500 keluaran ATMEL.
Programmer juga dapat mem-up-load program ke board Arduino Nano tanpa menggunakan boatloader, tetapi melalui ICSP (in-circuit serial programming) header yang sudah tersedia di board Arduino Nano. Pemograman melalui ICSP tidak akan dibahas pada buku ini.
2.4 LCD (Liquid Crystal Display)
Liquid Crystal Display (LCD) adalah komponen yang dapat menampilkan tulisan. Salah satu jenisnya memiliki dua baris dengan setiap baris terdiri atas enam belas karakter. LCD seperti itu biasa disebut LCD 16x2. LCD merupakan salah satu perangkat penampil yang sekarang ini mulai banyak digunakan.Penampil LCD mulai dirasakan menggantikan fungsi dari penampil CRT (Cathode Ray Tube), yang sudah berpuluh-puluh tahun digunakan manusia sebagai penampil gambar/text baik monokrom (hitam dan putih), maupun yang berwarna.Teknologi LCD memberikan keuntungan dibandingkan dengan teknologi CRT, kaena pada dasarnya, CRT adalah tabung triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan.
Beberapa keuntungan LCD dibandingkan dengan CRT adalah konsumsi daya yang relative kecil, lebih ringan, tampilan yang lebih bagus, dan ketika berlama-lama di depan monitor, monitor CRT lebih cepat memberikan kejenuhan pada mata dibandingkan dengan LCD.
Gambar 2.5 LCD 16x2
LCD memanfaatkan silicon atau gallium dalam bentuk Kristal cair sebagai pemendar cahaya.Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua dimensi piksel yang dibagi dalam baris dan kolom.Dengan demikian, setiap pertemuan baris dan kolom adalah sebuah LED terdapat sebuah bidang latar (backplane), cairan yang digunakan memiliki warna cerah. Daerah-daerah tertentu pada cairan akan berubah warnanya menjadi hitam ketika tegangan diterapkan antara bidang latar dan pola elektroda yang terdapat pad sisi dalam lempeng kaca bagian depan.
Keunggulan LCD adalah hanya menarik arus yang kecil (beberapa microampere), sehingga alat atau sistem menjadi portable karena dapat menggunakan catu daya yang kecil.Keunggulan lainnya adalah tampilan yang
diperlihatkan dapat dibaca dengan mudah di bawah terang sinar matahari.Di bawah sinar cahaya yang remang-remang dalam kondisi gelap, sebuah lampu (berupa LED) harus dipasang dibelakang layar tampilan.
LCD yang digunakan adalah jenis LCD yang mena mpilkan data dengan 2 baris tampilan pada display. Keuntungan dari LCD ini adalah :
1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk membuat program tampilan.
2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya mengunakan 8 bit data dan 3 bit control.
3. Ukuran modul yang proporsional.
4. Daya yang digunakan relative sangat kecil.
LCD 16x2 10
11
12 13 11 12
13 14
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
2 15
+5VDC
RS RW
EN 4 5 6
1 3 16
VCC V+BL
GND LCD Drv V-BL
Gambar 2.6 Konfigurasi Pin LCD
Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses proses internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan instruksi membaca data. ROM pembangkit sebanyak 192 tipe karakter, tiap karakter dengan huruf 5x7 dot matrik.Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter (membaca program), maksimum pembacaan 80x8 bit tampilan data.Perintah utama LCD adalah Display Clear, Cursor Home, Display ON/OFF, Display Character Blink, Cursor Shift, dan Display Shift.
Tabel 2.1 Operasi Dasar LCD
RS R/W Operasi
0 0 Input Instruksi ke LCD
0 1 Membaca Status Flag (DB7) dan alamat counter (DB0 ke DB6)
1 0 Menulis Data
1 1 Membaca Data
Tabel 2.2 Konfigurasi LCD
Pin Bilangan biner Keterangan
RS 0 Inisialisasi
1 Data
RW 0 Tulis LCD / W (write)
1 Baca LCD / R (read)
E 0 Pintu data terbuka
1 Pintu data tertutup
Tabel 2.3 Konfigurasi Pin LCD
Pin No.
