BAB ll
TINJAUAN PUSTAKA
2.1Pengenalan Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian
elektronik dan umunya dapat menyimpan program didalamnya. Mikrokontroler umumnya
terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori, I/O tertentu dan unit pendukung seperti
Analog-to-Digital Converter (ADC) yang sudah terintegrasi di dalamnya.Kelebihan utama
dari mikrokontroler ialah tersedianya RAM dan peralatan I/O pendukung sehingga ukuran
board mikrokontroler menjadi sangat ringkas. Mikrokontroler MCS51 ialah mikrokomputer
CMOS 8 bit dengan 4 KB Flash PEROM (Programmable and Erasable Only Memory) yang
dapat dihapus dan ditulisi sebanyak 1000 kali. Mikrokontroler ini diproduksi dengan
menggunakan teknologi high density non-volatile memory. Flash PEROM on-chip tersebut
memungkinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem (in-system
programming) atau dengan menggunakan programmer non-volatile memory konvensional.
Kombinasi CPU 8 bit serba guna dan Flash PEROM, menjadikan mikrokontroler MCS51
menjadi microcomputer handal yang fleksibel.
Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya
terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau
keduanya), dan perlengkapan input output. Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat
elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program
yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya
membaca dan menulis data. Sekedar contoh, bayangkan diri Anda saat mulai belajar
apapun baik buku, cerpen, artikel dan sebagainya, dan Andapun bisa pula menulis hal-hal
sebaliknya.
Begitu pula jika Anda sudah mahir membaca dan menulis data maka Anda dapat membuat
program untuk membuat suatu sistem pengaturan otomatik menggunakan mikrokontroler
sesuai keinginan Anda. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan
untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya.
Secara harfiahnya bisa disebut “pengendali kecil” dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan
CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh
mikrokontroler ini. Mikrokonktroler digunakan dalam produk dan alat yang dikendalikan
secara automatis, seperti sistem kontrol mesin, remote controls, mesin kantor, peralatan
rumah tangga, alat berat, dan mainan. Dengan mengurangi ukuran, biaya, dan konsumsi
tenaga dibandingkan dengan mendesain menggunakan mikroprosesor memori, dan alat input
output yang terpisah, kehadiran mikrokontroler membuat kontrol elektrik untuk berbagai
proses menjadi lebih ekonomis.
Dengan penggunaan mikrokontroler ini maka :
a. Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas
b. Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar
dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi
c. Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak
Agar sebuah mikrokontroler dapat berfungsi, maka mikrokontroler tersebut memerlukan
komponen eksternal yang kemudian disebut dengan sistem minimum. Untuk membuat sistem
mikrokontroler sudah menyediakan sistem clock internal, sehingga tanpa rangkaian eksternal
pun mikrokontroler sudah beroperasi.
2.1.1 Komponen Mikrokontroler
CPU (Central Processing Unit) pada mikrokontroler berupa mikroprosesor yang berfungsi
sebagai otak dari mikrokontroler.Mikroprocessor adalah peranti yang berfungsi untuk
memproses data, yaitu berupa fungsi logika dan aritmatika.Dalam suatu mikrokontroler
biasanya terdapat tiga buah memori, yaitu RAM, ROM dan EEPROM. RAM dan ROM
hampir selalu ada pada setiap mikrokontroler, sedangkan EEPROM hanya terdapat pada
beberapa jenis mikrokontroler tertentu. RAM digunakan sebagai penyimpan data sementara
yang berupa register-register. Register adalah tempat penyimpanan data yang berkaitan
dengan banyak hal, misalnya variabel dalam program, keadaan input/output, serta pengaturan
timer/counter dan komunikasi serial. Telah disebutkan sebelumnya data pada RAM akan
hilang saat catu daya dicabut.
ROM digunakan sebagai tempat penyimpanan program. ROM yang banyak dipakai pada
mikrokontroler saat ini adalah flash PEROM (Programmable Erasable ROM), yang mirip
seperti memori pada flash disk, namun bedanya adalah flash PEROM hanya dapat dihapus
dan ditulis secara sekaligus. EEPROM biasanya digunakan untuk menyimpan data yang tidak
boleh hilang meski catu daya dihapus.Meski fungsinya mirip EEPROM biasanya lebih sedikit
digunakan dibanding RAM karena kecepatan akses EEPROM yang lebih lambat.Contoh
penggunaannya adalah penyimpanan data password.atau setting suatu sistem.
