BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Perkembangan Running Text
Dalam pembuatannya Running Text terdiri dari susunan beberapa LED. Penelitian komersial untuk teknologi LED dimulai pada tahun 1962, khususnya pada Bell Lab, Hewled-Packard (H-P), IBM, Monsanto dan RCA. LED H-P dan Monsanto bekerja pada gallium arsenide phosphide (GaAsP) telah memperkenalkan pertama kali secara komersial LED merah dengan panjang gelombang 655nm pada tahun 1968. Pada 1971 H-P mengeluarkan frequency counter 5300A 500MHz yang portable menggunakan tampilan LED GaAsP. Tampilan LED tumbuh dengan subur pada awal tahun 1970 sebagai tampilan numerik untuk kalkulator saku. Tidak lama kemudian dalam waktu relatif singkat muncul tampilan LED pada jam digital, tetapi kemudian dengan segera digantikan dengan LCD (liquid crystal display). Sementara itu lampu neon dan incandescent digantikan oleh LED sebagai indikator status, dan menjadi tampilan numerik dan alphanumerik standar sebagai pilihan untuk dunia instrumentasi.
Pada tahun 1970 dan 1980 kompetisi terpanas LED untuk konsumen datang dari tampilan vacuum fluorescent display (VFD), yang mempunyai tampilan bright blue-green menawarkan intensitas tinggi dan kontras tinggi bila dipandang melalui sebuah filter hijau atau biru. VFD pertama kali dikembangkan oleh ISE Electronic Corporation pada tahun 1967. ISE sering dikenal dengan nama divisi Noritake bersama dengan Futaba dan NEC menawarkan tabung-tabung tampilan (display tube) dari tahun 1960 dan diawal tahun 1970, dimulai dengan tampilan sederhana single-digit yang digunakan pada desktop-calculator market yang pada saat itu tumbuh dengan cepat. Setelah itu dengan segera muncul tabung-tabung tampilan multidigit yang mengurangi biaya pembuatan. Kemudian muncul SamsungTM yang memulai membuat tabung untuk konsumsi mereka sendiri untuk digunakan pada consumer good. Saat ini NEC, Futaba. ISE, Samsung, dan ZEC memproduksi sekitar 95% dalam dunia tabung VFD.
Tahun 1980 dan ke depan, LCD monokrom berkompetisi kuat dengan LED dan VFD untuk consumer devices, instrumentasi dan panel-panel atomotif. Dengan keuntungan pada daya rendah dan kustomisasi yang mudah (easy customization), LCD menjadi pilihan yang jelas bagi aplikasi-aplikasi yang menggunakan baterai. Walaupun LCD tidak memancarkan cahaya, banyak aplikasi-aplikasi di mana cahaya sekitar dapat membantu. Secara alternatif, cahaya dari kopel LED hijau, jingga (orange) atau kuning dapat menyebar pada suatu LCD kecil (10cm2) dengan permukaan plastik buram untuk menyediakan cahaya latar (backlight) yang menyenangkan/baik dan murah.
Produksi LED dunia tiga tahun lalu mencapai 4 juta unit per bulan. Tiga belas tahun lalu, Japan secara prinsipal telah menjadi produsen LED, dan Taiwan mengeluarkan paling sedikit 10% dari kebutuhan dunia. Menurut ITIS (Industrial Technology Information Service) dari Taiwan, saat ini Taiwan memproduksi sekitar setengah dari kebutuhan dunia dari lebih 30 pabrik LED; Japan dan USA ke depan diperkirakan/dicatat sebagai produsen LED terbesar. Pabrik LED pada umumnya sebenarnya perakit (assembler) dan pengemas (packeger), membeli wafer atau dice dari foundry di Japan, USA dan (tahun belakangan) Taiwan.
2.2. Arduino
Arduino Mega2560 adalah papan mikrokontroler berbasiskan ATmega2560 (datasheet ATmega2560). Arduino Mega2560 memiliki 54 pin digital input/output, dimana 15 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 16 pin sebagai input analog, dan 4 pin sebagai UART (port serial hardware), 16 MHz kristal osilator, koneksi USB, jack power, header ICSP, dan tombol reset. Ini semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler. Cukup dengan menghubungkannya ke komputer melalui kabel USB atau power dihubungkan dengan adaptor AC-DC atau baterai untuk mulai mengaktifkannya. Arduino Mega2560 kompatibel dengan sebagian besar shield yang dirancang untuk Arduino Duemilanove atau Arduino Diecimila.