Keterangan Konfigurasi Hubung
1 GND Ground
2 VCC Tegangan +5VDC
3 VEE Ground
4 RS Kendali RS
5 RW Ground
6 E Kendali E/Enable
7 D0 Bit 0
8 D1 Bit 1
9 D2 Bit 2
10 D3 Bit 3
11 D4 Bit 4
12 D5 Bit 5
13 D6 Bit 6
14 D7 Bit 7
15 A Anoda (+5VDC)
16 K Katoda (Ground)
Lapisan film yang berisis Kristal cair diletakkan di antara dua lempeng kaca yang telah ditanami elektroda logam transparan. Saat teganga dicatukan pada beberapa pasang elektroda, molekul – molekul Kristal cair akan menyusun diri agar cahaya yang mengenainya akan dipantulkan atau diserap. Dari hasil pemantulan atau penyerapan cahaya tersebut akan terbentuk pola huruf, angka, atau gambar sesuai bagian yang di aktifka.
LCD membutuhkan tegangan dan daya yang kecil sehingga sangat popular untuk aplikasi pada kalkulator, arloji digital, dan instrument elektronika lain seperti Global Positioning System (GPS), baragraph display dan multimeter digital. LCD umumnya dikemas dalam bentuk Dual In Line Package (DIP) dan mempunyai kemampuan untuk menampilkan beberapa kolom dan baris dalam satu panel. Untuk membentuk pola, baik karakter maupun gambar pada kolom dan baris secara bersamaan digunakan metode Screening.
Metode screening adalah mengaktifkan daerah perpotongan suatu kolo dan suatu baris secara bergantian dan cepat sehingga seolah-olah aktif semua.Penggunaan metode ini dimaksudkan untuk menghemat jalur yang digunakan untuk mengaktifkan panel LCD. Saat ini telah dikembangkan berbagai jenis LCD, mulai jenis LCD biasa, Passive Matrix LCD (PMLCD), hingga Thin-Film Transistor Active Matrix (TFT-AMLCD). Kemampuan LCD juga telah ditingkatkan daru yang monokrom hingga yang mampu menampilkan ribuan warna.
2.4.1 Cara kerja LCD
Pada aplikasi umumnya RW diberi logika rendah “0”.Bus data terdiri dari 4bit atau 8 bit. Jika jalur data 4 bit maka yang digunakan ialah DB4 sampai
dengan DB7. Sebagaimana terlihat pada table deskripsi, interface LCD merupakan sebuah parallel bus, dalam hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD. Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8bit dikirim ke LCD secara 4bit atau 8bit pada satu waktu.Jika mode 4bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat sepenuhnya 8bit (pertama dikirim 4bit MSB lalu 4bit LSB dengan pulsa clock EN setiap nibblenya). Jalur control EN digunakan untuk memberitahu LCD bahwa mikrokontroler mengirimkan data ke LCD. Untuk mengirim data ke LCD program harus menset EN ke kondisi high “1” dan kemudian menset dua jalur control lainnya (RS dan R/W) atau juga mengirimkan data ke jalur data bus. Saat jalur lainnya sudah siap, EN harus diset ke “0” dan tunggu beberapa saat, dan set EN kembali ke high “1”. Ketika jalur RS berada dalam kondisi low “0”, data yang dikirimkan ke LCD dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus (seperti bersihkan layar, posisi kursor dll). Ketika RS dalam kondisi high atau “1”, data yang dikirimkan adalah data ASCII yang akan ditampilkan dilayar. Misal, untuk menampilkan huruf “A” pada layar maka RS harus diset ke “1”. Jalur control R/W harus berada dalam kondisi low (0) saat informasi pada data bus akan dituliskan ke LCD. Apabila R/W berada dalam kondisi high “1”, maka program akan melakukan query data dari LCD.
