7 BAB II
DASAR TEORI
2.1 Berat Badan
Berat badan adalah parameter antropometri yang sangat labil. Dalam keadaan normal, dimana keadaan kesehatan baik dan keseimbangan antara konsumsi dan kebutuhan zat gizi terjamin, berat badan berkembang mengikuti pertambahan umur. Sebaliknya dalam keadaan abnormal, terhadap dua kemungkinan perkembangan berat badan yaitu dapat berkembang dengan cepat atau lambat dalam keadaan normal. Berat badan harus selalu dimonitor agar memberikan informasi yang memungkinkan intervensi gizi yang preventif sedini mungkin guna mengatasi kecenderungan penurunan atau penambahan berat badan yang tidak dikehendaki. Berta badan harus selalu dievaluasi dalam konteks riwayat berat badan meliputi gaya hidup maupun status berat badan yang terkahir. Penentuan berat badan dilakukan dengan cara menimbang ( Anggraeni, 2012 ).
Berat badan merupakan salah satu parameter yang memberikan gambaran massa tubuh. Berat badan ideal adalah untuk tinggi badan tertentu secara statistik dianggap paling tepat dan menjamin umur panjang ( BKKBN, 2002).
2.1.1. Kriteria
a. Body Mass Index.
Metode paling berguna dan banyak digunakan untuk mengukur tingkat obesitas adalah BMI ( Body Mass Index ), yang di dapat dengan cara membagi berat badan ( Kg ) dengan kuadrat tinggi badan ( m ).
Tabel 2.1 Klasifikasi BMI menurut WHO ( 2012 )
Kategori BMI ( Kg/M2 )
Principal cut – off points
Additional cut – off points Underweight <18.5 kg/m2 <18.5 kg/m2 Severe thinness < 16 kg/m2 < 16 kg/m2 Moderate thinness 16.00 – 16.99 kg/m2 16.00 – 16.99 kg/m2 Normal range 18.50 – 24.99 kg/m2 18.50 – 22.99 kg/m2 23.00 – 24.99 kg/m2 Overweight ≥25.00 kg/m2 ≥25.00 kg/m2 Pre-obese 25.00 – 29.99 kg/m2 25.00 – 27.49 kg/m2 27.50 – 29.99 kg/m2 Obese ≥30.00 kg/m2 ≥30.00 kg/m2 Obese class I 30.00 – 34.99 kg/m2 30.00 – 32.49 kg/m2 32.50 – 34.99 kg/m2 Obese class II 35.00 – 39.99 kg/m2 35.00 – 37.49 kg/m2 37.50 – 39.99 kg/m2 Obese class III ≥ 40.00 kg/m2 ≥40.00 kg/m2 ( http://apps.who.int/bmi/index.jsp?introPage=intro_3.html )
Tabel 2.2 Klasifikasi Berat Badan yang diusulkan berdasarkan BMI pada penduduk Asia Dewasa ( IOTF, WHO 2000 ) Kategori BMI ( Kg/M2 ) Resiko Comordibitas Underweight <18.5 kg/m2 Rendah ( tetapi resiko
terhadap masalah klinis kian mengikuti ) Batas Normal 18.5 – 24.9 kg/m2 Rata – Rata Overweight >23 kg/m2 At Risk 23.0 – 24.9 kg/m2 Meningkat Obese I 25.0 – 29.9 kg/m2 Sedang Obese II >30 kg/m2 Sangat Berbahaya
( https://danialonline.wordpress.com/2009/08/13/body-mass-index-bmi-indeks-massa-tubuh/ )
b. Tes Cermin
Jika swaktu bercermin dan terihat gemuk kemungkinan mengalami kenaikan berat badan
c. Tes Cubit
Cubit lengat bagian atas. Berat badan normal jika lemak 1 – 2.5 cm, kurang atau lebih akan menunjukkkan terlalu gemuk atau terlalu kurus.
d. Tes Lompat
Coba melompat ditempat, jika tubuh yang seharusnya tidak ikut terguncang tetapi jika ikut terguncang maka itu adalah lemak.
2.1.2. Faktor Yang Mempengaruhi Berat Badan.
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi berat abadan antara lain: a. Kelebihan makanan
Kegemukan terjadi jika terdapat kelebihan makan dalam tubuh, terutama bahan makanan sumber energi. Dengan kata lain, jumlah, makan yang dimakan melebihi kebutuhan tubuh.
b. Kekurangan aktivitas dan kemudahan hidup
Kegemukan dapat terjadi bukan hanya karena makanan berlebih, tetapi juga karena aktivitas fisik yang berkurang, sehingga terjadi kelebihan energi. Berbagai kemudahan hidup juga menyebabkan berkurangnya aktivitas fisik, serta kemajuan teknologi di berbagai bidang mendorong mayarakat untuk menempuh kehidupan yang tidak memerlukan kerja fisik berat.
c. Faktor psikologis dan genetik
Faktor psikologis sering juga disebut sebagai faktor yang mendorong terjadinya obesitas. Gangguan emosional akibat adanya tekanan psikologis atau lingkungan kehidupan masyarakat yang disarankan tidak menguntukan. Saat seseorang cemas, sedih, kecewa, atau tertekan, boasanya cenderung mengkonsumsi makanan lebih banyak untuk mengatasi perasaan – perasaan tidak menyenangkan tersebut.
