BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Seismometer
Seismograf juga sering disebut dengan sebutan seismometer. Seismometer berasal dari bahasa Yunani: seismos gempa bumi dan metero: mengukur. Menurut Giancoli
(2001 : 78) menyatakan : “Secara umum seismograf adalah alat atau sensor getaran, yang biasa digunakan untuk mendeteksi gempa bumi atau getaran pada permukaan
tanah”. Hasil rekaman dari alat ini disebutseismogram.
Sebuah seismograf dapat mencatat gempa berbentuk vertical dan gempa berbentuk horizontal. Ketika terjadi gempa, getaran yang terekam adalah gelombang primer, karena kecepatan rambatnya paling tinggi, lalu diikuti oleh rekaman gelombang sekunder yang memiliki kecepatan rambat lebih rendah dari gelombang primer. Gelombang permukaan datangnya paling akhir karena memiliki kecepatan rambat paling rendah. Seismograf mencatat semua getaran dan kecepatan rambat gempa bumi dalam bentuk seismogram. Alat ini sangat sensitif terhadap gelombang seismik yang ditimbulkan karena gempa bumi, ledakan nuklir dan sumber gelombang seismik lainnya.
Ada beberapa skala yang digunakan untuk mengukur kekuatan gempa bumi. Skala Mercalli, Omori, Cancani, dan skala Richter, namun skala Richter adalah yang paling popular untuk mengukur kekuatan gempa bumi yang disebut dengan
magnitude (M). Berdasarkan skala-skala ini orang dapat mengenali kekuatan gempa yang pada akhirnya berguna untuk mengantisipasi seperti desain konstruksi bangunan dan jalan raya.
2.1.1 Sejarah Penemuan Seismograf
Menurut Asti (2009:89), “Seismograf pertama kali ditemukan oleh Zhang Heng seorang astronom, matematik, engineer dan pelukis pada masa pemerintahan Dinasti Han awal abad kedua. Pada masa itu Zhang Heng tidak mengatakan dengan pasti bagaimana sebuah gempa diukur dengan satuan skala richter (skala richter
pertama di dunia, yaitu seismograf”. Bangsa Cina termasuk salah satu bangsa yang mempunyai budaya sangat tinggi, banyak penemuan-penemuan yang ditemukan oleh bangsa Cina pada waktu zaman dulu yang menjadi teknologi hingga sekarang sekarang. Diantara lain yaitu : Serbuk Mesiu, Kompas, Kertas, Pasta, Seismograf. Menurut refrerensi Indra, pada zaman Dinasti Han Timur Tiongkok, sering terjadi gempa bumi di ibukota Luoyang dan daerah sekitarnya. Menurut catatan buku sejarah, selama 50 tahun dari tahun 89 hingga 140, pernah terjadi 30 kali gempa bumi di daerah tersebut. Maka rakyat setempat sangat takut. Kemudian seorang ilmuwan bernama Zhang Heng melakukan penelitian bidang gempa bumi tersebut. Akhirnya pada tahun 132 M, Zhang Heng berhasil membuat alat pertama yang dapat
meramalkan gempa bumi di Tiongkok bahkan di seluruh dunia, dan dinamakan “ seismograf”.
Gambar 2.1 Seismograf Dinasti Han
Seismograf itu dibuat dari perunggu berbentuk seperti guci (lihat gambar 2.1) yang di tengahnya terdapat batangan tembaga dan di luarnya terdapat 8 ekor naga yang di kepalanya tersambung pada 8 batang tembaga tipis yang menghadap ke arah-arah timur, selatan, barat, utara, timur laut, tenggara, barat laut dan barat daya.
Didalam mulut setiap naga terdapat bola tembaga yang kecil, di bawah kepala setiap naga mendekam seekor katak tembaga, mereka semua membuka mulut besar-besar, yang sewaktu-waktu dapat menyambut bola tembaga kecil yang dilontarkan dari mulut naga.
justru mendekam di bawahnya. Dengan demikian, akan diketahui di mana terjadinya gempa bumi.
Gambar 2.2 Seismometer buatan Palmieri
Beberapa abad kemudian pada tahun 1855, Luigi Palmieri dari Italia merancang sebuah seismometer merkuri. Seismometer buatan Palmieri ini memiliki tabung berbentuk U (lihat gambar 2.2) diisi dengan merkuri dan disusun di sepanjang titik-titik kompas.
Gambar 2.3 Seismometer buatan John Milne
Kemudian pada tahun1880, John Milne seorang ahli seismologi dan geologi
berkebangsaan Inggris menemukan seismograf modern pertama. Alat ini merupakan sebuah seismograf pendulum horizontal sederhana (lihat gamabar 2.3), sebuah mesin yang mencatat getaran yang terjadi dengan gerakan tiba-tiba di sepanjang garis patahan bumi.Dia juga yang pertama kali mempromosikan pembangunan stasiun
seismologi.
