BAB II LANDASAN TEORI

(1)

LANDASAN TEORI

2.1. Mikrokontroller Arduino Uno

Mikrokontroller adalah sistem mikroprosesor lengkap yang terkandung di dalam sebuah chip. Mikrokontroller berbeda dari mikroprosesor serba guna yang digunakan dalam sebuah PC (Personal Computer), karena sebuah mikrokontroller umumnya telah berisi komponen pendukung sistem minimal (sismin) mikroprosesor, yaitu memori dan antarmuka I/O.

Dalam beberapa tahun terakhir, mikrokontroller telah menjadi lebih murah dan lebih mudah digunakan. Hal ini memungkinkan terciptanya alat yang lebih baik. Arduino adalah sebuah terobosan baru dalam dunia elektronika, khususnya mikrokontroller.

Arduino adalah sebuah kit elektronik yang dirancang khusus untuk memudahkan setiap orang dalam belajar atau mengembangkan perangkat elektronik yang dapat berinteraksi dengan bermacam-macam sensor dan pengendali.

(2)

9

(Sebuah chip yang secara fungsional bertindak seperti sebuah komputer). Piranti ini dapat dimanfaatkan untuk mewujudkan rangkaian elektronik dari yang sederhana hingga yang kompleks. Dari pengendali LED hingga pengendali robot dapat diimplementasikan dengan menggunakan papan yang berukuran relatif kecil ini (lihat gambar 2.1). Bahkan, dengan penambahan komponen tertentu, piranti ini dapat dipakai untuk pemantauan jarak jauh melalui internet, misalnya pemantauan kondisi pasien di rumah sakit dan pengendali alat-alat di rumah.

Gambar 2.1 Mikrokontroller Arduino Uno R3

Arduino Uno mengandung mikroprosesor (berupa Atmel AVR) dan dilengkapi dengan oscillator 16 MHz (yang memungkinkan operasi berbasis waktu dilaksanakan dengan tepat), dan regulator (pembangkit tegangan) 5 volt. sejumlah pin tersedia dipapan. Pin 0 hingga pin 13 digunakan untuk isyarat digital, yang hanya bernilai logika 0 atau 1. Pin A0 sampai pin A5 digunakan untuk isyarat analog.

2.1.1. Power

Arduino uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Sumber eksternal (non-USB) listrik dapat berasal baik dari AC-DC converter (adaptor) ataupun

(3)

baterai. Papan arduino uno ini dapat beroperasi pada tegangan dari 6 volt sampai 20 volt. Jika tegangan yang diberikan kurang dari 7 volt maka tegangan yang sampai pada pin 5 volt di papan arduino menjadi tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12 volt, regulator tegangan menjadi terlalu panas dan akan menyebabkan kerusakan pada papan arduino. Kisaran tegangan yang direkomendasikan adalah 7 volt sampai 12 volt.

Fungsi dari masing-masing pin power adalah sebagai berikut :

a. VIN : Tegangan input ke papan arduino ketika menggunakan sumber tegangan eksternal (adaptor 5 volt atau adaptor yang lainnya 7-12 volt), bisa juga dengan langsung menghubungkan pin VIN ini dengan jack power 5 volt. DC power jack (7-12 volt), kabel konektor USB (5 volt) atau catu daya lainnya (7-12 volt). Menghubungkan secara langsung catu daya luar (7-12 volt) ke pin 5V dan 3V3 dapat merusak rangkaian arduino Uno.

b. 5 V : pin ini menghasilkan tegangan keluaran sebesar 5 volt yang dihasilkan dari regulator on-board.

c. 3V3 : Suplai tegangan 3,3 volt yang dihasilkan dari regulator on-board. Arus maksimalnya adalah 50 mA.

d. GND : pin Ground berfungsi sebagai jalur ground pada arduino e. IOREF : pin ini penyedia referensi tegangan agar mikrokontroller

(4)

11

Gambar 2.2 Pin power dan ground Arduino Uno

2.1.2. Memory

Chip yang digunakan pada Arduino uno adalah ATMega328. ATmega328 memiliki memory 32 KB (dengan 0.5 KB digunakan sebagai bootloader), 2 KB SRAM (static random-access memory) untuk memegang data, flash memory berukuran 32 MHz, dan 1 KB EEPROM erasable programmable read-only memory (yang dapat baca tulis dengan EEPROM library) untuk menyimpan program.