Kegemukan dapat diturunkan dari generasi sebelumnya ke generasi berikutnya dalam sebuah keluarga. Itulah sebabnya sering dijumpai orang tua gemuk cenderung memiliki anak – anak yang gemuk ppula.
Dalam hal ini faktor genetika telah ikut campur menentukan jumlah unsur sel lemak dalam tubuh yang berjumlah besar melebihi ukuran normal, secara otomatis akan diturunkan bayi selama dalam kandunga. Maka tidak heran jika bayi yang terlahir memiliki lemak tubuh yang relatif sama besar.
d. Pola konsumsi makanaan
Pola konsumsi makan masyarakat perkotaan yang tinggi kalori dan lemak serat rendah memicu peningkatan jumlah penderrita obesitas. Masyarakat di perkotaan cnderung sibuk, biasanya lebih menyukai mengkonumsi makanan cepat saji dengan alasan lebih praktis. Meskipun mereka mengetahui bahwa nilai kalori yang terkandung dalam makanan cepat saji sangat tinggi, dan di dalam tubuh kelebihan kalori akan diubah dan disimpan menjadi lemak e. Kebudayaan
Bayi –bayi gemuk biasany dianggap bayi yang sehat. Banyak orang a yang berusaha membuat bayinya sehat dengan cara memberikan susu terlalu bayak, yang siasa diberikan adalah susu botol atau susu formula. Bayi yang terlalu gemuk pada usia enam minggu pertama menunjukkan bahwa 80% dari anak – anak kegemukkan akan tumbuh menjadi anak dewasa yang kegemukan ( huatpea, 1994 ).
f. Faktor hormonal
Menurut hipotesa pada ahli, Depo Medroxy Progesteron Acetat ( DMPA ) merangsang pusat pengendali nafsu makan di hipotalamus yang menyebabkan akseptor makan lebih banyak dari biasanya.
Sistem pengontrol yang mengatuur perilaku makanan terletak pada suatu bagian otak yang disebut hipotamalus. Hipotamalus mengandung lebih banyak pembuluh darah dari daerah lain di otak, sehingga lebih mudah dipengaruhi oleh unsur kimiawi darah. Dua bagian hipotamalus yang memperngaruhi penyerapan makan yaitu hipotamalus lateral ( HL ) yang menggerakkan nafsu makan ( awal atau pusat makanan ), hipotamalus ventro-edial ( HVM ) yang bertugas menggerakkan nafsu makan ( pemberi pusat kenyang ). Dari hasil suatu penelitian didapatkan bahwa HL rusak atau hancur maka individu menolak untuk makan atau minum ( diberi infus )
Sedangkan kerusakkan pada bagian HVM maka seseorang kan menjadi rakus dan kegemukkan ( Mu’tadin,2002 ). Pada penggunaan progesteron yang lama ( jaangka panjang ) menyebabkan pertambahan berat badan akibat terjadinya perubahan anabolik dan stimulasi nafsu makan.
g. Faktor lingkungan
Faktor lingkungan ternyata juga mempengaruhi seseorang menjadi gemuk. Jika seseorang dibesarkan dilingkungan yang
menganggap gemuk adalah simbol kemakmuran dan keindahan maka orang tersebut cenderung untuk menjadi gemuk.
2.1.3. Pengukuran Berat Badan Pada Orang Normal a. Timbangan injak.
Timbangan injak biasanya digunakan untuk mengetahui berat badan pada orang normal remaja dan dewasa.
Gambar 2.1 Timbangan injak
( http://www.dinomarket.com/TD/3763857/Timbangan-Badan-Digital-Camry-Ibu-dan-Anak-Black/ )
b. Timbangan dengan pengukur tinggi badan.
Gambar 2.2 Timbangan dan Pengukur Tinggi Badan (
2.2 Tinggi Badan
Tinggi badan merupakan salah satu parameter yang dapat melihat keadaan status gizi sekarang dan keadaan yang telah lalu. Pertumbuhan tinggi atau panjang badan tidak seperti berat badan, relaif kurang sensitif pada masalah kekurangan gizi pada waktu singkat.