2.1.2 Fungsi Seismograf
Pada seismograf terdapat dua bagian, yaitu bagian horizontal dan vertikal, fungsi keduanya adalah sebagai berikut :
1. Seismograf Horizontal
Seismograf horizontal berfungsi untuk mencatat getaran bumi pada arah mendatar. Pada Seismograf horizontal, massa stasioner digantung dengan sebuah tali. Dibagian bawah terdapat jarum yang ujungnya menyentuh roll pita, yang selalu berputar searah jarum jam. Tiang penompang roll pita terpancang pada tanah. Pada waktu terjadi gempa, roll pita bergetar, sedang massa stasioner dan jarum jam tetap. Maka terbentuklah goresan pada roll pita tersebut yang disebut seismogram.
2. Seismograf Vertikal
Seismograf Vertikal berfungsi untuk mencatat getaran gempa vertikal. Massa
Stasioner pada Seismograf vertikal ditahan oleh sebuah pegas (P) dan sebuah tangkai berengsel. Ujung massa stasioner yang berjarum disentuhkan pada roll pita yang selalu bergerak searah jarum jam. Jika terjadi getaran gempa, maka roll pita akan bergerak sehingga akan terbentuk seismogram pada roll pita tersebut.
Dengan menggunakan alat pengukur gempa, seismograf vertikal dan
seismograf horizontal gempa yang terjadi baik gempa vertikal maupun gempa horizontal akan tercatat dan terdeteksi. Untuk mengetahui keakuratan data gempa yang diperoleh, maka lebih baik jika pada sebuah stasion BMG di pasang 3 alat pengukur gempa atau Seismograf. Yaitu 2 pasang seismograf Horizontal yang dipasang arah utara-selatan dan arah timur–barat, serta satu seismograf Vertikal. Hal ini dilakukan untuk mengetahui dari arah mana getaran gempa terjadi.
2.1.3 Jenis Seismograf Berdasarkan Pembacaan Sklar
Berdasarkan cara pembacaan data, sesmograf terdiri atas 2 yaitu : 1. Seismograf Manual (mekanikal)
Jenis gerakan mekanikal dapat mendeteksi baik gerakan vertikal maupun gerakan horizontal tergantung dari pendular yang digunakan apakah vertikal atau horizontal. Pada komponen horizontal utara-selatan, arah gempa yang dicatat adalah arah gempa pada posisi utara atau selatan sedangkan pada komponen horizontal timur-barat, arah gempa yang dicatat adalah arah gempa pada posisi timur atau barat, dan pada komponen vertikal arah gempa yang dicatat adalah arah gempa dilatasi atau kompresi.
2. Seismograf Digital (elektromagnetik)
Seismograf modern menggunakan elektromagnetik seismographer untuk memindahkan volatilitas sistem kawat tarik ke suatu daerah magnetis. Peristiwa-peristiwa yang menimbulkan getaran kemudian dideteksi melalui spelgavanometer. Selain itu, seismograf digital modern menambahkan komponen keempat yaitu layar, "user-friendly", dan cepat transfer data.
2.1.4 Prinsip Kerja Seismograf
Menurut Andrew Langley (2007: 67), menyatakan : “ Prinsip kerja dari alat ini yaitu mengembangkan kerja dari bandul sederhana. Ketika mendapatkan usikan atau gangguan dari luar seperti gelombang seismik maka bandul akan bergetar dan
merekam datanya seperti grafik”.