Tabel 2.1 Spesifikasi lengkap Arduino Uno R3

Mikrokontroler ATmega328

Operasi tegangan 5 Volt

Input tegangan yang

disarankan 7-12 Volt

Input tegangan batas 6-20 Volt

Pin I/O digital 14 pin (6 pin bisa untuk PWM)

Pin Analog 6 pin

Arus DC tiap pin I/O 40mA

Arus DC ketika 3.3V 50mA

Memori flash 32 KB (ATmega328) dan

0,5 KB digunakan oleh bootloader

SRAM 2 KB (ATmega328)

EEPROM 1 KB (ATmega328)

(5)

2.1.3. Input dan Output

Masing-masing dari 14 pin digital di Arduino Uno dapat digunakan sebagai input atau output, dengan menggunakan fungsi pinMode (), digitalWrite (), dan digitalRead (). Pin-pin tersebut beroperasi dengan daya 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima arus maksimal 40 mA dan memiliki resistor internal pull-up (settingan secara default terputus) dari 20-50 kOhm. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus:

 Serial : pin 0 (RX) dan pin 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) TTL (Transistor-Transistor Logic) data serial. Pin ini dihubungkan ke pin yang berkaitan dengan chip Serial ATmega8U2 USB-to-TTL.

 Interupsi Eksternal : pin 2 dan pin 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interupsi pada nilai yang rendah, dengan batasan tepi naik atau turun, atau perubahan nilai.

 PWM: pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan output PWM 8-bit dengan fungsi analogWrite ().

 SPI: pin 10 (SS), pin 11 (Mosi), pin 12 (MISO) dan pin 13 (SCK). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakan SPI library.

 LED: pin 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin bernilai nilai HIGH, LED menyala, ketika pin bernilai LOW, LED mati.

(6)

13

mengukur dari bawah sampai 5 Volt, meskipun ada kemungkinan untuk mengubah batas atas dari jangkauan mereka dengan menggunakan pin Aref dan fungsi Analog reference (). Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus:

 I2C: A4 (SDA) dan A5 (SCL). Dukungan I2C (TWI) komunikasi menggunakan perpustakaan Wire.

 Aref. Tegangan referensi (0 sampai 5V saja) untuk input analog. Digunakan dengan fungsi analogReference ().

 Reset. Tekan jalur LOW untuk me-reset mikrokontroller. Terdapat tambahan tombol reset untuk melindungi salah satu blok.

Lihat juga mapping pin Arduino dan port ATmega328 seperti gambar dibawah ini.

Gambar 2.3 pinout Arduino Uno R3

13

Gambar 2.3 pinout Arduino Uno R3

13

(7)

2.1.4. Komunikasi

Arduino Uno memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroller lainnya. ATmega328 menyediakan UART TTL (5V) untuk komunikasi serial, yang tersedia di pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah ATmega8U2 sebagai saluran komunikasi serial melalui USB dan sebagai port virtual pada perangkat lunak pada komputer.

Perangkat lunak (Firmware) 8U2 menggunakan driver standar USB COM, dan tidak membutuhkan driver eksternal lainnya. Namun, pada OS Windows diperlukan sebuah file dengan ekstensi .inf.

Pada perangkat lunak Arduino terdapat monitor serial yang dapat digunakan untuk memonitor data tekstual sederhana yang akan dikirim ke atau dari papan Arduino. Indikator LED RX dan TX di papan Arduino akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dengan koneksi USB ke komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial pada pin 0 dan 1).