Timer/counter adalah peranti untuk mencacah sinyal dari clock ataupun sinyal dari suatu
kejadian. Jika sinyal yang dicacah berasal dari clock maka peranti ini berfungsi sebagai
pewaktu, sedangkan jika berasal dari clock maka peranti ini berfungsi sebagai pencacah.
Pewaktu bisa digunakan untuk bermacam-macam kegunaan, misalnya untuk menghasilkan
input/output pada mikrokontroler disebut sebagai port. Pada satu port I/O digital terdiri
beberapa pin, biasanya berjumlah 8 atau satu byte, dengan masing-masing pin dapat
mentransfer satu bit data biner (logika 0 dan 1) dari/ke mikrokontroler. peranti lain
menggunakan komunikasi serial.
Gambar 2.1. Komponen Mikrontroler
Gambar ini menunjukkan komponen-komponen dari suatu mikrokontroler yang
mempunyai fasilitas lengkap beserta peranti eksternal yang biasanya dihubungkan ke/dari
mikrokontroler.Tidak semua mikrokontroler mempunyai semua komponen tersebut, misalnya
konverter A/D dan D/A hanya terdapat pada beberapa jenis mikrokontroler tertentu.
2.1.2 Mikrokontroler Arduino Uno
Arduino Uno merupakan papan mikrokontroler yang didalamnya tertanam mikrokontroler
dengan merk ATmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation. Berbagai papan
Arduino menggunakan tipe ATmega yang berbeda-beda tergantung dari spesifikasinya untuk
mikrokontroler yang digunakan pada Arduino Uno ini sendiri jenis ATmega 328P, board
Arduino revisi terbaru yang merupakan penerus dari Arduino Duemilanove. Berikut ini
ringkasan spesifikasi dari Arduino Uno R3
Operating voltage 5V
Input voltage 7 – 12 V
Digital I/O Pins
Analog Input Pins 6
DC Current per I/O Pin 40 mA
DC Current for 3,3V Pin 50 mA
Flash Memory 32 KB
SRAM 2 KB
EEPROM 1KB
Clock Speed MHz
Perbedaan mendasar antara Arduino Uno dan Duemilanove adalah tidak lagi
digunakannya chip FTDI (USB-to-serial driver) dan sebagai gantinya menggunakan ATmega
8U2 yang deprogram untuk berfungsi sebagai converter USB-to-serial.Perubahan ini cukup
membantu dalam instalasi software arduino, terutama bagi anda yang memakai system
operasi windows, karena tidak perlu meng-instal driver FTDI untuk menghubungkan board
arduino uno dengan windows.Secara fisik, board arduino uno ini sangat menyenangkan untuk
Gambar 2.2. Tampak depan Arduino Uno
Gambar 2.3. Tampak belakang Arduino Uno
Dimensi fisik Arduini Uno tetap sama dengan Duemilanove. Masih tetap juga
menggunakan pin header dengan penempatan yang sama, untuk menjaga kompabilitas
dengan board shield yang ada. Ada yang menyanyangkan hal ini, karena sebenarnya
penempatan pin header pada Arduino memiliki kesalahan, yaitu tidak menggunakan jarak
0,100” antara lubang pin header
Di pasaran, Arduino Uno biasanya dijual dengan menyertakan kabel USB dan klip batre
9V (dengan jack DC).Ada juga yang menyertakan DVD berisi software, dokumentasi dan
yang membeli pada distributor resmi, sudah terdapat garansi selama 1 tahun
Beberapa kelebihan menggunakan Arduino :
a. Sudah memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna Laptop yang tidak
memiliki port serial/RS323 bisa menggunakan nya.
b. Bahasa pemrograman relatif mudah karena software Arduino dilengkapi dengan
kumpulan library yang cukup lengkap.
c. Memiliki modul siap pakai (shield) yang bisa ditancapkan pada board Arduino.
Misalnya shield GPS, Ethernet, SD Card, dll.