Instruksi pembacaan hanya satu, yaitu Get LCD status, lainnya merupakan instruksi penulisan, Jadi hamper setiap aplikasi yang menggunakan LCD, R/W selalu di set ke “0”. Jalur data dapat terdiri 4 atau 8 jalur.Mengirimkan data secara parallel baik 4bit atau 8bit merupakan 2 mode operasi primer. Untuk membuat sebuah aplikasi interface LCD, menentukan mode operasi merupakan hal yang paling penting.
Mode 8bit sangat baik digunakan ketika kecepatan menjadi keutamaan dalam sebuah aplikasi dan setidaknya minimal tersedia 11 pin I/0 (3pin untuk control, 8pin untuk data).Sedangkan mode 4bit minimal hanya membutuhkan 7bit, (3pin untuk control, 4 pin untuk data). Bit RS digunakan untuk memilih apakah data atau instruksi yang akan ditransfer antara mikrokontroler dan LCD. Jika bit ini diset (RS = 1), maka byte pada posisi kursor LCD saat itu dapat dibaca atau ditulis. Jika bit ini di reset (RS = 0), merupakan instruksi yang dikirim ke LCD
atau status eksekusi dari instruksi terakhir yang dibaca.
2.4.2 Tipe Data
bahasa pemrograman. Kita harus dapat menentukan tipe data yang tepat untuk menampung sebuah data, baik itu data berupa bilangan numerik ataupun karakter. Hal ini bertujuan agar program yang kita buat tidak membutuhkan pemesanan kapling memori yang berlebihan. Seorang programmer yang handal harus dapat memilih dan menentukan tipe data apa yang seharusnya digunakan dalam pembuatan sebuah program. Secara garis besar tipe data pada bahasa C dibagi menjadi beberapa bagian antara lain sebagai Berikut
Macam-Macam Tipe Data Pada Bahasa C : 1. Tipe Data Karakter
Sebuah karakter, baik itu berupa huruf atau angka dapat disimpan pada sebuah variabel yang memiliki tipe data char dan unsigned char. Besarnya data yang dapat disimpan pada variabel yang bertipe data char adalah (-127)- (127). Sedangkan untuk tipe data unsigned char adalah dari 0- 255. Pada dasarnya setiap karakter memiliki nilai ASCII (American Standard Code for Information Interchange), nilai inilah yang sebetulnya disimpan pada variabel yang bertipe data karakter ini.
2. Tipe Data Bilangan Bulat
Tipe data bilangan bulat atau dapat disebut juga bilangan desimal merupakan sebuah bilangan yang tidak berkoma. Pada bahasa C terdapat bermacam-macam tipe data yang dapat kita gunakan untuk menampung bilangan bulat. Kita dapat menyesuaikan penggunaan tipe data dengan terlebih dahulu memperhitungkan seberapa besar nilai yang akan kita simpan.
Contohnya seperti berikut, kita akan melakukan operasi penjumlahan nilai 300 dan 100 dan hasilnya akan disimpan pada variabel C. Jika dilihat, hasil dari penjumlahan tersebut nilainya akan lebih besar dari 255 dan nilainya pasti positif, oleh karena itu sebaiknya kita menggunakan tipe data unsigned int. Namun berbeda halnya jika kita ingin melakukan operasi pengurangan -5 - 300, jika dilihat hasilnya akan negatif maka selayaknya digunakan variabel dengan tipe data int.
3. Tipe Data Bilangan Berkoma
Pada bahasa C terdapat dua buah tipe data yang berfungsi untuk menampung data yang berkoma, tipe data tersebut adalah float dan double.
Tipe data double dapat digunakan jika kita membutuhkan variabel yang dapat menampung tipe data berkoma yang bernilai besar.