2.2.1 Pengukuran panjang dan tinggi badan pada orang normal.
a. Pengukuran panjang Badan
Pengukuran ini digunakan untuk megukur panjang badan bagi anak yang berusia < 2 tahun dan panjang badan ≤ 50cm serta menggunakan alat kur panjang badan. Menggunakan alat pengukur panjang badan yang terbuat dari papan kayu yang di kenal dengan Lenght Board. b. Pengukuran tinggi badan
Pengukuran ini digunakan untuk megukur tinggi badan anak yang telah berdiri tanpa banttuan. Pengukuran tinggi badan dilakukan dengan alat pengukur tinggi ( microtoise ) yang mempunyai ketelitian 0.1cm.
2.3 Indeks Massa Tubuh ( IMT )
Indeks massa tubuh merupakan pengukuran yang membandingkan berat badan dan tinggi badan seseorang. Formula IMT digunakan di seluruh dunia sebagai alat diagnosa untuk mengetahui berat badan yang underweight, normal, overweight dan obesitas.
Mengukur lemak tubuh secara langsung sangat sulit dan sebagai pengganti dipakai Body Mass Index ( BMI ) atau Indeks Massa Tubuh ( IMT ) yaitu pebandingan berat badan ( dalam kilogram ) dengan kuadrat tinggi badan (
dalam meter ). Untuk usia lebih dari 20 tahun, menurut kriteria World Health Organization ( WHO ) / International Association for the Study of Obesity ( IASO ) / International Obesity Tazk Force ( IOTF ) dalam The Asia Pasific Persepective : Redefining Obesity and Is Treatment ( 2000 ).
Tabel 2.3 Klasifikasi Berat Badan Lebih dan Obesitas Berdasarkan IMT Menurut Kriteria Asia Pasifik
No IMT Klasifikasi
1 <18,5 Kurus ( Kurang ) 2 18,5 – 22,9 Normal ( Ideal )
3 23 – 29,9 Kelebihan ( Overweight )
4 30 – 34,9 Kegemukan ( Obesitas ) tingkat I 5 35 – 39,9 Kegemukan ( Obesitas ) tingkat II 6 >40 Kegemukan ( Obesitas ) tingkat III
2.3.1 Obesitas
a. Definisi
obesitas dapat di definisikan sebagai kelebian lemak tubu. Penetu yang digunakkan adalah Indeks Masa Tubuh ( IMT ). Sedangkan overweight adalah tahap sebelum dikatakan obesitas secara klinis. Obesitas dikatakan terjadi jika terdapat kelebihan berat badan 20% karena lemk pada pria dan 25% pada wanita.
b.Etimologi
Faktor penyebab obesitas sangat kompleks, tidak hanya memandang dari satu sisi. Gaya hidup tidak aktif dapat dikatakan sebagai penyebab utama obesitas. Hal ini didasari oleh aktivitas fisik dan latihan fisik yang teratur dapat meningkakan massa otot yang mengurangi massa lemat tubuh, sedangkan aktivitas fisik yang tidak teratur dapat menyebabkan pengurangan massa otot dan peningkatan adipositas. Oleh karena itu penyebab orang obese, peningkatan aktivitas fisik dipercaya dapat meningkatkan pengeluaran nergi melibihi asupan makanan, yang berimbas penurunan berat badan.
Faktor lain penyebab obesitas adalah perilaku makan yang tidak baik. Perilaku makan yang tidak baik disebabkan oleh beberapa faktor, diantaranya adalah karena lingkungan dan sosial. Hal ini terbukti dengan meningkatnya prevelensi pbesitas di negara maju. Sebab lain yang menyebabkan perilak makan tidak baik adalah pskologis, dimana perilaku makan agaknya dijadikan sebagai sarana penyaluran stress.
2.4 Load Cell
Pada penggunaan timbangan digita tidak terlepas dari komponen load cell. Load cell adalah suatu alattranducer yang menghasilkan output proporsional dengan beban atau gaya yang diberikan. Load cell dapat memberikan pengukuran yang akurat dari gaya dan beban. Load cell digunakan untuk mengkonversikan tegangan pada logam ke tahanan variabel.
Gambar 2.3 Load Cell (https://deatronik.wordpress.com/2008/01/16/skema-rangkaian-instrumentasi-load-cell/ )
Gambar 2.4 Skema Load Cell
(https://deatronik.wordpress.com/2008/01/16/skema-rangkaian-instrumentasi-load-cell/ )
Dalam menggunakan, load cell mengkonversi suatu berat menjadi sinyaal listrik. Konversi ini terjadi secara tidak langsung dan berlangsung dalam dua tahap. Melalui suatu rangkaian menkanikal, gaya akan terdeteksi oleh strain gauge yang kemudian di ukur regangannya sebagai sebuah sinyal listrik. Sebuah load cell umumnya berisi 4 buah strain gauge yang tersusun dalam sebuah rangkaian jembatan wheatstone. Nilai keluaran dari tranducer tersebut akan dimasukkan ke dalam sebuah algoritma untuk menghitung
berapa gaya yang masuk kedalam tranducer. Kemudian nilainya ditampilkan ke dalam suatu display.
