BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Sound Level Sensor (Sensor Suara)
Sound Level Sensor adalah sensor yang cara kerjanya merubah besaran suara
menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaannya.
Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu electric condenser
microphone atau mic kondenser. Prinsip kerja ECM adalah getaran suara yang
diterima oleh dielectric berupa membran tipis di dalam ECM akan menyebabkan
perubahan nilai kapasitasnya.
Rangkaian Sound Level Sensor ( Sensor Suara ) terdiri dari beberapa
komponen yaitu : 6 buah resistor ( 4K7, 100K, 220K, 100 dan 10K Ohm ), 4 buah
kapasitor ( 470 dan 1 nF ), 3 buah transistor ( BC548B dan BC558B ), 1 buah
diode 1N4148, 1 buah mic condenser dan 2 buah Trimpot ( 4K7 dan 50K ).
Adapun prinsip – prinsip agar kedapan suara menjadi maksimal, prinsip
dasarnya disebut dengan prinsip insulin suara, agar mendapat kedap suara yang
maksimal ialah:
Prinsip 1: Massa
Prinsip massa ini berkaitan dengan perilaku suara sebagai gelombang.
Apabila gelombang suara menumbuk suatu permukaan, maka dia akan
menggetarkan permukaan ini. Semakin ringan permukaan, tentu saja semakin
mudah digetarkan oleh gelombang suara dan sebaliknya, seperti halnya jika
didorong troley kosong akan lebih ringan dibandingkan mendorong troley
yang terisi penuh dengan batu bata. Tentu saja untuk membuat perubahan
besar pada kinerja insulasi, perlu perubahan massa yang besar pula. Secara
teoritis, dengan menggandakan massa dinding kita (tanpa rongga udara), akan
meningkatkan kinerja insulasi sebesar 6 dB. Misalnya anda punya dinding
drywall gypsum dengan single stud, maka setiap penambahan layer gypsum
akan memberikan tambahan insulasi 4-5 dB.
Prinsip 2: Dekopling Mekanik
Prinsip dekopling ini adalah prinsip yang paling umum dikenal dalam
konsep insulasi. Sound clips, resilient channel, staggered stud, dan double stud
adalah beberap contoh aplikasinya. Pada prinsipnya dekopling mekanik
dilakukan untuk menghalangi suara merambat dalam dinding, atau
menghalangi getaran merambat dari permukaan dinding ke permukaan yang
lain. Energi suara/getaran akan “hilang” oleh material lain atau udara yang ada
merupakan fungsi dari frekuensi suara, karena pada saat kita membuat
dekopling, kita menciptakan system resonansi., sehingga system dinding hanya
akan bekerja jauh diatas frekuensi resonansi itu. Insulasi akan buruk kinerjanya
pada frekuensi dibawah ½ oktaf frekuensi resonansi.
Prinsip 3: Absorpsi atau penyerapan energi suara
Penggunaan bahan penyerap suara dengan cara disisipkan dalam system
dinding insulasi akan meningkatkan kinerja insulasi, karena energi suara yang
merambat melewati bahan penyerap akan diubah menjadi energi panas (utk
menggetarkan partikel udara yang terperangkap dalam pori2 bahan penyerap.
Bahan penyerap ini juga akan menurunkan frekuensi resonansi system
partisi/dinding yang di dekopling. Dan dapat dipahami bahwa insulasi atau
sound tidak ditentukan semata oleh bahan penyerap apa yang diisikan dalam
dinding. Jika menggunakan dinding sandwich konvensional (kedua permukaan
dihubungkan oleh stud dan anda isi celah diantaranya dengan bahan penyerap
suara, suara akan tetap dapat lewat melalui stud tanpa harus melalui bahan
penyerap suara.
Prinsip 4: Resonansi
Prinsip ini bekerja bertentangan dengan prinsip 1, 2, dan 3, karena
resonansi bersifat memudahkan terjadinya getaran. Bila getaran terjadi pada
frekuensi yang sama dengan frekuensi resonansi system dinding anda, maka
energi suara akan dengan mudah menembus dinding anda (seberapa tebal dan
beratpun dinding anda). Ada 2 cara untuk mengendalikan resonansi ini:
Redam resonansinya, sehingga amplituda energi yang sampai sisi
visco-elastic damping compund, tapi jangan gunakan Mass Loaded
Vinyl.