Tabel 2.4 Tipe Data
Tipe Data Ukuran Jangkauan Nilai
Bit 1 byte 0 atau 1
Char 1 byte -128 s/d 127
Unsigned Char 1 byte 0 s/d 255
Signed Char 1 byte -128 s/d 127
Int 2 byte -32.768 s/d 32.767
Short Int 2 byte -32.768 s/d 32.767
Unsigned Int 2 byte 0 s/d 65.535
Signed Int 2 byte -32.768 s/d 32.767
Long Int 4 byte -2.147.483.648 s/d
2.147.483.647
Unsigned Long Int 4 byte 0 s/d 4.294.967.295 Signed Long Int 4 byte -2.147.483.648 s/d
2.147.483.647
Float 4 byte 1.2*10-38 s/d 3.4*10+38 Double 4 byte 1.2*10-38 s/d 3.4*10+38
2.4.3 Identifier
Identifier atau nama pengenal adalah nama yang ditentukan sendiri oleh pemrogram yang digunakan untuk menyimpan nilai, misalnya nama variable, nama konstanta, nama suatu elemen (misalnya: nama fungsi, nama tipe data, dll). Identifier punya ketentuan sebagai berikut :
1. Maksimum 32 karakter (bila lebih dari 32 karakter maka yang diperhatikan hanya 32 karakter pertama saja).
2. Case sensitive membedakan huruf besar dan huruf kecil.
3. Karakter pertama harus karakter atau underscore ( _ ). Selebihnya boleh angka.
4. Tidak boleh mengandung spasi atau blank.
5. Tidak boleh menggunakan kata yang sama dengan kata kunci dan fungsi.
2.5 Kabel Pelangi
Kabel dalam bahasa Inggris disebut cable merupakan sebuah alat yang digunakan untuk Menghubungkan satu komponen ke komponen lainnya Kabel seiring dengan perkembangannya dari waktu ke waktu terdiri dari berbagai jenis dan ukuran yang membedakan satu dengan lainnya. Berdasarkan jenisnya, kabel terbagi menjadi 3 yakni kabel tembaga kabel koaksial, dan kabel serat optik.
Gambar.2.7 Kabel Pelangi
2.6 Mikrokontroler (MicroController)
Mikrokontroler adalah sebuah komputer kecil yang dikemas dalam bentuk chip IC (Integrated Circuit) dan dirancang untuk melakukan tugas atau operasi tertentu. Pada dasarnya, sebuah IC Mikrokontroler terdiri dari satu atau lebih Inti Prosesor (CPU), Memori (RAM dan ROM) serta perangkat INPUT dan OUTPUT yang dapat
diprogram. Dalam pengaplikasiannya, Pengendali Mikro yang dalam bahasa Inggris disebut dengan Microcontroller ini digunakan dalam produk ataupun perangkat yang dikendalikan secara otomatis seperti sistem kontrol mesin mobil, perangkat medis, pengendali jarak jauh, mesin, peralatan listrik, mainan dan perangkat-perangkat yang menggunakan sistem tertanam lainnya. Penggunaan Mikrokontroler ini semakin populer karena kemampuannya yang dapat mengurangi ukuran dan biaya pada suatu produk atau desain apabila dibandingkan dengan desain yang dibangun dengan menggunakan mikroprosesor dengan memori dan perangkat input dan output secara terpisah.
2.6.1 Diagram Blok dan Struktur Mikrokontroler
Berikut ini adalah Diagram Blok dan Struktur Mikrokontroler beserta penjelasan singkat tentang bagian-bagian utamanya.
Gambar 2.8 Diagram Blok Mikrokontrole Gambar 2.9 Mikrokontroler
1. CPU
CPU adalah otak mikrokontroler. CPU bertanggung jawab untuk mengambil instruksi (fetch), menerjemahkannya (decode), lalu akhirnya dieksekusi (execute). CPU menghubungkan setiap bagian dari mikrokontroler ke dalam satu sistem. Fungsi utama CPU adalah mengambil dan mendekode instruksi. Instruksi yang diambil dari memori program harus diterjemahkan atau melakukan decode oleh CPU tersebut.
2. Memori (Penyimpanan)
Fungsi memori dalam mikrokontroler sama dengan mikroprosesor.
Memori Ini digunakan untuk menyimpan data dan program. Sebuah mikrokontroler biasanya memiliki sejumlah RAM dan ROM (EEPROM, EPROM dan lain-lainnya) atau memori flash untuk menyimpan kode sumber program (source code program).