2.5 SRF 04
Sensor ultrasonik digunakan untuk mendeteksi dan mengukur jarak sensor terhadap objek (halangan) yang berada didepan sensor. Alasan pemilihan sensor ultrasonik adalah karena tidak terpengaruh oleh warna halangan maupun intensitas cahaya disekelilingnya. Sensor ultrasonik bekerja pada frekuensi sekitar 40 KHz.
Sensor ultrasonik yang digunakan adalah Devantech SRF 04 yang mempunyai spesifikasi, yaitu tegangan catu daya 5V kompatibel dengan TTL, konsumsi arus rata-rata 30 mA dan 50 mA maksimal, frekuensi kerja 40 KHz, jangkauan 3cm sampai 3m, masukan trigger minimal 10 us level TTL, pulsa echo – sinyal level TTL positif dengan lebar proposional terhadap jarak, dimensi kompak -43 mm (p) x 20 mm (d) x 17 mm (t). Gambar dibawah ini menunjukan bentuk fisik dari sensor SRF 04.
Gambar 2.5 Bentuk Fisik Sensor SRF 04
Cara kerja kerja sensor ini adalah dengan cara menggenerate sinyal terosilasi dengan kecepatan suara (300m/s). Sinyal terosilasi tersebut akan memantul balik ke modul SRF04 bila mengenai rintangan. Lama waktu mengirimkan tegangan pulsa ke sensor selama 10 µs, selajutnya sensor akan memberikan pulsa ke mikrokontrol dengan lebar yang bervariasi antara 100 µs sampai 25 ms, transmisi pulsa dan penerimaan pulsa tersebutlah yang akan menentukan jarak rintangan dari sensor. Jarak tergantung antara sensor dan halangan.
Pola radiasi sensor SRF04 tampak pada gambar dibawah ini :
Gambar 2.6. Pola Pantul Sensor SRF 04
( http://alkhobiiri86.blogspot.co.id/2013/09/sensor-jarak.html )
2.6 Arduino Uno
Arduino UNO adalah board berbasis mikrokontroler ATmega 328. Board ini memiliki 1 digit input/output pin ( dimana 6 pin dapat digunakan sebagai ouput PWM ), 6 input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack listrik tombol reset. Pin – pin ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, hanya terhubung ke komputer dengan kabel USB atau sumber tegangan bisa didapat dari adaptor AC – DC atau baterei untuk menggunakannya.
Gambar 2.7 Bagan – bagan ARDUINO UNO
(https://projectbangokky.wordpress.com/2014/11/21/apa-sih-arduino-uno-r3-bang/ )
Board Arduino Uno memiliki fitur – fitur baru sebagai berikut: 1,0 pin out : tambah SDA dan SCL yang dekat dengan pin aref dua pin baru lainnya ditempatkan dekat ke pin reset dengan I/O REF yang memungkinkan sebagai buffer untuk beradaptasi dengan tegangan yang disediakan oleh board sistem. Pengembangan dari sistem akan lebih kompatibel dengan prosesor yang menggunakan AVR, beroperasi dengan 5V dan Arduino Uno beroperasi dengan 3.3V, sedangkan 2 pin tidak terhubung disediakan untuk tujuan masa depan.
Sirkuit reset ATmega 16U2
Tabel 2.4 Spesifiasi ARDUINO UNO
(https://projectbangokky.wordpress.com/2014/11/21/apa-sih-arduino-uno-r3-bang/ )
2.6.1 Catu Daya
Arduino UNO dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber atau tegangan akan dipilih secara otomatis oleh Arduino. Sumber atau tegangan eksternal ( non-USB ) dapat berasal baik dari adaptor AC – DC atau baterai. Tegangan juga dapat berasal dari baterai yang langsung dihubungkan melalui header pin Gnd dan pin Vin dari konektor power.
Board dapat beroperasi pada daya dari 6 – 20 volt jika diberi tegangan kurang dari 7V maka pin akan tetap menyuplay 5V tetapi kurang stabil. Jika menggunkan lebih dari 12V, Regulator tegangan akan panas dapat merusak board. Rentang yang dianjurkan adalah 7 – 12V.
Vin : tegangan input ke board Arduino ketika menggunakan tegangan aksternal ( sebagai lawan dari 5V koneksi USB atau tegangan lainnya yang diatur )
5V : sebuah pin yang mengeluarkan tegangan 5V, dari pin ini tegangan sudah diatur dan tersedia di board arduino. Arduino dapat diaktifkan dengan sumber daya baik perasal dari power DC 7 – 12V, konektor USB 5V atau pin Vin pada board 7 – 12V. Memeberi tegangan melalui pin 5V atau 3.3V secara langsung tanpa melalui regulator yang merusak raduino.
3.3V : sebuah pin yang meghasilkan tegangan 3.3V. tegangan ini dihasilkan oleh regulator yang terdapat pada papan ( on-board ). Arus maksimum yang dihasilkan adalah 50mA.