Shield untuk Xbee biasa digunakan untuk Wirreles, entr ane kasih postingan gmana cara
mengunakan Xbee untuk Arduino cuma masih ama dosen ane. hehehe. Untuk Bahasa
Arduino adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi
yang sederhana sehingga pemula pun bisa mempelajarinya dengan cukup mudah. Untuk
membuat program dan mengupload ke dalam board Arduino, membutuhkan software
Arduino IDE (Integrated Development Enviroment) yang bisa di download gratis di
Jadi jangan heran ketika membeli board arduino kok gak ada Cd di dalamnya, karena
Arduino sendiri bersifat Open Source maka software dan semua kelengkapan seperti Driver
ada di Website resmi arduino, jadi ya harus download dulu di internet.
Dalam Board Arduino sendiri secara sederhana terdiri dari beberapa bagian, yaiu :
A. Soket USB
Soket USB adalah soket untuk kabel USB yang disambungkan ke komputer atau
laptop.Berfungsi untuk mengirimkan program ke Arduino dan juga sebagai port komunikasi
serial.
Input/Output Digital atau digital pin adalah pin-pin untuk menghubungkan Arduino dengan
komponen atau rangkaian digital. Misalnya kalau ingin membuat LED berkedip, LED
tersebut bisa dipasang pada salah satu pin I/O digital dan ground. Komponen lain yang
menghasilkan output digital atau menerima input digital bisa disambungkan ke pin-pin ini.
C. Input Analog
Input Analog atau analog pin adalah pin-pin yang berfungsi untuk menerima sinyal dari
komponen atau rangkaian analog. Misalnya dari potensiometer, sensor suhu, sensor cahaya,
dsb.
D. Catu Daya
Pin-pin catu daya adalah pin yang memberikan tegangan untuk komponen atau rangkaian
yang dihubungkan dengan Arduino. Pada bagian catu daya ini terdapat juga pin Vin dan
Reset. Vin digunakan untuk memberikan tegangan langsung kepada Arduino tanpa melalui
tegangan USB atau adaptor. Reset adalah pin untuk memberikan sinyal reset melaui tombol
atau rangkaian eksternal.
E. Baterai / Adaptor
Soket baterai atau adaptor digunakan untuk menyuplai Arduino dengan tegangan dari
baterai/adaptor 9V pada saat Arduino sedang tidak disambungkan ke komputer.Kalau
Arduino sedang disambungkan ke komputer melalui USB, Arduino mendapatkan suplai
tegangan dari USB, jadi tidak perlu memasang baterai/adaptor saat memprogram Arduino.
2.1.3 Software Arduino IDE
IDE (Integrated Development Environment) Arduino merupakan aplikasi yang
arduino, seperti Arduino Duemilanove, Uno, Bluetooth, Mega. Kecuali beberapa tipe board
produksi arduino yang memakai mikrokontroler diluar seri AVR, seperti mikroprosesor
ARM. Editor sketch pada IDE arduino juga mendukung fungsi penomoran baris, mendukung
fungsi penomoran baris, syntax highlighthing, yaitu pengecekan sintaksis kode sketch.
2.2 Sensor LM35
Sensor suhu IC LM 35 merupakan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang
berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran
elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk
mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor
suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada
bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan
konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam beroperasi
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 traducere 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
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.
Demikian penjelasan singkat tentang pengertian sensor, semoga artikel kali ini dapat berguna
dan bermanfaat bagi anda semua. Masalah utama dalam teknik pengukuran secara
elektronik adalah mengubah besaran-besaran fisis (misalnya, temperatur, gaya, kecepatan,
dan lain-lain) menjadi besaran-besaran listrik yang proporsional. Pengubah yang
melaksanakan hal ini secara umum disebut dengan sensor.Sensor suhu LM35 adalah
komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh NationalSemiconductor. LM35
memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor
suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang
tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta
tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan
kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan
ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35
mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor yang dapat
menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC pada suhu 25 ºC .
Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Sensor
ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1°C, dan dapat dioperasikan
dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface)
rangkaian control yang sangat mudah. IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas
dalam bentuk Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap
perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke besaran
tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa kenaikan suhu 1° C
maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.