Sebuah SoftwareSerial library memungkinkan untuk berkomunikasi secara serial pada salah satu pin digital pada papan Arduino Uno.

ATmega328 juga mendukung I2C (TWI) dan komunikasi SPI. Perangkat lunak Arduino termasuk library wire untuk menyederhanakan penggunaan bus I2C. Untuk komunikasi SPI, menggunakan library SPI.

(8)

15

2.1.5. Pemrograman

Arduino Uno dapat diprogram dengan menggunakan software Arduino (download di http://arduino.cc/). Pilih “Arduino Uno” dari Tools > Board kemudian pilih model arduino yang sesuai dalam hal ini Arduino Uno.

Arduino Uno dapat diprogram dengan perangkat lunak Arduino. Pada ATMega328 di Arduino terdapat bootloader sehingga memungkinkan untuk meng-upload kode baru tanpa menggunakan programmer hardware eksternal.

Salah satu cara membuat program untuk arduino adalah dengan menggunakan software Arduino IDE. Arduino IDE adalah software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan Java. Arduino IDE terdiri dari:  Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna

menulis dan mengedit program dalam bahasa Processing.

 Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing) menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah mikrokontroler tidak akan bisa memahami bahasa Processing. Yang bisa dipahami oleh mikrokontroller adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini.

 Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memory di papan Arduino.

Sebuah kode program Arduino umumnya disebut dengan istilah sketch. Kata“sketch” digunakan secara bergantian dengan “kode program” dimana

(9)

2.1.6. Sketch (Kode Program)

Sketch adalah lembar kerja pada sistem arduino yang digunakan untuk menulis listing program, mengedit, mengcompile dan menguploadnya ke mikrokontroller arduino. Sketch Arduino terdiri dari bagian-bagian seperti Comments, Setup () dan Loop ().

Comments atau komentar adalah keterangan yang ditujukan untuk pembuat sketch atau orang lain yang membaca sketch. Komentar biasanya diawali dengan tanda // (dua garis miring). Oleh Arduino IDE (software untuk membuat sketch) kode seperti itu tidak diterjemahkan kedalam binary sketch. Contoh penulisan comments adalah sebagai berikut :

delay (1000); // tunda satu detik

fungsi Setup () adalah nama fungsi yang telah disediakan oleh arduino uno untuk menyatakan fungsi yang akan dijalankan pertama kali. Fungsi ini berisi kode-kode untuk kepentingan inisialisasi.

Sedangkan fungsi Loop () adalah fungsi yang secara otomatis dijalankan oleh Arduino uno setelah fungsi Setup () dieksekusi. Seluruh kode pada fungsi Loop () dengan sendirinya akan diulang secara terus menerus. Satu satunya yang dapat menghentikan eksekusi Loop () adalah berhentinya pasokan catu daya ke papan arduino uno.

(10)

17

Gambar 2.4 Tampilan sketch pada Arduino IDE 2.1.7. Reset Otomatis

Arduino Uno dirancang dengan cara yang memungkinkan untuk di reset oleh software yang berjalan pada komputer yang terhubung. Salah satu hardware flow kontrol (DTR) dari ATmega8U2/16U2 yang terhubung ke line reset pada ATmega328 melalui kapasitor 100 nanofarad. Dengan adanya fasilitas ini maka proses upload kode program ini menjadi lebih mudah dan cepat.

2.1.8. USB Overcurrent Protection

Arduino Uno memiliki fungsi resettable polyfuse yang melindungi port USB komputer dari hubung singkat dan arus lebih. Meskipun kebanyakan komputer memberikan perlindungan internal mereka sendiri, fuse pada arduino ini memberikan perlindungan tambahan. Jika arus yang mengalir

(11)

dari port USB melebihi 500mA maka fuse secara otomatis putus sehingga koneksi short circuit atau overcurrent dilepaskan dari papan arduino ini. 2.1.9. Karakteristik Fisik

Panjang PCB Uno 2.7 dan lebar maksimal 2.1 inchi dengan konektor USB dan power jack diluar hitungan. Lengkap dengan empat lubang skrup di setiap pojok untuk dipasang. Catatan, jarak antara tiap pin 7 dan 8 adalah 160 mil (0,16 inch), bukan kelipatan genap dari jarak 100 mil dari pin lain.