3. Port INPUT / OUTPUT paralel
Port Input / Output paralel digunakan untuk mendorong atau menghubungkan berbagai perangkat seperti LCD, LED, printer, memori dan perangkat INPUT/OUTPUT lainnya ke mikrokontroler.
4. Port Serial (Serial Port)
Port serial menyediakan berbagai antarmuka serial antara mikrokontroler dan periferal lain seperti port paralel.
5. Pengatur Waktu dan Penghitung (Timer dan Counter)
Timer dan Counter adalah salah satu fungsi yang sangat berguna dari Mikrokontroler. Mikrokontroler mungkin memiliki lebih dari satu timer dan counter. Pengatur waktu (Timer) dan Penghitung (Counter) menyediakan semua fungsi pengaturean waktu dan penghitungan di dalam mikrokontroler. Operasi utama yang dilakukan di bagian ini adalah fungsi jam, modulasi, pembangkitan pulsa, pengukuran frekuensi, osilasi, dan lain sebagainya. Bagian ini juga dapat digunakan untuk menghitung pulsa eksternal.
6. Analog to Digital Converter atau Pengonversi Analog ke Digital (ADC)
Konverter ADC digunakan untuk mengubah sinyal analog ke bentuk digital.
Sinyal input dalam konverter ini harus dalam bentuk analog (misalnya Output dari Sensor) sedangkan Outputnya dalam bentuk digital. Output digital dapat digunaka untuk berbagai aplikasi digital seperti layar digital pada Perangkat pengukuran.
7. Digital to Analog Converter atau Pengonversi Digital ke Analog (DAC)
DAC melakukan operasi pembalikan konversi ADC. DAC mengubah sinyal digital menjadi format analog. Ini biasanya digunakan untuk mengendalikan perangkat analog seperti motor DC dan lain sebagainya.
8. Kontrol Interupsi (Interrupt Control)
Kontrol interupsi atau Interrupt Control digunakan untuk menyediakan interupsi (penundaan) untuk program kerja. Interrupt dapat berupa eksternal (diaktifkan dengan menggunakan pin interrupt) atau internal (dengan menggunakan instruksi interupsi selama pemrograman).
9. Blok Fungsi Khusus (Special Functioning Block)
Beberapa Mikrokontroler yang hanya dapat digunakan untuk beberapa aplikasi khusus (misalnya sistem Robotik), pengontrol ini memiliki beberapa port tambahan untuk melakukan operasi khusus tersebut yang umumnya dinamakan dengan Blok Fungsi Khusus.
2.6.2 Keunggulan dan Kelemahan Mikrokontroler Keunggulan atau Kelebihan utama dari mikrokontroler:
1. Mikrokontroler bertindak sebagai mikrokomputer tanpa harus ada komponen digital tambahan lainnya
2. Dapat mengurangi biaya dan ukuran sistem karena integrasi yang lengkap dalam sebuah mikrokontroler.
3. Penggunaan mikrokontroler sederhana dan mudah untuk memecahkan masalah dan pemeliharaan sistem.
4. Sebagian besar pin dapat diprogram oleh pengguna untuk melakukan berbagai fungsi.
5. Mudah menghubungkan port RAM, ROM dan I / O tambahan.
6. Waktu yang diperlukan untuk melakukan operasi rendah Kekurangan atau kelemahan dari Mikrokontroler:
1. Mikrokontroler memiliki arsitektur yang lebih kompleks daripada mikroprosesor.
2. Hanya melakukan eksekusi dalam jumlah terbatas dalam waktu yang bersamaan.
3. Kebanyakan hanya digunakan dalam peralatan-peralatan mikro.
4. Tidak dapat terhubung dengan perangkat yang berdaya tinggi secara langsung.
2.7 Power Supply
Power supply merupakan suatu perangkat keras ( hardware ) pada komponen elektronika yg mempunyai fungsi sebagai supplier arus listrik dengan terlebih dahulu merubah tegangannya dari AC jadi DC yang kemudian diubah menjadi daya atau energi yang dibutuhkan komponen-komponen pada komputer seperti motherboard, CD Room, Hardisk, dan komponen lainnya. Power supply menyuplai ke Motherboard, Hardisk, Heatsing, DVD Drive dan perangkat lain didalam casing komputer.