Tekan frekuensi resonansi serendah mungkin dengan prinsip 1, 2
dan 3.
Prinsip 5: Konduksi
Suara adalah gelombang mekanik, sehingga apabila dinding terhubung
secara mekanik kedua sisinya, maka suara akan dengan mudah merambat dari
satu sisi ke sisi lainnya. Untuk mengendalikannya tentu saja harus memotong
hubungan mekanis antara sisi satu dengan sisi yang lain, misalnya dengan
dilatasi antar sisi, menyisipkan bahan lain yang memiliki karakter isolasi lebih
tinggi (beda Impedansi Akustik atau tahanan akustik), menggunakan studs
dengan cara zigzag, dan lain-lin. Konduksi ini juga yang seringkali
menyumbangkan problem flangking suara antar ruang. (Itu sebabnya
pemberian dekopling / dilatasi pada lantai dan langit-langit juga penting.
2.2 Mikrokontroller ATMEGA 32
Mikrokontrol ATMEGA32 hanya memerlukan tambahan kapasitor,
resistor dan kristal serta catu daya 5 Volt. Kapasitor dan resistor dipakai untuk
membentuk rangkaian reset. Dengan adanya rangkaian reset ini ATMEGA32
otomatis direset begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan frekuensi
maksimum 12 MHz dan kapasitor dipakai untuk melengkapi rangkaian oscilator
pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja mikrokontroler.
Memori merupakan bagian yang sangat penting pada
berbeda.Read Only Memory (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC
kehilangan catu daya.Sesuai dangan keperluannya, dalam susunan MCS-51
memori penyimpanan progam ini dinamakan sebagai memori progam.Random
Access Memori (RAM) isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya, dipakai
untuk menyimpan data pada saat progam bekerja. RAM yang dipakai untuk
menyimpan data ini disebut sebagai memori data.
Ada berbagai jenis ROM. Untuk mikrokontroler dengan progam yang
sudah baku dan diproduksi secara masal, progam diisikan ke dalam ROM pada
saat IC mikrokontroler dicetak di pabrik IC. Untuk keperluan tertentu
mikrokontroler mengunakan ROM yang dapat diisi ulang atau
Programble-Eraseable ROM yang disingkat menjadi PEROM atau PROM. Dulu banyak
dipakai UV-EPROM (Ultra Violet Eraseable Progamble ROM) yang kemudian
dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada flash PEROM yang harganya jauh
lebih murah.
Fungsi utama CPU Atmega32 adalah untuk memastikan pengeksekusian
instruksi dilakukan dengan benar. Oleh karena itu CPU harus dapat mengakses
memori, melakukan kalkulasi, mengontrol peripheral, dan menangani interupsi.
Ada 32 buah General Purpose Register yang membantu ALU bekerja. Untuk
operasi aritmatika dan logika, operand berasal dari dua buah general register dan
hasil operasi ditulis kembali ke register. Status and Control berfungsi untuk
menyimpan instruksi aritmatika yang baru saja dieksekusi. Informasi ini berguna
untuk mengubah alur program saat mengeksekusi operasi kondisional. Instruksi di
Setiap byte flash memory pada Atmega32 memiliki alamat
masing-masing. Alamat instruksi yang akan dieksekusi senantiasa disimpan Program
Counter. Ketika terjadi interupsi atau pemanggilan rutin biasa, alamat di Program
Counter disimpan terlebih dahulu di stack. Alamat interupsi atau rutin kemudian
ditulis ke Program Counter, instruksi kemudian dijemput dan dieksekusi. Ketika
CPU telah selesai mengeksekusi rutin interupsi atau rutin biasa, alamat yang ada
di stack dibaca dan ditulis kembali ke Program Counter.CTC adalah salah satu
mode Timer/Counter1, selain itu ada Normal mode, FastPWM mode, Phase
Correct PWM mode.
Gambar 2.2 Fisik Mikrokontroller dengan menggunakan ATMEGA 32
2.2.1 Konfigurasi Pin Atmega32
Pinout IC mikrokontroler ATMega32 yang berpackage DIP dapat dilihat
Gambar 2.3 Pin ATMEGA 32
ATmega32 memiliki 40 Pin, yang masing-masing pin nya memiliki fungsi
yang berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya. Berikut akan
dijelaskan fungsi dari masing-masing kaki Atmega32.