Tabel 2.1 Spesifikasi Sederhana Dari Arduino Mega2560
Mikrokontroler ATmega2560
Tegangan Operasi 5V
Input Voltage (disarankan) 7-12V
Input Voltage (limit) 6-20V
Pin Digital I/O 54 (yang 15 pin digunakan sebagai output PWM)
Pins Input Analog 16
Arus DC per pin I/O 40 mA
Arus DC untuk pin 3.3V 50 mA
Flash Memory 256 KB (8 KB digunakan untuk bootloader)
SRAM 8 KB
EEPROM 4 KB
Clock Speed 16 MHz
Arduino memiliki kelebihan sebagai berikut:
Tidak perluperangkat chip programmer karena di dalamnya sudah ada bootloader yang akan menangani upload program dari komputer. Sudah memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna laptop
yang tidak memiliki port serial / RS323 bisa menggunakannya.
Bahasa pemrograman relatif mudah karena software Arduino dilengkapi dengan kumpulan library yang cukup lengkap.
Memiliki modul siap pakai (shield) yang bisa ditancapkan pada board arduino, Misalnya shield GPS, Ethernet SD card, dll.
2.2.1. Sumber Daya
Arduino Mega dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Sumber daya eksternal (non-USB) dapat berasal baik dari adaptor AC-DC atau baterai. Adaptor dapat dihubungkan dengan mencolokkan steker 2,1 mm yang bagian tengahnya terminal positif ke ke jack sumber tegangan pada papan. Jika tegangan berasal dari baterai dapat langsung dihubungkan melalui header pin Gnd dan pin Vin dari konektor POWER.
Papan Arduino ATmega2560 dapat beroperasi dengan pasokan daya eksternal 6 Volt sampai 20 volt. Jika diberi tegangan kurang dari 7 Volt, maka, pin 5 Volt mungkin akan menghasilkan tegangan kurang dari 5 Volt dan ini akan membuat papan menjadi tidak stabil. Jika sumber tegangan menggunakan lebih dari 12 Volt, regulator tegangan akan mengalami panas berlebihan dan bisa merusak papan. Rentang sumber tegangan yang dianjurkan adalah 7 Volt sampai 12 Volt.
Pin tegangan yang tersedia pada papan Arduino adalah sebagai berikut:
VIN : Adalah input tegangan untuk papan Arduino ketika menggunakan sumber daya eksternal (sebagai ‘saingan’ tegangan 5 Volt dari koneksi USB atau sumber daya ter-regulator lainnya). Anda dapat memberikan tegangan melalui pin ini, atau jika memasok tegangan untuk papan melalui jack
power, kita bisa mengakses/mengambil tegangan melalui pin ini.
5V : Sebuah pin yang mengeluarkan tegangan ter-regulator 5 Volt, dari pin ini tegangan sudah diatur (ter-regulator) dari regulator yang tersedia (built-in) pada papan. Arduino dapat diaktifkan dengan sumber daya baik berasal dari jack power DC (7-12 Volt), konektor USB (5 Volt), atau pin VIN pada board (7-12 Volt). Memberikan tegangan melalui pin 5V atau 3.3V secara langsung tanpa melewati regulator dapat merusak papan Arduino.
3V3 : Sebuah pin yang menghasilkan tegangan 3,3 Volt. Tegangan ini dihasilkan oleh regulator yang terdapat pada papan (on-board). Arus maksimum yang dihasilkan adalah 50 mA.
GND : Pin Ground atau Massa.
IOREF : Pin ini pada papan Arduino berfungsi untuk memberikan referensi tegangan yang beroperasi pada mikrokontroler. Sebuah perisai (shield) dikonfigurasi dengan benar untuk dapat membaca pin tegangan IOREF dan memilih sumber daya yang tepat atau mengaktifkan penerjemah tegangan (voltage translator) pada output untuk bekerja pada tegangan 5 Volt atau 3,3 Volt.
2.2.2. Memori
Arduino ATmega2560 memiliki 256 KB flash memory untuk menyimpan kode (yang 8 KB digunakan untuk bootloader), 8 KB SRAM dan 4 KB EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis dengan perpustakaan EEPROM).
2.2.3. Input dan Output
Masing-masing dari 54 digital pin pada Arduino Mega dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinMode() , digitalWrite() , dan digitalRead(). Arduino Mega beroperasi pada tegangan 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima arus maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal (yang terputus secara default) sebesar 20-50 kOhms. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus, antara lain:
Serial : 0 (RX) dan 1 (TX); Serial 1 : 19 (RX) dan 18 (TX); Serial 2 : 17 (RX) dan 16 (TX); Serial 3 : 15 (RX) dan 14 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) data serial TTL. Pins 0 dan 1 juga terhubung ke pin chip ATmega16U2 Serial USB-to-TTL.