2.2.1 Struktur Sensor LM35
Sensor Suhu LM35 adalah salah satu jenis sensor yang merubah besaran suhu ke
besaran listrik dalam bentuk tegangan. LM35 memiliki 3 buah pin kaki, pin1 untuk INPUT
Gambar 2.4. Sensor LM35
Gambar diatas Sensor ini bisa mendeteksi suhu 0-100 derajat Celcius dengan
karakteristik 10mV pada output mewakili 1 derajat Celcius. Jika tegangan ouput 300mV
berarti suhu adalah 30 derajad Celcius, jika tegangan ouput 230mV berarti suhu 23 derajat
Celcius.:
VLM35 = Suhu* 10 mV Vout=10 mV/oC ………….. (2.1)
2.2.2 Skematik Rangkaian Dasar Sensor Suhu LM35
Gambar 2.5. Skematik Rangkaian Dasar Sensor Suhu LM35
Gambar diatas adalah gambar skematik rangkaian dasar sensor suhu LM35-DZ.
Rangkaian ini sangat sederhana dan praktis.Vout adalah tegangan keluaran sensor yang
terskala linear terhadap suhu terukur, yakni 10 milivolt per 1 derajad celcius.Jadi jika Vout =
32 °C. Tegangan keluaran ini bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian
pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional (opamp) dan rangkaian filter, atau
rangkaian lain seperti rangkaian pembanding tegangan dan rangkaian Analog-to-Digital
Converter.
2.2.3 Jenis-Jenis Sensor Suhu LM35
Berdasarkan Range Temperatur:
1 LM35, LM35A -55 °C s/d 150 °C
2 LM35C, LM35CA -40 °C s/d 110 °C
3 LM35D 0 °C s/d 100 °C
Gambar 2.6. Karakteristik Sensor LM35
Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35
1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10
mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC.
3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada
udara diam.
7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
2.2.4 Prinsip Kerja Sensor LM35
Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran
tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan
100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating)
kurang dari 0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply
tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control yang
sangat mudah.IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk
Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap perubahan
suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke besaran tegangan yang
memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa kenaikan suhu 1° C maka akan
Dalam prakteknya proses antarmuka sensor LM35 dapat dikatakan sangat mudah. Pada IC
sensor LM35 ini terdapat tiga buah pin kaki yakni Vs, Vout dan pin ground. Dalam
pengoperasiannya pin Vs dihubungkan dengan tegangan sumber sebesar antara 4 – 20 volt sementara pin Ground dihubungkan dengan ground dan pin Vout merupakan keluaran yang
akan mengalirkan tegangan yang besarnya akan sesuai dengan suhu yang diterimanya dari
sekitar.
Prinsip kerja alat pengukur suhu ini, adalah sensor suhu difungsikan untuk
mengubah besaran suhu menjadi tegangan, dengan kata lain panas yang ditangkap oleh
LM35 sebagai sensor suhu akan diubah menjadi tegangan. Sedangkan proses berubahnya
panas menjadi tegangan dikarenakan di dalam LM35 ini terdapat termistor berjenis PTC
(Positive Temperature Coefisient), yang mana termistor inilah yang menangkap adanya
perubahan panas. Prinsip kerja dari PTC ini adalah nilai resistansinya akan meningkat seiring
dengan meningkatnya temperature suhu. Resistansi yang semakin besar tersebut akan
menyebabkan tegangan output yang dihasilkan semakin besar.
Vout=10 mV/oC
2.3 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan
kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal– alat elektronik seperti televisi, kalkulator, ataupun layar komputer. Pada bab ini aplikasi
LCD yang dugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat
berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja
alat. Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :
2. Mempunyai 192 karakter tersimpan
3. Terdapat karakter generator terprogram
4. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit
5. Dilengkapi dengan back light.
6. Tersedia VR untuk mengatur kontras.
7. Pilihan konfigurasi untuk operasi write only atau read/write.
8. Catu daya +5 Volt DC.
9. Kompatibel dengan DT-51 dan DT-AVR Low Cost Series serta sistem
mikrokontroler/mikroprosesor lain.
Tabel 2.1. Deskripsi Pin Pada LCD
Pin Deskripsi
1 Ground
2 Vcc
3 Pengatur kontras
4 “RS” Instruction/Register Select 5 “R/W” Read/Write LCD Registers
6 “EN” Enable
7-14 Data I/O Pins
15 Vcc