GND : pin Ground
IOREF : pin ini pada papan arduino berfungsi umtuk memberikan referensi tegangan yang beroperasi pada mikrokontroler. Sebuah shield ( perisai ) dikonfigurasi dengan benar agar dapat membaca pin tegangan IOREF dan memilih sumber daya yang tepat untuk mengaktifkan voltage translator pada output untuk bekerja pada tegangan 5V atau 3.3V
2.6.2 Memori
ATmega 328 memiliki 32KB ( dengan 0,5 KB digunakan untuk bootloader ). ATmega 328 memiliki 2KB dari SRAM dan 1KB EPPROM. 2.6.3 Input dan Output
Masing – masing dari 14 pin digital dapat digunakan sebagai input atau output, dengan menggunakan fungsi pin Mode (), digitalWrite(), dan
digitalRead() beroperasi pada tegangan 5V. Setiap pin dapat membeerikan atau menirma maksimum 40mA dan memiliki pull-up internal dari 20 – 50kΩ. Selain itu beberapa yang spesial:
Serial : pin 0 ( RX ) dan 1 ) TX ) digunakan untuk menerima ( RX ) dangan mengirimkan ) TX ) data serial TTL. Pin ini terhubunh dengan pin ATmega *U2 USB serial-to-derial TTL.
Eksternal interupsi : pin 2 dan 3 dapat di konfigurasikan untuk memicu interupt pada nilai yang rendah ( low value ), rising atau falling edge, atau perubahan nilai. Lihat fungsi attachInterupt() untuk rinciannya.
PWM : pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11 meyediakan 8 bit PWM dengan fungsi analogWrite().
SPI : pin 10 ( SS ), 11 ( MOS ), 13 ( SCK ) mendukung komunikasi SPI dengan menggunakan perpustakaan SPI.
LED : pin 13 built-in LED terhubung ke pin digital 13 LED akan menyala ketika diberi nilai high,
Arduino memiliki 6 pin sebagai input analog, dari label A0 sampai A5 yang masing – masing menyediakan resolusi 10 bit ( 1024 dengan nilai yang berbeda ). Pin ini dapat diukur / diatur dari mulai ground sampai dengan 5V, juga dapat mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference(). Selain itu juga ada beberapa pin yang memiliki fungsi khusus yaitu:
TWI : pin 4 atau SDA dan pin 5 atau SCL, yang mendukung komunikasi TWI menggunakan perpustakaan Wire.
AREF : referensi tegangan input analig, digunakan dengan fungsi analogReference().
RESET : jalur low ini digunakan untuk me-reset ( menghidupkan ulang ) mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama arduino
2.6.4 Komunikasi
Arduino uno menyediakan sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer. ATmega 328 menyediakan UART TTL ( 5volt ) komunikasi serial, yang tersedia pasa pin digital 0 ( RX ) dan 1 ( TX ). Sebuah chip Atmeg 16U2 yang terdapat pada board digunakan sebagai media komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai COM Port Virtual ( pada device komputer ) untuk berkomunikasi dengan perangkat lunak pada komputer. Firmware 16U2 menggunakan driver standar USB COM, dan tidak membutuhkan driver eksternal. Pada sistem operasi windows file ini masih dibutuhkan, perangkat lunak arduino termasuk didalamnya ada serial monitor memungkinkan data tekstual sederhana dikirim kan dan dari board arduino. LED RX dan TX yang tersedia pada board akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui USB komputer. ATmega 328 juga mendukung komunikasi I2C ( TWI ) dan SPI. Fungsi ini digunakan untuk melakukan komunikasi interface pada sistem
2.6.5 Programing
Arduini Uno dapat di program dengan perangkat lunak Arduino. Pilih Arduino Uno dari tool, lalu sesuaikan dengan mikrokontroler yang
digunakan. Pada Arduino Uno ATmega 328 memiliki bootloader yang memungkinkan untuk mengupload program baru untuk itu tanpa menggunakan programer hardware eksternal. Hal ini karena komunikasi yang terjadi menggunakan protokol asli.