Eksternal Interupsi : Pin 2 (interrupt 0), pin 3 (interrupt 1), pin 18 (interrupt 5), pin 19 (interrupt 4), pin 20 (interrupt 3), dan pin 21 (interrupt 2). Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah, meningkat atau menurun, atau perubah nilai.
SPI : Pin 50 (MISO), pin 51 (MOSI), pin 52 (SCK), pin 53 (SS). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakan perpustakaan SPI. Pin SPI juga terhubung dengan header ICSP, yang secara fisik kompatibel dengan Arduino Uno, Arduino Duemilanove dan Arduino Diecimila.
LED : Pin 13. Tersedia secara built-in pada papan Arduino ATmega2560. LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin diset bernilai HIGH, maka LED menyala (ON), dan ketika pin diset bernilai LOW, maka LED padam (OFF).
TWI : Pin 20 (SDA) dan pin 21 (SCL). Yang mendukung komunikasi TWI menggunakan perpustakaan Wire. Perhatikan bahwa pin ini tidak di lokasi yang sama dengan pin TWI pada Arduino Duemilanove atau Arduino Diecimila. Arduino Mega2560 memiliki 16 pin sebagai analog input, yang masing-masing menyediakan resolusi 10 bit (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Secara default pin ini dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai dengan 5 Volt, juga memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah mereka menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference().
Ada beberapa pin lainnya yang tersedia, antara lain:
AREF : Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan fungsi analogReference().
RESET : Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan ulang) mikrokontroler. Jalur ini biasanya
digunakan untuk menambahkan tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama Arduino.
2.2.4. Komunikasi
Arduino Mega2560 memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, dengan Arduino lain, atau dengan mikrokontroler lainnya. Arduino ATmega328 menyediakan 4 hardware komunikasi serial UART TTL (5 Volt). Sebuah chip ATmega16U2 (ATmega8U2 pada papan Revisi 1 dan Revisi 2) yang terdapat pada papan digunakan sebagai media komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai COM Port Virtual (pada Device komputer) untuk berkomunikasi dengan perangkat lunak pada komputer, untuk sistem operasi Windows masih tetap memerlukan file inf, tetapi untuk sistem operasi OS X dan Linux akan mengenali papan sebagai port COM secara otomatis. Perangkat lunak Arduino termasuk didalamnya serial monitor memungkinkan data tekstual sederhana dikirim ke dan dari papan Arduino. LED RX dan TX yang tersedia pada papan akan berkedip ketika data sedang dikirim atau diterima melalui chip USB-to-serial yang terhubung melalui USB komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial seperti pada pin 0 dan 1).
Sebuah perpustakaan Software Serial memungkinkan untuk komunikasi serial pada salah satu pin digital Mega2560. ATmega2560 juga mendukung komunikasi TWI dan SPI.
Perangkat lunak Arduino termasuk perpustakaan Wire digunakan untuk menyederhanakan penggunaan bus TWI. Untuk komunikasi SPI, menggunakan perpustakaan SPI.
2.2.5. Aplikasi Program Arduino IDE ( Integrated Development Enviroment )
Ketika kita membuka program Arduino IDE (Integrated Development Enviroment), akan terlihat serupa dengan tampilan gambar 2.2 dibawah ini. Jika kita menggunakan Windows atau Linux, akan terlihat perbedaan, tetapi pada dasarnya IDE (Integrated Development Enviroment) akan sama tidak perduli Operasi Sistemnya apa yang digunakan.
Gambar 2.2 Tampilan program IDE ( Integrated Development Enviroment )
2.2.6. Arduino Programming Tool
Arduino merupakan perangkat pemrograman mikrokontroler jenis AVR yang tersedia secara bebas (open-source) untuk membuat prototipe elektronika yang dapat berinteraksi dengan
keaadaan sekitarnya. Arduino dapat menerima input dari berbagai jenis sensor dan mengendalikan sensor, servo dan aktuator lainnya.
Gambar 2.3 Tampilan Utama Aplikasi Arduino
A. Toolbar
Gambar 2.4 Toolbar pada Aplikasi Arduino
1. Verify : Tombol ini digunakan untuk meng-compile program yang telah dibuat.Compile berguna untuk mengetahui apakah program yang dibuat telah benar atau masih memiliki kesalahan. Apabila ada kesalahan yang terjadi, bagian Message akan menampilkan letak kesalahan tersebut.
2. Stop : Tombol ini digunakan untuk membatalkan proses verify yang sedang berlangsung.
3. New : Tombol digunakan untuk membuat coding pada windows yang baru.
4. Open : Tombol ini digunakan untuk membuka coding yang sudah disimpan sebelumnya.
5. Save : Tombol ini digunakan untuk menyimpan coding yang sedang dikerjakan.
6. Upload : Tombol ini digunakan mengirim coding yang sedang dikerjakan ke mikrokontroler.
7. Serial Monitor : Tombol ini digunakan untuk melihat aktivitas komunikasi serial dari mikrokontroler baik yang di kirim oleh user ke mikrokontroler maupun sebaliknya.