Fungsi power supply pada komputer adalah sebagai perangkat keras yang memberikan atau menyuplai arus listrik yang sebelumnya diubah dari bentuk arus listrik yang berlawanan atau AC, menjadi arus listrik yang searah atau biasa disebut sebagai arus DC. Daya DC inilah yang kemudian disalurkan ke semua komponen yang ada di dalam chasing komputer agar dapat bekerja. Salah satu sisi power supply umumnya tersedia kipas yang berguna untuk membuang udara panas dari dalam chasing komputer. Selain itu, pada power supply juga terdapat sebuah port male jenis IEC 60320 C14 yang berfungsi sebagai konektor antara sumber energi listri dan power supply. Adapun fungsi lainya berkaitan dengan kestabilan arus listrik pada kompter, yaitu Over Voltage Protection/OVP (melindungi PSU dari tegangan berlebihan), Over Current Protection/OCP (mencegah kerusakan akibat keluar masuknya arus listrik yang tinggi), Over Temperature Protection/OTP, dan Short Sircuit Protection/SSP. PSU juga memiliki peran penting untuk mengatur besar kecilnya voltasi masuk ke kmputer.
2.7.1 Jenis-Jenis Power Supply
Berikut adalah beberapa jenis power supply antara lain sebagai berikut:
1. Power Supply AT
Bisa dibilang ini merupakan jenis power supply yang pertama kali digunakan pada jenis-jenis komputer jaman dulu seperti pada tipe PentiumI, Pentium MMX, Pentium II dan Pentium III pada tahun ‟97.
Sehingga untuk saat ini penggunaan Power Supply AT sudah tidak
banyak ditemukan pada jenis perangkat komputer terbaru. Berikut adalah ciri-ciri power supply At antara lain yakni:
Memiliki 8-12 terminal output yang terhubung pada motherboard komputer.
Umumnya memiliki daya di bawah 250 watt.
Karena tombol power On dan Off terhubung dengan chasing komputer, maka untuk mematikannya harus dilakukan secara manual pada saat shut down komputer.
2. Power Supply ATX
Power Supply ATX merupakan pembaruan dari jenis Power Supply AT. Power supply ini memiliki desain yang lebih kompleks dengan sumber pasokan energi listrik yang lebih efisien. Power Suplly ATX saat ini banyak ditemukan pada jenis komputer generasi terbaru dimana pengoperasiannya bisa dikontrol dengan software yang sudah terinstal dalam komputer. Sehingga bisa diatur dalam beberapa mode seperti mode tidur, mode siaga dan mode saat komputer dimatikan. Berikut adalah ciri- ciri power suplly Atx antara lain yakni:
Memiliki 20 sampai 24 terminal output yang terhubungan dengan motherboard
Memakai daya yang lebih besar
Ketika PC di-shuttdown maka power supply ini akan mati sepenuhnya
2.7.2 Jenis Power Supply Berdasarkan Tegangan Outputnya
Adapun jenis power supply berdasarkan tegangan outputnya antara lain yakni:
1. Power Supply Variable
Power supply variabel adalah power supply yang memiliki tegangan output dapat diatur. Pada umumnya tegangan output power supply variabel ini dapat diatur dari 1,5 volt hingga 12 volt. Akan tetapi untuk power supply keperluan khusus seperti yang sering kita pergunakan di laboratorium power supply pada umumnya dapat diatur dari 0 volt hingga 33 volt.
2. Power Supply Tegangan Tetap
Power supply tegangan tetap merupakan power supply dengan tegangan output yang tidak dapat diatur. Salah satu contoh power suppply tegangan tetap tersebut adalah charger HP. Pada charger HP tegangan output power supply tersebut permanen pada satu tegangan tertentu misalnya 5 volt.