2.6.6 Pemetaan Pin
Gambar 2.8 Pemetaan pin ATmega 328
(http://www.jameco.com/Jameco/workshop/JamecoBuilds/arduinocirc uit.html?CID=arduinobuild
Tabel 2.5 Pemetaan pin ATmega 328
Nomor Pin Atmega328 Nama Pin ATmega328 Peta Pin Arduino Uno
1 PC6 ( PCINT14/RESET ) RESET
2 PD0 ( PCINT16/RXD ) Digital pin 0 ( RX )
3 PD1 ( PCINT17/TXD ) Digital pin 1 ( TX )
4 PD2 ( PCINT18/INT0 ) Digital pin 2
5 PD3 (PCINT19/OC2B/INT 1 ) Digital pin 3 ( PWM )
6 PD4 ( PCINT20/XCK/T0 ) Digital pin 4
7 VCC VCC
8 GND GND
9 PB6 ( PCINT6.XTAL1/OSC1 ) -
10 PB7 (PCINT7/XTAL2/OSC2 -
11 PD5 ( PCINT21/OC0B/T1 ) Digital pin 5 ( PWM ) 12 PD6 ( PCINT22/OC0A/AIN0 ) Digital pin 6 ( PWM )
13 PD7 ( PCINT23/AIN1 ) Digital pin 7
14 PB0 ( PCINT0/CLKO/ICP1 ) Digital pin 8
15 PB1 ( OC1A/PCINT1 ) Digital pin 9 ( PWM )
16 PB2 ( SS/0C1B/PCINT2 ) Digital pin 10 ( PWM ) 17 PB3 ( MOSI/OC2A/PCINT3 ) Digital pin 11 ( PWM )
18 PB4 ( MOSI/PCINT4 ) Digital pin 12
19 PB5 ( SCK/PCINT5 ) Digital pin 113
20 AVCC VCC
21 AREF Analog Reference
23 PC0 ( ADC0/PCINT8 ) Analog input 0
24 PC1 ( ADC1/PCINT9 ) Analog input 1
25 PC2 ( ADC2/PCINT10 ) Analog input 2
26 PC3 ( ADC3/PCINT11 ) Analog input 3
27 PC4 ( ADC4/PCINT12 ) Analog input 4
28 PC5 ( ADC5/PCINT13 ) Analog input 5
2.6.7 Perlindungan Beban Berlebih pada USB
Arduino Uno memiliki polyfuse reset yang melindungi port USB komputer dari hubungan singkat dan arus lebih, meskipun komputer telah memiliki perlindungan internal pada port USB.
2.6.8 Otomatis Software Reset
Tombol reset Arduino Uno dirancang untuk menjalankan program yang tersimpan didalam mikrokontroler dari awal. Tombol reset terhubung ke Atmega328 melalui kapasitor, setelah tombol reset ditekan cukup lama untuk me-reset chip, software IDE Arduino juga dapat berfungsi untuk mengupload program dengan hanya menekan tombol upload di software IDE arduino.
2.7 LCD ( Liquid Crystal Display ) 2x16
Display LCD sebuah liquid crystal atau perangkat elektronik yang dapat digunakan untuk menampilkan angka atau teks. Ada dua utama layar LCD yang dapat menampilkan numerik ( digunakan dalam jam tangan, kalkulator, dan lain – lain ) dan menampilkan teks alfanumerik ( sering digunakan pada mesin fotocopy dan telepon genggam ).
Dalam menampilkan numerik ini kristal yang dibentuk menjadi bar, dan dalam menampilkan alfanumerik kristal hanya diatur kedalam pola titik. Setiap kristal memiliki sambungan listrik individu sehingga sapat diontrol secara independen. Ketika kristal off ( yakni tidak ada arus yang melalui kristal ) cahaya kristal terlihat sama dengan bahan latar belakangnya, sehigga kristal tidak dapt terlihat. Namun ketika arus istrik melewati kristal, itu akanmerubah bentuk dan merayap lebih banyak cahaya. Hal ini membuat kristal terlihat lebih gelap dari penglihatan mata manusia sehingga bentuk titik atau bar dapat dilihat dari perbedaan latar belakang.
Sangat penting untuk menyadari perbedaan antara layar LCD dan layar LED. Sebuah LED display ( sering digunakan dalam radio jam ) terdiri dari sejumlah LED yang benar – benar mengeluarkan cahaya ( dan dapat dilihat dalam gelap ). Sebuah layar LCD hanya mencermikan cahaya, sehingga tidak dapat dilihat gelap.
LMB162A adalah modul LCD atrix dengan konfigurasi 16 karakter dan 2 baris dengan setiap karakternya dibentuk oleh 8 baris pixel dan 5 kolom pixel ( 1 baris terakhir adalah kursor ).
Memori LCD terditi daro 9.920 bir CGROM, 64 byte CGRAM dan 8x80 bit DDRAM yang diatur pengalamatannya oleh Address Counter dan akses datanya ( pembacaan maupun peulisan datanya ) dilakukan melalui register data.
Pada LMB162A terdapat register data dan register perintah. Proses akses data ke atau dari resister data akan mengakses Instruction Decoder ( dekoder instruksi ) yang menentukan perintah – perintaj yang akan dilakukan oleh LCD.
Gambar 2.9 LCD 16x2 Character
(http://www.forumsains.com/mikrokontroler-dan-robotika/bahasa-c-buat-lcd-2x16/ )
Klasifikasi LED Display 16x2 Character : a. 16 karakter x 2 baris
b. 5x7 titik matrik karakter + kursor
c. HD44780 equivalent LCD krontroller / driver built-in d. 4 bit atau 8 bit MPU interface
e. Tipe standar
f. Bekerja hampir dengan semua mikrokontroler
2.7.1. Karakter LCD
Tabel karakter LCD dibawah ini menunjukkan karakter khas yang tersedia pada layar LCD. Kode karakter diperoleh dengan menambahkan angka diatas kolom dengan nomor di sisi baris.