Pada bandul matematis, berat tali diabaikan dan panjang tali jauh lebih besar dari pada ukuran geometris dari bandul. Pada posisi setimbang, bandul berada pada titik A. Sedangkan pada titik B adalah kedudukan pada sudut di simpangan maksimum (θ). Kalau titik B adalah kedudukan dari simpangan maksimum, maka
gerakan bandul dari B ke A lalu ke B‟ dan kemudian kembali ke A dan lalu ke B lagi
Gambar 2.5 Bandul Sederhana
f = Komponen w menurut garis singgung pada lintasan bandul P = Gaya tegang tali
N = Komponen normal dari W = m . g l = Panjang tali
θ = Sudut simpangan
Gambar 2.6 Bandul dan lintasannya
Gaya pemulih yang bekerja pada bandul yaitu -mg sin θ.Sehingga persamaannya dapat ditulis sbb : F = – mg sin θ. Tanda negatif diatas menunjukkan bahwa gaya mempunyai arah yang berlawanan dengan simpangan sudut θ. Karena gaya pemulih F berbanding lurus dengan sin θbukan dengan θ,maka gerakan tersebut bukan merupakan Gerak Harmonik Sederhana. Jika sudut θ kecil, maka panjang busur x (x = L kali θ) hampir sama dengan panjang L sin θ. Dengan demikian untuk sudut yang kecil, menggunakan pendekatan : Sin θ ≈ θ. Sehingga persamaan gaya pemulih menjadi :
Gambar 2.7 Rumus Perioda untuk pendulum sehingga frekuensi pendulum sederhana
Gambar 2.8 Rumus Frekuensi untuk pendulum
Berdasarkan persamaan di atas, tampak bahwa periode dan frekuensi getaran pendulum sederhana bergantung pada panjang tali dan percepatan gravitasi. Karena percepatan gravitasi bernilai tetap, maka periode sepenuhnya hanya bergantung pada panjang tali (L). Dengan kata lain, periode dan frekuensi pendulum tidak bergantung pada massa beban alias bola pendulum.
2.1.5 Komponen-Komponen Seismograf
Menurut Olivia N. Harahap (1994:93) : “Seismograf adalah sebuah alat elektronika yang berfungsi sebagai pencatat gempa bumi. Dalam sebuah seismograf terdiri dari beberapa bagian, yaitu sebuah sensor, amplifier dan pengkondisi sinyal, ADC, Time System, Rekorder, dan tentunya power supply. Gabungan antara amplifier dan pengkondisi sinyal, ADC, dan time system biasa disebut dengan Digitizer”.
1. Sensor, Sensor untuk sebuah Seismograph disebut Seismometer. Seismometer
diartiakan sebuah sensor yang menangkap gelombang seismik yang berbentuk besaran fisik. Bentuk output dari seismometer adalah tegangan listrik.
Seismometer sendri terbagi dua jenis yaitu Short Period dan Broadband.
2. Amplyfier / Pengkondisi sinyal, Output dari seismometer yang berupa tegangan tersebut merupakan input dari bagian ini. Seperti namanya Amplyfier, berfungsi sebagai penguat tegangan dari seismometer. Sebab tegangan yang dihasilkan oleh
dan dipilih (difilter) oleh pengkondisi sinyal. Hasil dari bagian Amplyfier dan Pengkondisi Sinyal inilah yang menjadi input bagi ADC.
3. ADC, ADC atau Analog to Digital Converter adalah sebuah bagian yang berfungsi sebagai perubah dari sinyal analog, berupa tegangan listrik yang dikeluarkan oleh pengkondisi sinyal menjadi sebuah bentuk digital. Bentuk digital inilah nantinya yang akan diproses menjadi sebuah informasi. Digitizer juga diintegrasikan dengan sebuah logger sebagai media penyimpan data. Sehingga data tersebut tidak hilang dan dapat dipergunakan sewaktu-waktu. 4. Time System, Time System atau sistem pewaktu dalam sebuah Seismograf sangat
penting sebagai penyedia informasi waktu dari parameter gempa bumi. Sistem pewaktu dapat diperoleh dari sebuah RTC (Real Time Clock), biasanya berupa IC, dan sebuah GPS (Global Position system). Pada masa sekarang ini RTC dan GPS keduanya dibutuhkan dalam seismograf untuk saling melengkapi.
5. Recorder, Recorder di dalam sebuah seismograf berfungsi sebagai pencatat atau perekam untuk selanjutnya di lakukan analisa lanjutan. Sudah jamak di sini bahwa recorder berupa sebuah PC atau laptop. Selain sebagai recorder, peran PC bisa juga sebagai data logger dan juga analisis data. Hal tersebut dimungkinkan karena dilengkapi dengan software analisa.
6. Power Supply, Sebuah alat elektronika tidak dapat bekerja tanpa diberi power supply. Power supply yang digunakan adalah tegangan DC atau searah. Untuk sebuah seismograf tegangan dari sumber masuk ke digitizer untuk selanjutnya didistribusikan ke semua bagian.
2.2 Arduino UNO R3 ATMEGA 328P
Gambar 2.9 Board Arduino ATmega328
Apakah arduino? Arduino adalah merupakan sebuah board minimum system
mikrokontroler yang bersifat open source. Didalam rangkaian board arduino terdapat
mikrokontroler AVR seri ATMega 328 yang merupakan produk dari Atmel.