2.2. Catu Daya

Sebagian besar rangkaian elektronika membutuhkan tegangan DC untuk dapat bekerja dengan baik. Karena tegangan jala-jala adalah tegangan AC, maka yang harus dilakukan terlebih dahulu adalah dengan mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC atau biasanya disebut AC-DC Converter.

Pada umumnya, tegangan AC didekati dengan sinyal gelombang sinus, seperti tampak pada gambar 2.5. Secara matematis, gelombang sinus dinyatakan dengan :

= sin( + )………...(2.1) Dimana v = tegangan sesaat

Vp = tengangan puncak

(12)

19

Gambar 2.5 Gelombang Sinus

2.3. LCD (Liquid Crystal Display)

Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alat–

alat elektronik seperti televisi, kalkulator, atau pun layar komputer. Dalam modul LCD (Liquid Cristal Display) terdapat mikrokontroller yang berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display).

Gambar 2.6 LCD (liquid Crystal Display)

Mikrokontroller pada suatu LCD (Liquid Cristal Display) dilengkapi dengan memori dan register. Memori yang digunakan mikrokontroller internal LCD adalah :

(13)

 DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori tempat karakter yang akan ditampilkan berada.

 CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.

 CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD (Liquid Cristal Display) tersebut sehingga pengguna tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.

Register control yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah:

 Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroler ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses penulisan data atau tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display) dapat dibaca pada saat pembacaan data.

 Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau ke DDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut ke DDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya.

(14)

21

 Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit.

 Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data.

 Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data, sedangkan high baca data.

 Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar.

 Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini dihubungkan dengan trimpot 5 kOhm, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt.

Tabel 2.2 Fungsi masing-masing pin LCD (Liquid Cristal Display)

No. Pin Simbol Fungsi

1 Vss Ground

2 Vdd + 3 Volt atau + 5 Volt

3 V0 Pengatur kecerahan layar LCD

4 RS Register Select, 0= Register perintah, 1 = Register Data

5 R/W 1= Read, 0 = Write

6 E Enable clock LCD, Logika 1 setiap kali pengiriman atau pembacaan data

7-14 DB0-DB14 Data Bus 0-Data Bus 14 15 A/Vee Tegangan positif backlight

(15)

2.4. Rangkaian Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara elektrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 4 komponen dasar yaitu Electromagnet (Coil), Armature, spring dan Switch Contact Point (Saklar).

Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5 Volt dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220 Volt 2 Ampere.

2.4.1. Prinsip kerja relay

Gambar 2.7 Rangkaian dasar relay Berikut ini penjelasan dari gambar di atas:

(16)

23

 Spring, pegas (atau per) berfungsi sebagai penarik tuas. Ketika sifat kemagnetan ferromagnetik hilang, maka spring berfungsi untuk mendorong tuas ke atas.

 NC Contact, NC singkatan dari Normally Close. Kontak yang secara default terhubung dengan kontak sumber (kontak inti, C) ketika posisi OFF.

 NO Contact, NO singkatan dari Normally Open. Kontak yang akan terhubung dengan kontak sumber (kontak inti, C) ketika posisi ON.  Electromagnet, kabel lilitan yang membelit logam ferromagnetik.

Berfungsi sebagai magnet buatan yang sifatya sementara. Menjadi logam magnet ketika lilitan dialiri arus listrik, dan menjadi logam biasa ketika arus listrik diputus.

Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) dililit oleh sebuah kumparan Coil (electromagnet) berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi CLOSE pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.

(17)

2.4.2. Gambar dan simbol Relay

Dibawah ini adalah gambar bentuk Relay dan Simbol Relay yang sering ditemukan di Rangkaian Elektronika.