Perhatikan bahwa karakter 32 – 127 selalu sama untuk semua LCD, tapi karakter 16 – 31 dan 128 – 255 dapat bervariasi dengan produsen LCD yang berbeda. Oleh karena itu beberapa LCD akan menampilkan karakter yang berbeda dari yang ditunjukkan didalam tabel. Karakter 0 – sampai 15 dijelaskan user-difined sebagai karakter dan harus didefinisikan sebelum digunakan, atau LCD akan berisi perubahan
karakter secara acak. Untuk melihat secara rinci bagaimana menggunakan karakter ini dapat dilhat pada data Character LCD
Tabel 2.6 Data Character LCD
https://www.sparkfun.com/datasheets/LCD/ADM1602K-NSW-FBS-3.3v.pdf
2.7.2. Deskripsi Pin LCD
Untuk keperluan antar muka suatu komponen elektronika dengan mikrokontroler, perlu diketahui fungsi dari setiap kaki yang ada pada komponen tersebut.
a. Kaki 1 ( GND ) : kaki ini berhubungan dengan tegangan +5 volt yang merupakan tegangan untuk sumber daya.
b. Kaki 2 ( VCC ) : kaki ini berhubungan dengan tegangan 0 Volt ( Ground ).
c. Kaki 3 ( VEE / VLCD ) : tegangan pengatur kontras LCD, kaki ini terhubung pada cermet. Kontras mencapai nilai maksimum pada saat kondisi kaki ini pada tegangan ) Volt.
d. Kaki 4 ( RS ) : Register Select, kaki pemilih register yang akan diakses. Untuk akses ke register data, logika dari kaki ini adalah 1 dan untuk akses ke register perintah, logika dari kaki ini adalah 0.
e. Kaki 5 ( R/W ) : logika 1 pada kaki ini menunjukkan bahwa modul LCD sedang pada mode pembacaan dan logika 0 menunjukkan bahwa modul LCD sedang pada mode penulisan. Untuk aplikasi yang tidak memerlukan pembacaan data pada modul LCD, kaki ini dapat dihubungkan langsung ke Ground.
f. Kaki 6 ( E ) : Enabel Clock LCD kaki mengaktifkan clock LCD. Logika 1 pada kaki ini diberikan pada saat penulisan atau membaca data.
g. Kaki 7 – 14 ( D0 – D7 ) : data bus, kedelapan kaki LCD ini adalah bagian di mana aliran data sebanyak 4 bit ataupun 8 bit mengalir saat proses penulisan maupun pembacaan data.
h. Kaki 15 ( anoda ) : berfungsi untuk tegangan positif dari backlight LCD sekitar 4,5 Volt ( hanya terdapat untuk LCD yang memiliki backlight ).
i. Kaki 16 ( katoda ) : tegangan negatif backlight LCD sebesar 0 Volt ( hanya terdapat pada LCD yang memiliki backlight )
2.8 Bahasa Pemrograman Arduino
Arduino board merupakan perangkat yang paling berbasiskan mikrokontroler. Perangkat lunak ( software ) merupakan komponen yang membuat sebuah mikrokontroler bekerja. Arduino board akan bekerja sesuai dengan perintah yang ada dalam perangkat lunak yang ditanamkan padanya.
Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman utama yang digunaan untuk membuat program untuk arduino board. Bahasa pemrograman arduino menggunakan bahasa pemrograman C sebagai dasarnya. Karena menggunakan bahasa pemrograman C sebagai dasarnya, bahasa pemrograman arduino memiliki banyak sekali kemiripan, walaupun beberapa hal telah berubah.
2.8.1. Struktur
Setiap program dalam arduino board terdiri dari dua fungsi utama yaitu setup() dan loop(). Instruksi yang berada dalam fungsi setup() dieksekusi hanya sekali, yaitu ketika arduino pertama kali dihidupkan. Biasanya instruksi yang berada pada fungsi loop() dieksekusi secara berulang – ulang hingga arduino board dimatikan ( catu daya diputus ). Fungsi loop() merupakan tugas utama dari arduino board. Jadi setiap program yang menggunakan bahasa pemrograman arduino memeiliki beberapa struktur sebgai berikut:
Gambar 2.11 contoh program struktur
Program diatas dapat dianalogikan dalam bahasa C sebagai berikut:
2.8.2. Konstanta
Konstanta adalah variabel yang sudah ditetapkan sebelumya dalam bahasa pemrograman arduino. Konstanta digunakan agar program lebih mudah untuk dibaca dan dimengerti. Konstanta dibagi menjadi 3 kelompok yaitu :
1. Konstanta ang digunakan utnuk menunjukkan tingkat logika ( konstanta, bolean ), yaitu true dan false.
2. Konstanta untuk menunjukkan keadaan pin, yaitu HIGH dan LOW. 3. Konstanta untuk menunjukkan fungsi pin, yaitu INPUT,
INPUT_PULLUP dan OUTPUT.