Pin 1 sampai 8 ( Port B )
Merupakan port parallel 8 bit dua arah ( bidirectional ), yang dapat
digunakan untuk general purpose dan special fiture
Pin 9 ( Reset )
Jika terdapat minimum pulse pada saat active low
Pin 10 ( VCC )
Merupakan supply tegangan digital yang dihubungkan ke VCC ( 2,7 – 5,5
Pin 11 dan 31GND
Dihubungkan ke Vss atau Ground
Pin 12 ( XTAL 2 )
Adalah pin masukan ke rangkaian osilator internal. Sebuah osilator Kristal
atau sumber osilator luar dapat digunakan.
Pin 13 ( XTAL 1 )
Adalah pin keluaran ke rangkaian osilator interna. Pin ini dipakai bila
menggunakan osilator Kristal.
Pin 14 sampai 21 ( Port D )
Adalah 8-bit dua arah ( bi-directional I/O ) port dengan internal pull-up
resistors, digunakan untuk general purpose dan special feature.
Pin 22 sampai 29 ( Port C )
Adalah 8-bit dua arah ( bi-directional I/O ) port dengan internal pull-up
resistors, digunakan untuk general purpose dan special feature.
Pin 30 ( Avcc )
Adalah Avcc pin penyuplai daya untuk port A dan A/D converter dan
dihubungkan ke Vcc. Jika ADC digunakan maka pin ini dihubungkan ke
Vcc.
Pin 32 ( A REF )
Merupakan pin referensi untuk analog jika A/D converter digunakan.
2.3 LCD (liquid crystal Display)
LCD digunakan untuk menampilkan hasil pengolahan data pada
digunakan adalah mode pemrograman 4 bit. Dengan demikian, pin data LCD
yang dihubungkan ke mikrokontroler hanya pin D4, D5, D6, dan D7. Sedangkan
untuk jalur kontrolnya, pin LCD yang dihubungkan adalah pin RS dan E. LCD
pada alat ini hanya digunakan sebagai penampil, sehingga pin R/W-nya
dihubungkan ke ground.
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampilan yang
menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. Pada LCD berwarna semacam
monitor, terdapat banyak sekali titik cahaya (pixel) yang terdiri dari satu buah
kristal cair sebagai suatu titik cahaya. Walaupun disebut sebagai titik cahaya,
namun kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri. Sumber cahaya di dalam
sebuah perangkat LCD adalah lampu neon berwarna putih di bagian belakang
susunan kristal cair tadi. Titik cahaya yang jumlahnya puluhan ribu bahkan jutaan
inilah yang membentuk tampilan citra. Kutub kristal cair yang dilewati arus listrik
akan berubah karena pengaruh polarisasi medan magnetik yang timbul dan oleh
karenanya akan hanya membiarkan beberapa warna diteruskan sedangkan warna
lainnya tersaring.
Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :
1. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.
2. Mempunyai 192 karakter tersimpan.
3. Terdapat karakter generator terprogram.
4. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.
Kegunaan LCD banyak sekali dalam perancangan suatu sistem dengan
menggunakan mikrokontroler, LCD (Liquid Crysral Display) dapat berfungsi
untuk menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilakan teks, atau
menampilakan menu pada aplikasi mikrokontroler. M1632 merupakan modul
LCD matrix dengan konfigurasi 16 karakter dan 2 baris dengan setiap karakternya
dibentuk oleh baris pixel dan 5 kolom pixel (1 baris pixel terakhir adalah kursor).
Adapun konfigurasi dan deskripsi dari pin-pin LCD M1632 antara lain:
1. Pin 1 dihubungkan ke Gnd
2. Pin 2 dihubungkan ke Vcc +5V
3. Pin 3 dihubungkan ke bagian tegangan potensiometer 10KOhm sebagai
pengatur kontras.
4. Pin 4 untuk membritahukan LCD bahwa sinyal yang dikirim adalah data,
jika Pin 4 ini diset ke logika 1 (high, +5V), atau memberitahukan bahwa
sinyal yang dikirim adalah perintah jika pin ini di set ke logika 0 (low,
0V).