Arduino memiliki kelebihan tersendiri disbanding board mikrokontroler yang lain selain bersifat open source, arduino juga mempunyai bahasa pemrogramanya sendiri yang berupa bahasa C. Selain itu dalam board arduino sendiri sudah terdapat loader yang berupa USB sehingga memudahkan kita ketika kita memprogram
mikrokontroler didalam arduino. Sedangkan pada kebanyakan board mikrokontroler
yang lain yang masih membutuhkan rangkaian loader terpisah untuk memasukkan program ketika kita memprogram mikrokontroler. Port USB tersebut selain untuk
Sifat open source arduino juga banyak memberikan keuntungan tersendiri untuk kita dalam menggunakan board ini, karena dengan sifat open source
komponen yang kita pakai tidak hanya tergantung pada satu merek, namun memungkinkan kita bisa memakai semua komponen yang ada dipasaran.
Bahasa pemrograman arduino merupakan bahasa C yang sudah disederhanakan syntax bahasa pemrogramannya sehingga mempermudah kita dalam mempelajari dan mendalami mikrokontroller.
Berikut ini adalah konfigurasi dari arduino duemilanove 328 : a. Mikronkontroler ATmega328
b. Beroperasi pada tegangan 5V
c. Tegangan input (rekomendasi) 7 - 12V d. Batas tegangan input 6 - 20V
e. Pin digital input/output 14 (6 mendukung output PWM) f. Pin analog input 6
g. Arus pin per input/output 40 mA h. Arus untuk pin 3.3V adalah 50 mA
i. Flash Memory 32 KB (ATmega328) yang mana 2 KB digunakan oleh bootloader
j. SRAM 2 KB (ATmega328) k. EEPROM 1KB (ATmega328) l. Kecepatan clock 16 MHz
Power
Arduino dapat diberikan power melalui koneksi USB atau power supply. Powernya diselek secara otomatis. Power supply dapat menggunakan adaptor DC atau baterai. Adaptor dapat dikoneksikan dengan mencolok jack adaptor pada koneksi port input
supply. Board arduino dapat dioperasikan menggunakan supply dari luar sebesar 6 - 20 volt. Jika supply kurang dari 7V, kadangkala pin 5V akan menyuplai kurang dari 5 volt dan board bisa menjadi tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12 V, tegangan di regulator bisa menjadi sangat panas dan menyebabkan kerusakan pada
board. Rekomendasi tegangan ada pada 7 sampai 12 volt. Penjelasan pada pin power adalah sebagai berikut :
Tegangan input ke board arduino ketika menggunakan tegangan dari luar (seperti yang disebutkan 5 volt dari koneksi USB atau tegangan yang diregulasikan). Pengguna dapat memberikan tegangan melalui pin ini, atau jika tegangan suplai menggunakan power jack, aksesnya menggunakan pin ini.
5V
Regulasi power supply digunakan untuk power mikrokontroller dan komponen lainnya pada board. 5V dapat melalui Vin menggunakan regulator pada board, atau supply oleh USB atau supply regulasi 5V lainnya.
3.3 V
Suplai 3.3 volt didapat oleh FTDI chip yang ada di board. Arus
maximumnya adalah 50mA
Pin Ground
berfungsi sebagai jalur ground pada arduino
Memori
ATmega328 memiliki 32 KB flash memori untuk menyimpan kode, juga 2 KB yang digunakan untuk bootloader. ATmega328 memiliki 2 KB untuk SRAM dan 1 KB untuk EEPROM.
Input dan Output
Setiap 14 pin digital pada arduino dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Input/output dioperasikan pada 5 volt. Setiap pin dapat menghasilkan atau menerima maximum 40 mA dan memiliki internal pull-up resistor (disconnected oleh default) 20-50 KOhms.
Beberapa pin memiliki fungsi sebagai berikut :
Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX) TTL data serial. Pin ini terhubung pada pin yang koresponding dari USB FTDI ke TTL chip serial.
Interupt eksternal : 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasikan untuk
PWM : 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Mendukung 8-bit output PWM dengan fungsi analogWrite().
SPI : 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mensuport
komunikasi SPI, yang mana masih mendukung hardware, yang tidak termasuk pada bahasa arduino LED : 13. Ini adalah dibuat untuk koneksi LED ke digital pin 13. Ketika pin bernilai HIGH, LED hidup, ketika pin LOW, LED mati.
2.2.1 Definisi Mikrokontroller ATmega328P
ATMega328P adalah mikrokontroller keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). ATmega328 adalah chip mikrokontroler 8-bit berbasis AVR-RISC buatan Atmel.Chip ini memiliki 32 KB memori ISP flash dengan kemampuan baca-tulis (read write), 1 KB EEPROM, dan 2 KB SRAM. Dari kapasitas memori Flash nya yang sebesar 32 KB itulah chip ini diberi nama ATmega328. Chip lain yang memiliki memori 8 KB diberi nama ATmega8, dan ATmega16 untuk yang memiliki memori 16 KB.