Gambar 2.8 Bentuk dan Simbol Relay 2.4.3. Jenis-jenis Relay

Karena Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, maka istilah Pole dan Throw yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai Istilah Pole and Throw :

 Pole : Banyaknya Kontak (Contact) yang dimiliki oleh sebuah relay

 Throw : Banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah Kontak (Contact)

(18)

25

 Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5 Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.  Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6

Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil.

 Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2 pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil.

Selain Golongan Relay diatas, terdapat juga Relay-relay yang Pole dan Throw-nya melebihi dari 2 (dua). Misalnya 3PDT (Triple Pole Double Throw) ataupun 4PDT (Four Pole Double Throw) dan lain sebagainya. Untuk lebih jelas mengenai penggolongan Relay berdasarkan jumlah pole dan throw, silakan lihat gambar dibawah ini :

(19)

2.4.4. Fungsi dan Aplikasi Relay

Beberapa fungsi Relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan Elektronika diantaranya adalah :

 Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function)  Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time

Delay Function)

 Relay digunakan untuk mengendalikan sirkuit tegangan tinggi dengan bantuan dari signal tegangan rendah.

 Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat (Short Circuit).

2.5. Sensor Suhu

Salah satu kit sensor yang sering digunakan untuk mengukur suhu adalah sensor DHT11. Sensor DHT11 adalah suatu sensor murah meriah untuk mengukur suhu dan kelembaban udara. Sensor ini, memang memiliki respon yang lebih lambat dibandingkan dengan sensor DHT22, namun sudah cukup memadai untuk kebanyakan proyek elektronika. Kecepatan bacanya adalah seperempat detik dan data yang terbaca adalah data 2 detik yang lalu. Problem ini tidak terlalu berpengaruh ketika akan digunakan pada proyek yang tidak terlalu sensitif terhadap waktu. Akan tetapi akan menjadi masalah serius jika proyek tersebut

(20)

27

a b

Gambar 2.10 a. Komponen sensor DHT 11. b. Kit Sensor DHT 11

Dari gambar di atas Sensor DHT11 adalah komponen yang berwarna biru dengan 4 pin seperti gambar 2.10a. Tetapi beberapa pabrikan menambahkan komponen yang dibutuhkan seperti resistor, sehingga produk akhir menjadi gambar 2.10b dan biasanya disebut kit sensor DHT11.

Berbeda dengan sensor suhu LM35 yang merupakan sensor analog, DHT11 adalah sensor digital. Output yang dihasilkan merupakan baris data digital 40 bit, yang terdiri dari 16 bit data temperature, 16 bit data humidity dan 8 bit data parity.

Tabel 2.3 Spesifikasi Sensor DHT 11

Sensor DHT 11

Operasi tegangan + 5 Volt

Temperature Range 0-50 °C error of ± 2 °C Humidity Range 20-90% RH ± 5% RH error

Interface Digital

2.6. RTC (Real time clock)

RTC (Real time clock) adalah jam elektronik berupa chip yang dapat menghitung waktu (mulai detik hingga tahun) dengan akurat dan menjaga/menyimpan data waktu tersebut secara real time. Karena jam tersebut

(21)

bekerja real time, maka setelah proses hitung waktu dilakukan output datanya langsung disimpan atau dikirim ke device lain melalui sistem antarmuka.

Chip RTC sering dijumpai pada motherboard PC (biasanya terletak dekat chip BIOS). Semua komputer menggunakan RTC karena berfungsi menyimpan informasi jam terkini dari komputer yang bersangkutan. RTC dilengkapi dengan baterai sebagai pensuplai daya pada chip, sehingga jam akan tetap up-to-date walaupun komputer dimatikan. RTC dinilai cukup akurat sebagai pewaktu (timer) karena menggunakan osilator kristal.

Banyak contoh chip RTC yang ada di pasaran seperti DS12C887, DS1307, DS1302, dan DS3234.

Salah satu chip RTC yang mudah digunakan adalah DS1307. Pin out chip seperti gambar di bawah.