Konstanta yang digunakan untuk menunjukkan benar atau salah dalam bahasa pemrograman arduino adalah true dan false. False lebih mudah didefinisikan daripada true. False didefinisak sebagai 0 ( nol ). True sering didefinisikan sebagai satu ( 1 ), yang mana hal ini benar, tetapi true memiliki definisi yang lebih luas. Setiap integer yang bukan nol adalah true dalam pengertian bolean. Jadi -2, 3, dan -100 semua didefinisikan sebagai true, juga dalam pengertian bolean. Tidak seperti konstanta yang lain true dan false diketik menggunakan huruf kecil.
Terdapat dua nilai yang dapat diterima ketika membaca atau menulis ke sebuah pin digital, yaitu HIGH dan LOW. HIGH memiliki arti yang berbeda tergantung apakan sebuah pin dikonfigurasi menjadi masukkan atau keuaran. Ketika pin dikonfigurasi sebagai masukkan dengan fungsi pinMode(), alu kemudian dibaca dengan digitalRead(), mikrokontroler,
akan melaporkan nilai HIGH jika tegangan yang ada pada pin tersebut pada tegangan 3 Volt atau lebih.
sebuah pin dikonfigurasi sebagai keluaran dengan fungsi pinMode(), dan diset kenilai HIGH dengan fungsi digitalWrite(), maka pin berada pada tegangan 5 Volt. Dalam keadaan ini, pin tersebut dapat memberikan arus, sebagai contoh menghidupkan LED yang terhubung seri dengan resistor dan ground, atu pin lain yang dikonfigurasi sebagai keluaran dan diberi nilai LOW.
Sama seperti HIGH, LOW juga memiliki arti yang berbeda bergantung pada konfigurasi pin. Kerika pin dikonfigurasi sebagai masukkan, maka mikrokontroler akan melaporkan nilai LOW jika tegangan yang terdapat pada pin berada pada tegang 2 Volt atau kurang. Ketika pin dikonfigurasi sebagai keluaran dan diberi nilai LOW maka pin berada pada tegangan 0 Volt.
Setiap pin pada arduino dapat dikonfigurasi sebagai masukkan, masukkan dengan resistor pull-up atau keluran. Untuk mengkonfigurasi fungsi pin pada arduino digunakan konstanta INPUT, INPUT_PULLUP, dan OUTPUT. Pin berada dalam kondisi berimpedansi tinggi. Pin yang dikonfigurasi sebagai maskkan memiliki permintaan yang sangat kecil kepada sirkuit yang di-sampling-nya, setara dengan sebuah resistor 100 Megaohm dipasang seri dengan pin tersebut. Hal ini membuat pin tersebut berguna untuk membaca sensor, tetapi tidak untuk menghidupkan sebuah LED.
Chip ATmega pada arduino memiliki resitor pull-up internal ( resistor yang terhubung ke sumber tegangan secara internal ) yang dapat digunakan. Untuk menggunakan resistor pull-up internal ini menggunakan konstanta INPUT_PULLUP pada fugsi pinMode().
Pin yang dikonfigurasi menjadi sebuah keluaran dikatakan berada dalam kondisi berimpedansi rendah. Hal ini berarti pin tersebut dapat mnyediakan sejumlah besar arus ke sirkuit yang laian. Pin pada ATmega mempu menyediakan arus hingga 40mA.
2.8.3. Fungsi masukkan dan keluaran digital
Arduino memiliki 3 fungsi untuk masukkan dan keluaran digital pada arduino board, yaitu pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Fungsi pinMode() mengkonfigurasi pin tertentu untuk berfungsi sebagai masukkan atau keluaran. Sintaksis untuk fungsi pinMode() adalah sebagai berikut:
pinMode(pin,mode)
Parameter pin = angka dari pin digital yang akan dikonfigurasi, mode = konfigurasi yang diinginkan ( INPUT, INPUT_PULLUP, dan OUTPUT ). Fungsi digitalWrite() befungsi untuk memberikan nilai HIGH dan LOW suatu digital pn. Sintaksis untuk fungsi digitalWrite() adalah sebagai berikut:
digitalWrite(pin,value)
Parameter pin = angaka dari pin digital yang akan dikonfigurasi, value = nilai yang diinginkan ( HIGH atau LOW ).
Fungsi digitalRead() bertujuan untuk membaca nilai yang ada pada pin arduino. Sintaksis untuk fungsi digitalRead() adalah sebgai berikut:
digitalRead(pin)