Chip ATmega328 memiliki banyak fasilitas dan kemewahan untuk sebuah chip mikrokontroler. Chip tersebut memiliki 23 jalur general purpose I/O (input/output), 32 buah register, 3 buah timer/counter dengan mode perbandingan, interupt internal dan external, serial programmable USART, 2-wire interface serial,
serial port SPI, 6 buah channel 10-bit A/D converter, programmable watchdog timer
dengan oscilator internal, dan lima power saving mode. Chip bekerja pada tegangan antara 1.8V ~ 5.5V. Output komputasi bisa mencapai 1 MIPS per Mhz. Maximum operating frequency adalah 20 Mhz. ATmega328 menjadi cukup populer setelah chip ini dipergunakan dalam board Arduino. Dengan adanya Arduino yang didukung oleh
software Arduino IDE, pemrograman chip ATmega328 menjadi jauh lebih sederhana dan mudah.
ATmega328 dengan komponen lainnya. Dengan board Arduino, baik itu Arduino UNO, Arduino Mega 2560, Arduino Nano, maupun Arduino Pro Mini, semua nya membantu untuk menyederhanakan proses membuat rangkaian mikrokontroler. Sebagai contoh, misal anda akan mencoba melakukan pemrograman untuk membuat LED berkedip setiap 1 detik. Hal ini cukup dengan menyambungkan kabel dari LED ke terminal pin I/O yang disediakan, lakukan pemrograman di software Arduino IDE (via Windows, Mac atau Linux), lalu upload program tersebut via USB, dan anda sudah berhasil memprogram chip ATmega328 untuk melakukan tugas menyalakan LED berkedip setiap 1 detik.
Dengan board Arduino, anda dimanjakan untuk dapat dengan mudah dan sederhana mempelajari mikrokontroler berbasis Arduino. Contoh pada board Arduino UNO R3, pada board tersebut telah terdapat chip mikrokontroler ATmega328 (yang dapat dicabut pasang), terdapat chip ATmega16U untuk komunikasi USB, IC regulator
untuk memudahkan kita memberi tegangan (baik USB, baterai 9V atau AC adaptor 9-12V), dan banyak pin I/O yang sudah disediakan lubang kabelnya. Perhatian anda tidak lagi tersita hanya untuk koneksi chip ATmega328, tapi bisa berkonsentrasi pada kreasi yang sedang anda tuju. Seperti pada contoh led diatas, anda hanya tinggal sambungkan led ke arduino, koneksikan Arduino via kabel USB, load program "blink" via software Arduino IDE, dan selesai. LED akan berkedip
2.2.2 Fitur Mikrokontroller ATmega 328
Mikrokontroller ini memiliki beberapa fitur antara lain :
a. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock. b. 32 x 8-bit register serba guna.
c. Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.
d. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
e. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanent karena EEPROM
g. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output. Master / Slave SPI Serial interface.
2.2.3 Manfaat KIT Arduino UNO
Arduino Uno adalah KIT Elektronik atau papan rangkaian elektronik open. Source yang didalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah Chip. Mikrokontroller dengan jenis AVR dari Perusahaan Atmel. Arduino Uno adalah sebuah board Mikrokontroller yang berbaris Atmega 3288. Arduino Uno memiliki 4 PIN. Input/output yang mana 6 PIN dapt digunakan sebagai output PWM, 6 analog Input, crystal osilator 16 MHz, koneksi USB, Jack Power, Kepala ICSP, dan tombol Reset. Arduino Uno mampu men-suport Mikrokontroller, dapat dikoneksikan dengan komputer menggunakan kabel USB.
2.2.4 Komunikasi Arduino UNO
Uno Arduino memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lain. ATmega328 ini menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah ATmega16U2 pada saluran board ini komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware '16U2 menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan. Namun, pada Windows, file. Inf diperlukan.
Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data tekstual sederhana yang akan dikirim ke dan dari papan Arduino. RX dan TX LED di papan akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial pada pin 0 dan 1).
2.2.5 Tutorial Bahasa Pemograman Arduino
Arduino menggunakan pemrograman dengan bahasa C. Berikut ini adalah sedikit penjelasan yang ditujukan kepada anda yang hanya mempunyai sedikit pengalaman pemrograman dan membutuhkan penjelasan singkat mengenai karakter bahasa C dan software Arduino.
Struktur
Setiap program Arduino (biasa disebut sketch) mempunyai dua buah fungsi yang harus ada.
void setup( ) { }
Semua kode didalam kurung kurawal akan dijalankan hanya satu kali ketika program Arduino dijalankan untuk pertama kalinya.