5. Pin 5 digunakan untuk mengatur fungsi LCD. Jika di set ke logika 1 (high,
+5V) maka LCD berfungsi untuk menerima data (membaca data). Dan
fungsi untuk mengeluarkan data, jika pin ini di set ke logika 0 (low, 0V).
Namun kebanyakan aplikasi hanya digunakan untuk menerima data,
sehingga pin 5 ini selalu dihubungkan ke Gnd.
6. Pin 6 adalah terminal enable. Berlogika 1 setiap kali pengiriman atau
pembaca data.
7. Pin 7 – Pin 14 adalah data 8 bit data bus (Aplikasi ini menggunakan 4 bit
8. Pin 15 dan Pin 16 adalah tegangan untuk menyalakan lampu LCD.
Adapun gambar dari LCD 2x16 adalah sebagai berikut:
Gambar 3.6 Fisik LCD
2.4 Bahasa Pemrograman CodeVisionAVR
Bahasa yang digunakan dalam CodeVisionAVR adalah bahasa C, Bahasa
pemrograman C merupakan salah satu bahasa pemrograman komputer. Dibuat
pada tahun 1972 oleh Dennis Ritchie untuk Sistem Operasi Unix di Bell
Telephone Laboratories. Meskipun C dibuat untuk memprogram sistem dan
jaringan komputer namun bahasa ini juga sering digunakan dalam
mengembangkan software aplikasi. C juga banyak dipakai oleh berbagai jenis
platform sistem operasi dan arsitektur komputer, bahkan terdapat beberepa
compiler yang sangat populer telah tersedia.
2.5 Baterai
Baterai adalah alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi dan mengeluarkan
tenaganya dalam bentuk listrik. Sebuah baterai biasanya terdiri dari tiga
komponen penting, yaitu:
2. Seng (Zn) sebagai katode (kutub negatif baterai) 3. Pasta sebagai elektrolit (penghantar)
Baterai yang digunakan pada mikrokontroller ini mempunyai tegangan listrik
8,4 volt, dan berbentuk kotak. Batrei ini dinamakan rechargeable battery, yaitu
baterai yang dapat diisi ulang, seperti yang biasa terdapat pada telepon genggam.
Baterai sekali pakai disebut juga dengan baterai primer, sedangkan baterai isi
ulang disebut dengan baterai sekunder. Dan kedua-duanya bersifat mengubah
energi kimia menjadi energi listrik. Baterai primer hanya bisa dipakai sekali,
karena menggunakan reaksi kimia yang bersifat tidak bisa dibalik (irreversible
reaction). Sedangkan baterai sekunder dapat diisi ulang karena reaksi kimianya
bersifat bisa dibalik (reversible reaction).
Gambar 2.5 Fisik Baterai Krisbow
2.6 Frekuensi dalam Signal Generator
Frekuensi dalam signal generator menghasilkan suara. Suara adalah
medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi,
gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara.
Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai sinyal getar terdiri dari
gelombang harmonis, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan
kecepatan getar osilasi atau frekuensi yang diukur dalam satuan getaran Hertz
(Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam satuan
tekanan suara desibel (dB).
Manusia mendengar bunyi saat gelombang bunyi, yaitu getaran di udara
atau medium lain, sampai ke gendang telinga manusia. Batas frekuensi bunyi
yang dapat didengar oleh telinga manusia berkisar antara 20 Hz sampai 20 kHz
pada amplitudo berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz
disebut ultrasonik dan di bawah 20 Hz disebut infrasonik.
2.7 Program USB Downloader ISP
USB Downloader merupaan perangkat hardware / tools yang digunakan untuk
mengisi firmware ke mikrokontroler AVR dan dapat dikatakan sebagai penghenal.
AVR USB Downloader memiliki interface USB yang memudahkan programmer
jika ingin memprogram mikrokontroler melalui Laptop. AVR USB Downloader
dapat digunakan dengan aplikasi external downloader seperti AVRDude,
Khazama, atupun yang lainnya. Internet Service Provider (ISP) atau
Penyelenggara Jasa Internet (PJI) adalah sebuah perusahaan atau sebuah
organisasi yang menyediakan jasa layanan koneksi akses internet untuk