3. Power Supply Simetris
Power supply simetris merupakan power supply dengan tegangan output ganda yaitu dalam sebuah power supply memiliki tegangan output positif (+) negatif (-) dan ground. Power supply jenis ini dapat kita temui di laboraorium elektronika atau dalam perangkat elektronika daya seperti power amplifier. Power supply simetris terbagi dalam 2 jenis, yaitu dengan tegangan output yang dapat diatur seperti pada power supply laboratorium. Dan power supply simetris dengan tegangan tetap seperti pada power supply sebuah power amplifier daya besar.
power supply berdasarkan sistem kerjanya yaitu Power supply stepdown juga sering disebut sebagai power supply konvensional. Power supply jenis ini menggunakan transformator stepdown sebagai penurun tegangan. Pada power supply jenis ini power supply terdiri dari beberapa bagian utama sebagai berikut :
1. Penurun Tegangan, berupa transformerstepdown yang berfungsi menurunkan tegangan AC komersial (220 volt) menjadi tegangan AC (4,5- 70 volt).
2. Penyerah Gelombang, bagian ini berfungsi mengubah tengangan AC menjadi tegangan DC. Komponen yang digunakan adalah dioda, baik dalam bentuk penyearah gelombang penuh maupun penyearah setengah gelombang.
3. Filter, berfungsi untuk meratakan proses penyearahan gelombang oleh dioda sehingga diperoleh tegangan DC yang stabil dan tanpa riple. Regulator Tegangan, berfungsi untuk mengatur tegangan output power supply, ada regulator tegangan variabel dan regulator tegangan tetap.
kelebihan power supply stepdown linear ( trafo) yaitu Tidak sulit mendapatkan tegangan kerut/riak (ripple) sebesar 5mV dan Regulasi lebih baik dibanding PS switching. Sedangkan kekurangan dari power supplay stepdown linear ( trafo) yakni Berat dan fisik lebih besar, Kehandalan pada temperatur tinggi kurang (semakin panas trafo daya PS akan turun), Isolasi dari transien jala-jala sangat kurang dibanding dg PS switching, Efisiensi rendah/Mudah panas., Harganya mahal dan Voltage Drop lebih tinggi dari pada Switching.
Power supply switching merupakan sistem power supply yang menyearahkan tegangan AC komersial secara langsung kemudian diubah menjaadi AC kembali dengan frekuensi yang tinggi selanjutnya di turunkan tegangan tersebut dan disearahkan. Tujuan dari power supply switching ini adalah untuk mendapatkan efisiensi energi yang maksimal. Dengan power supply switching ini dapat direproduksi power supply dengan kapasitas arus yang besar dan dengan bentuk fisik yang lebih kecil dan ringan. power supply untuk komputer adalah salah satu contoh penerapan sistem power supply switching. Kelebihan power supply switching adalah Ringan, Efisiensi tinggi 70% – 90% (ada yang bilang sampai 83%), Rancangan dipusatkan lebih handal di temperatur kerja yg dingin, Harga sekarang lebih murah, Isolasi dari transien jala-jala lebih baik (lebih dari 60db. Sedangkan adapun beberapa kekurangan ps switching antara lain yaitu Memperoleh tegangan kerut (ripple) lebih sulit/paling kecil 20-50 mVpp. tegangan kerut ini adalah perbandingan tegangan yg terukur (ac) dibanding tegangan terukur tegangan dc. (tegangan kerut berbanding lurus terhadap arus beban) lebih mudahnya ripple=noise, RFI (Radio Frequency Interference)/Nyepleter keradio receiver (buat rekan2 breaker FM biasanya), perlu penapis yang baik dibanding model pakai trafo (linear ps), Regulasi kurang baik (akan tetapi lebih efisien) dan regulasi ini juga tergantung dari masing2 perancang dari pabrik, Butuh regulator tegangan input untuk menstabilkan,
2.7.3 Komponen Power Supply
Adapun beberapa komponen power supply diantaranya yaitu:
1. Kapasitor
Kapasitor berfungsi sebagai penyempurna penyerahan dari tegangan arus AC ke tegangan arus DC. berfungsi untuk pembangkit frekuensi dalam rangkaian antenna dan menghemat daya listrik pada lampu neon serta menghilangkan bouncing (loncatan api) bila dipasang pada saklar.