• void loop( ) { }
Fungsi ini akan dijalankan setelah setup (fungsi void setup) selesai. Setelah dijalankan satu kali fungsi ini akan dijalankan lagi, dan lagi secara terus menerus sampai catu daya (power) dilepaskan.
Syntax
Berikut ini adalah elemen bahasa C yang dibutuhkan untuk format penulisan.
• //(komentar satu baris)
Kadang diperlukan untuk memberi catatan pada diri sendiri apa arti dari kode-kode yang dituliskan. Cukup menuliskan dua buah garis miring dan apapun yang kita ketikkan dibelakangnya akan diabaikan oleh program.
• /* */(komentar banyak baris)
• { }(kurung kurawal)
Digunakan untuk mendefinisikan kapan blok program mulai dan berakhir (digunakan juga pada fungsi dan pengulangan).
• ;(titk koma)
Setiap baris kode harus diakhiri dengan tanda titik koma (jika ada titik koma yang hilang maka program tidak akan bisa dijalankan).
Variabel
Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas. Variabel inilah yang digunakan untuk memindahkannya.
• int (integer)
Digunakan untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16 bit). Tidak mempunyai angka desimal dan menyimpan nilai dari -32,768 dan 32,767.
• long (long)
Digunakan ketika integer tidak mencukupi lagi. Memakai 4 byte (32 bit) dari memori (RAM) dan mempunyai rentang dari -2,147,483,648 dan 2,147,483,647.
• boolean (boolean)
Variabel sederhana yang digunakan untuk menyimpan nilai
TRUE (benar) atau FALSE (salah). Sangat berguna karena hanya menggunakan 1 bit dari RAM.
• float (float)
• char (character) o Menyimpan 1 karakter menggunakan
kode ASCII (misalnya „A‟ = 65). Hanya memakai 1 byte (8
bit) dari RAM.
Operator Matematika
Operator yang digunakan untuk memanipulasi angka (bekerja seperti matematika yang sederhana).
• =
Membuat sesuatu menjadi sama dengan nilai yang lain (misalnya: x = 10 * 2, x sekarang sama dengan 20).
• %
Menghasilkan sisa dari hasil pembagian suatu angka dengan angka yang lain (misalnya: 12 % 10, ini akan menghasilkan angka 2).
• +
Penjumlahan
• -
Pengurangan
• *
Perkalian
• /
Pembagian
Operator Pembanding
Digunakan untuk membandingkan nilai logika.
• ==
Sama dengan (misalnya: 12 == 10 adalah FALSE (salah) atau 12 == 12 adalah TRUE (benar))
• !=
• <
Lebih kecil dari (misalnya: 12 < 10 adalah FALSE (salah) atau 12 < 12 adalah FALSE (salah) atau 12 < 14 adalah TRUE (benar))
• >
Lebih besar dari (misalnya: 12 > 10 adalah TRUE (benar) atau 12 > 12 adalah FALSE (salah) atau 12 > 14 adalah FALSE (salah))
Struktur Pengaturan
Program sangat tergantung pada pengaturan apa yang akan dijalankan berikutnya, berikut ini adalah elemen dasar pengaturan (banyak lagi yang lain dan bisa dicari di internet).
1. if..else, dengan format seperti berikut ini:
if (kondisi) { }
else if (kondisi) { }
else { }
Dengan struktur seperti diatas program akan menjalankan kode yang ada di dalam kurung kurawal jika kondisinya TRUE, dan jika tidak (FALSE) maka akan diperiksa apakah kondisi pada else if dan jika kondisinya FALSE maka kode pada else yang akan dijalankan.
2. for, dengan format seperti berikut ini:
for (int i = 0; i < #pengulangan; i++) { }
Digunakan bila anda ingin melakukan pengulangan kode di dalam kurung kurawal beberapa kali, ganti #pengulangan dengan jumlah pengulangan yang diinginkan. Melakukan penghitungan ke atas dengan i++ atau ke bawah dengan i–.
Digital
Digunakan untuk menetapkan mode dari suatu pin, pin adalah nomor pin yang akan digunakan dari 0-19 (pin analog 0-5 adalah 14-19). Mode yang bisa digunakan adalah INPUT atau
OUTPUT.
2. digitalWrite(pin, value)
Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai OUTPUT, pin tersebut dapat dijadikan HIGH (ditarik menjadi 5 volts) atau LOW
(diturunkan menjadi ground).
3. digitalRead(pin)
Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai INPUT maka anda dapat menggunakan kode ini untuk mendapatkan nilai pin tersebut apakah HIGH (ditarik menjadi 5 volts) atau LOW (diturunkan menjadi ground).