Gambar 2.11 IC DS1307

DS1307 memiliki akurasi (kadaluarsa) hingga tahun 2100. Sistem RTC DS1307 memerlukan baterai eksternal 3 Volt yang terhubung ke pin Vbat dan ground. Pin X1 dan X2 dihubungkan dengan osilator kristal 32,768 KHz. Sedangkan pin SCL, SDA, dan SQW/OUT dipull-up dengan resistor (nilainya

(22)

29

Gambar 2.12 Pin IC DS1307 2.6.1 Fitur-fitur DS1307

Berikut adalah fitur - fitur yang terdapat dalam DS1307 :

 Real-time clock (RTC) menghitung detik, menit, jam,tanggal,bulan, hari dan tahun valid sampai tahun 2100.

 Ram 56-byte, nonvolatile untuk menyimpan data.  2 jalur serial interface (I2C).

 Output berupa gelombang kotak yg diprogram.  Automatic power-fail detect and switch.

 Konsumsi arus hanya 500nA pada baterai internal.  temperature range: -40°C sampai +85°C.

2.6.2 Cara pembacaan

DS1307 beroperasi sebagai slave pada bus I2C. Cara akses pertama mengirim sinyal START diikuti device address dan alamat sebuah register yg akan dibaca. Beberapa register dapat dibaca sampai STOP condition dikirim.

Data waktu dan tanggal tersimpan dalam memori masing masing 1 byte, mulai dari alamat 00H sampai 07H. Sisanya (08H - 3FH alamat RAM yg bisa digunakan).

(23)

Gambar 2.13 Address Map DS1307

2.7. LED (Light Emitting Diode)

LED adalah jenis dioda yang memancarkan cahaya. Komponen ini biasanya digunakan pada lampu senter maupun lampu emergency.

LED terbuat dari plastik dan dioda semikonduktor yang dapat menyala apabila dialiri listrik tegangan rendah (sekitar 1.5 Volt DC). Terdapat bermacam-macam warna dan bentuk dari LED, disesuaikan dengan kebutuhan dan fungsinya.

Gambar 2.14 Bentuk dan simbol LED (Light emitting Diode) 2.7.1 Fungsi lampu LED

(24)

31

meluas dan bahkan bisa kita temukan pada korek api yang kita gunakan, lampu emergency dan sebagainya. LED sebagai model lampu masa depan dianggap dapat menekan pemanasan global karena efisiensinya. LED sekarang sudah digunakan untuk:

 penerangan untuk rumah  penerangan untuk jalan  Lampu rambu lalu lintas  Advertising

 interior/eksterior gedung 2.7.2 Cara kerja LED

Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

Gambar 2.15 Cara kerja LED

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari

(25)

Anoda (A) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan proton dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

LED memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transducer yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi cahaya.

2.8. Saklar Toggle

Saklar toggle merupakan bentuk saklar yang paling sederhana, dioperasikan oleh sebuah tuas toggle yang dapat ditekan ke atas dan ke bawah. Menurut konvensinya, posisi tuas ke bawah mengindikasikan kondisi Off atau kontak saklar terputus, dan posisi tuas ke atas mengindikasikan kondisi On atau kontak saklar terhubung.

Gambar 2.16 Bentuk saklar Toggle

Saklar-saklar toggle yang lebih besar memiliki dua buah tag terminal, yang mengindikasikan bahwa saklar-saklar ini memiliki kontak jenis single pole single

(26)

33

Saklar-saklar toggle yang berukuran lebih kecil memiliki tiga buah tag terminal, yaitu kontak jenis single pole double throw atau satu kutub dua arah, biasanya disingkat dengan istilah saklar SPDT. Tag terminal yang berada ditengah adalah jalur arus bersama dan dapat membentuk kontak dengan salah satu dari kedua tag lainnya. Kontak-kontak semacam ini disebut sebagai kontak-kontak ganti (changeover contact).

Simbol untuk saklar SPST dan SPDT seperti terlihat dibawah ini