2. Resistor
Resistor merupakan sebuah perangkat yang membantu Power Supply dalam menurunkan tegangan, membagi tegangan, dan membatasi arus listrik yang masuk, sehingga akan dapat mengontrol perangkat-perangkat keras yang ada pada motherboard.
3. Induktor
Induktor atau disebut juga dengan coil (kumparan) adalah komponen elektronika pasif yang berguna untuk mengatur frekuensi, memfilter dan juga sebagai alat kopel (penyambung). Induktor atau coil banyak ditemukan pada peralatan atau rangkaian elektronika yang berkaitan dengan frekuensi seperti tuner untuk pesawat radio.
4. Transistor
Transistor merupakan komponen elektronika aktif multitermal, biasanya memiliki 3 terminal. Secara harfiah, kata „Transistor‟ berarti „Transfer resistor‟, yaitu suatu komponen yang nilai resistansi antara terminalnya dapat diatur. Beberapa fungsi transistor di antaranya adalah sebagai penguat arus, sebagai switch (pemutus dan penghubung), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal, penyearah dan lain sebagainya.
5. Dioda
Dioda atau diode merupakan komponen elektronika aktif yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik pada satu arah saja, selain itu juga mampu menghambat arus listrik dari arah berlawanan. Diode adalah komponen elektronika semikonduktor yang memiliki 1 buah penghubung atau junction, sering disebut sebagai komponen 2 lapis (lapis N dan P).
2.7.4 Cara Kerja Power Supply
Ketika pengguna menyalakan power pada komputer, maka power supply akan melakukan pemeriksaan dan tes sebelum menjalakan sistem komputer. Jika tes berjalan dengan baik maka power supply akan mengirim sinyal (power good) ke mainboard sebagai pertanda bahwa sistem komputer siap untuk beroperasi. Selanjutnya, power supply atau catu daya akan membagi daya sesuai dengan kapasitas yang diperlukan masing-masing komponen komputer. Selain menyalurkan daya listrik ke komponen komputer, power supply juga menjaga stabilitas arus listrik pada berbagai komponen tersebut. Dari penjelasan pengertian power supply dan fungsinya di atas, maka komponen ini sama pentingnya seperti CPU pada komputer yang seringkali dianggap sebagai otak komputer. Jika terjadi gangguan pada power supply, maka akan menyebabkan gangguan aliran daya pada komponen-komponen komputer.
2.7 Bahasa C
Bahasa C adalah bahasa pemrograman yang dapat dikatakan berada antara bahasa tingkat rendah (bahasa yang berorientasi pada mesin) dan bahasa tingkat tinggi (bahasa yang berorientasi pada manusia). Seperti yang diketahui, bahasa tingkat tinggi mempunyai kompatibilitas antara platform. Karena itu, amat mudah untuk membuat program pada berbagai mesin. Berbeda halnya dengan menggunakan bahasa mesin, sebab setiap perintahnya sangat bergantung pada jenis mesin Pembuat bahasa C adalah Brian W. Kernighan dan Dennis M. Ritchie pada tahun 1972. C adalah bahasa pemrograman terstruktur, yang membagi program dalam bentuk blok. Tujuannya untuk memudahkan dalam pembuatan dan pengembangan program. Program yang ditulis dengan bahasa C mudah sekali dipindahkan dari satu jenis program ke bahasa program lain. Hal ini karena adanya standarisasi bahasa C yaitu berupa standar ANSI (American National Standar Institut) yang dijadikan acuan oleh para pembuat kompiler.jenis mesin. Pembuat bahasa C adalah Brian W. Kernighan dan Dennis M. Ritchie pada tahun 1972. C adalah bahasa pemrograman terstruktur, yang membagi program dalam bentuk blok. Tujuannya untuk memudahkan dalam pembuatan dan pengembangan program.