Analog
Arduino adalah mesin digital tetapi mempunyai kemampuan untuk beroperasi di dalam alam analog (menggunakan trik). Berikut ini cara untuk menghadapi hal yang bukan digital.
1. analogWrite(pin, value)
Beberapa pin pada Arduino mendukung PWM (pulse width modulation) yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, 11. Ini dapat merubah pin hidup (on)atau mati (off) dengan sangat cepat sehingga membuatnya dapat berfungsi layaknya keluaran analog. Value
(nilai) pada format kode tersebut adalah angka antara 0 ( 0% duty cycle ~ 0V) dan 255 (100% duty cycle ~ 5V).
2. analogRead(pin)
2.3 Software Arduino IDE
IDE (Integrated Development Environment) Arduino merupakan aplikasi
yang mencakup editor, compiler, dan uploader dapat menggunakan semua seri modul keluarga 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. Seperti gambar berikut ini:
Gambar 2.10 Software Arduino
2.4 Sensor
fisis yang merupakan stimulus atau rangsangan sensor dapat berupa fluks magnetik, gaya, arus listrik, temperatur, cahaya, tekanan dan proses fisis lainnya. Sensor dan tranduser mempunyai perbedaan yang sangat kecil yaitu pada koefisien konversi energi. Sensor itu sendiri terdiri dari tranduser atau tanpa penguat atau pengolah sinyal yang terbentuk dalam satu indera. (Sinclair. 1988)
Berdasarkan prinsip kelistrikannya sensor dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu sensor pasif dan sensor jenis pembangkit sendiri (self generating type). Sensor pasif menghasilkan perubahan dalam parameter listrik seperti halnya tahanan, kapasitansi dan lainlain yang dapat diukur sebagai suatu perubahan tegangan atau arus.
2.5 Sensor getar
Sensor getar adalah suatu alat yang berfungsi untuk mendeteksi adanya getaran dan akan diubah dalam kedalam sinyal listrik. Jenis Jenis sensor vibration ini dibagi menjadi dua jenis yaitu:
2.5.1 Kontak
Sensor ini disebut juga cassing measurement. Sensor yang digunakan adalah sensor seismic transduser, yaitu sensor yang digunakan untuk mengukur kecepatan dan percepatan. Untuk mengukur kecepatan menggunakan velocity probe
dan velomitor probe, sedangkan untuk mengukur percepatan menggunakan sensor
acceleration probe.
a. Pengertian velocity probe
ujung sensor ini akan bersentuhan langsung dengan benda yang akan diukur fibrasinya, sensor ini berfungsi untuk mengukur getaran dari suatu alat atau mesin menggunakan kecepatan dari suatu alat atau mesin menggunakan kecepatan sebagai parameternya. Adapun konstruksinya adalah sebagai berikut:
- Magnet permanen - Damper conector
- Cassing velocity probe b. Prinsip Kerja
Prinsip kerja velocity probe sesuai dengan dengan hukum fisika yaitu apabila suatu konduktor/kumparan yang dikelilingi oleh medan magnet kemudian konduktor bergerak terhadap medan magnet atau medan magnet bergerak terhadap konduktor maka akan menimbulkan suatu tegangan induksi pada konduktor. Apabila transduser ini ditempatkan pada bagian mesin yang bergetar, maka transduser ini pun akan ikut bergerak, sehingga kumparan yang ada didalamnya akan bergerk relatif terhadap medan magnet sehingga akan menghasilkan tegangan listrik pada ujung kawat kumparannya. Dengan mengola sinyal listrik dan transdusernya, makagetaran dapat diukur.
c. Pengertian acceleration probe
Termasuk sensor kontak yang berfungsi untuk mengukur getaran dengan mengukur kecepatan dari mesin tersebut
d. Prinsip kerja
2.5.2 Non-Kontak
Sensor ini biasanya disebut shaft relative measurement. Sensor yang digunakan adalah proximity probe (eddy current probe). Untuk proxymity probe yang diukur adalah perpindahannya. Untuk sensor non-kontak, probe dan mesin atau media tidak bersentuhan langsung. Untuk menggunakan sensor proxymity probe ada beberapa syarat yang harus terpenuhi agar dapat menghasilkan pengukuran yang presisi, diantaranya adalah roundness dari mesin yang akan diukur harus bagus untuk menghasilkan bacaan yang bagus pula, ron out.
2.6 GY 521 Vibration Sensor
GY-521 MPU-6050 Module adalah sebuah modul berinti MPU-6050 yang merupakan 6 axis Motion Processing Unit dengan penambahan regulator tegangan dan beberapa komponen pelengkap lainnya yang membuat modul ini siap dipakai dengan tegangan supply sebesar 3-5VDC. Modul ini memiliki interface I2C yang dapat disambungkan langsung ke MCU yang memiliki fasilitas I2C. Sensor MPU-6050 berisi sebuah MEMS Accelerometer dan sebuah MEMS Gyro yang saling terintegrasi. Sensor ini sangat akurat dengan fasilitas hardware internal 16 bit ADC untuk setiap kanalnya. Sensor ini akan menangkap nilai kanal axis X, Y dan Z bersamaan dalam satu waktu. Berikut adalah spesifikasi dari Modul ini :
▪ Berbasis Chip MPU-6050
▪ Supply tegangan berkisar 3-5V
▪ Gyroscope range + 250 500 1000 2000 ° / s
▪ Acceleration range : ± 2 ± 4 ± 8 ± 16 g
▪ Communication standard I2C
▪ Chip built-in 16 bit AD converter, 16 bits data output
▪ Jarak antar pin header 2.54 mm
Gambar 2.11. GY 521
2.6.1 MPU 6050 Sensor Accelometer
Sesuai dengan fungsinya sebagai accelerometer dan gyro, tentunya kita bisa bermain banyak pada proyek yang memerlukan fungsi akselerasi dan keseimbangan. Misalnya, contoh yang paling riil adalah dalam hal penggunaan stabilizer atau gimbal pada dunia fotografi. Selain itu, ia juga dapat digunakan sebagai sensor kendali. Seperti kendali jarak jauh hanya dengan memiringkan atau menggoyang-goyang stick yang berisi sensor ini. Namun kebanyakan, sensor ini digunakan sebagai sensor telemetri pada benda bergerak, baik darat maupun udara.
2.6.2 Fitur dan Spesifikasi MPU-6050
▪ Catu daya IC dari 2,375 V ~ 3,46 V namun modul ini sudah dilengkapi dengan LDO / low drop-out voltage regulator (untuk pengguna Arduino, Anda dapat menyambungkan pin Vcc dari modul ini dengan pin 5V pada Arduino Anda)
▪ Antarmuka kendali dan pengumpulan data lewat protokol I2C berkecepatan tinggi (Fast Mode, 400 kHz), pada modul ini sudah dipasangkan pull-up resistor 2K2 sehingga Anda bisa menyambungkan pin SDA dan SCL dari modul ini dengan mikrokontroler / Arduino Board tanpa resistor eksternal tambahan
▪ Pilihan rentang skala giroskop: 250° (sensitivitas 13,1), 500° (65,6), 1000° (32,8), 2000° (16,4) per detik; sensitivitas dalam satuan LSB/°/detik
▪ Data keluaran MotionFusion sebanyak 6 atau 9 sumbu dalam format matriks rotasi, quaternion, sudut Euler, atau data mentah (raw data format).
▪ Memori penampung data (buffer memory) sebesar 1 Kb, FIFO ( First-In-First-Out)
▪ Dengan digabungkannya akselerometer dan giroskop dalam satu sirkut terpadu menyebabkan pendeteksian gerakan menjadi lebih akurat (reduced settling effects and sensor drift) karena faktor kesalahan penyesuaian persilangan sumbu antara akselerometer dan giroskop dapat dihilangkan.
▪ DMP™ Engine mengambil alih komputasi rumit dari prosesor utama sehingga sistem tidak terbebani kalkulasi yang kompleks (red: sebelum adanya IC ini, perancang rangkaian elektronika biasanya menggunakan chip PLD eksternal untuk mengerjakan komputasi semacam ini karena perhitungan matematika dalam kalkulasi gerak sangatlah kompleks dan terlalu membebani kerja mikrokontroler yang biasanya bertenaga terbatas).
▪ Tersedia platform pengembangan perangkat lunak MotionApps™ untuk sistem operasi Android, Linux, dan Windows
▪ Algoritma untuk menghitung bias dan kalibrasi kompas sudah terpasang dan siap digunakan, tidak perlu intervensi dari pemakai
▪ Interupsi yang dapat diprogram untuk mendeteksi pengenal gestur (gesture recognition), pergeseran (panning), zooming, scrolling, dan shake detection
▪ Konsumsi arus giroskop hanya sebesar 3,6 mA, giroskop + akselerometer hanya 3,8 mA (tenaga penuh, 1 kHz sample rate).
▪ Moda siaga hemat daya hanya mengkonsumksi arus sebesar 5µA
▪ Dapat menoleransi guncangan hingga 10000g
▪ Modul dengan PCB berkualitas dengan gold immersion welding untuk menjamin kualitas