B. Coding Area
Bagian ini merupakan tempat penulisan coding dengan menggunakan bahasa pemrograman C. Coding di dalam Arduino memiliki 2 (dua) bagian utama, yaitu:
1. Void setup( )
Bagian ini merupakan inisialisasi yang diperlukan sebelum program utama dijalankan. contoh:
2. void loop ( )
Bagian ini merupakan fungsi utama yang dijalankan terus menerus selama modul Arduino terhubung dengan power supply. Contoh:
C. Application status
Bagian ini memberikan informasi kepada pengguna mengenai tugas yang sedang dijalankan oleh aplikasi Arduino.
D. Message
Bagian ini memberikan informasi kepada pengguna mengenai besarnya ukuran file dari coding yang dibuat dan letak kesalahan yang terjadi pada coding.
E. Serial Port
Komunikasi serial digunakan untuk memprogram mikrokontroler langsung dari aplikasi Arduino. Selain itu, komunikasi serial juga digunakan untuk mengirim dan menerima data antara mikrokontroler dan komputer melalui fasilitas serial monitor yang terdapat pada aplikasi Arduino. Seperti gambar berikut ini:
Gambar 2.5 Tools Serial Port
2.3. Bluetooth HC-05
HC-05 Adalah sebuah modul Bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk komunikasi serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial ke Bluetooth. HC-05 menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR (Enchanced Data Rate) 3 Mbps dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz.
Gambar 2.6 Module Bluetooth HC-05
Modul ini dapat digunakan sebagai slave maupun master. HC-05 memiliki 2 mode konfigurasi, yaitu AT mode dan Communication mode.
AT mode berfungsi untuk melakukan pengaturan konfigurasi dari HC-05. Sedangkan Communication mode berfungsi untuk melakukan komunikasi bluetooth dengan piranti lain. Jarak sinyal dari HC-05 adalah 30 meter, dengan kondisi tanpa halangan.
Adapun spesifikasi dari HC-05 adalah : 1. Hardware :
Sensitivitas -80dBm (Typical)
Daya transmit RF sampai dengan +4dBm. Operasi daya rendah 1,8V – 3,6V I/O. Kontrol PIO.
Antarmuka UART dengan baudrate yang dapat diprogram. Dengan antena terintegrasi.
2. Software :
Default baudrate 9600, Data bit : 8, Stop bit = 1, Parity : No Parity, Mendukung baudrate : 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400 dan 460800.
Auto koneksi pada saat device dinyalakan (default).
Auto reconnect pada menit ke 30 ketika hubungan putus karena range koneksi.
Dalam penggunaannya, HC-05 dapat beroperasi tanpa menggunakan driver khusus. Untuk berkomunikasi antar Bluetooth, minimal harus memenuhi dua kondisi berikut :
1. Komunikasi harus antara master dan slave. 2. Password harus benar (saat melakukan pairing).
2.4. Panel P10 RGB Indoor
Panel P10 RGB Indoor adalah sebuah panel dot matriks 32 × 16 dengan warna penuh. Desain unit Panel P10 RGB Indoor dapat digunakan untuk berbagai aplikasi seperti layar video, grafis, alfabet, angka, simbol dan VMS tanpa distribusi warna. Adapun fiture pada Panel P10 RGB Indoor sebagai berikut :
Module Type : Indoor Led Display Module
Led Type : 3-In-1 Smd
Display Color : Red, Green, Blue Module Dimension : 320mm X 160mm Modul Pixel : 512 Pixel / Module
Pixel Pitch : 10mm
Resolution : 10.000dot/M2
Brightness (Typ.) : 7.000nit
Grey Scale : 4,096 Level For Each Color Weight (Typ.) : 1,000g/Module
Sight Distance : 5 Meter – 100 Meter Max. Power Consumtion : 25 W
Voltage Input : 5 V DC
2.5. Power Supply
Power Supply Adaptor adalah suatu perangkat yang dapat melakukan penurunan tegangan listrik dari 220V AC menjadi 12V DC, 5V DC dan 3,3V DC. Power supply yang digunakan disini yaitu dengan tegangan 5V DC dan dengan arus maksimal sebesar 19A.
Gambar 2.8 Power Supply
2.6. Kabel Jumper
Kabel jumper berguna untuk menghubungkan dari satu perangkat ke perangkat lainnya sehingga dapat menjadi perangkat yang utuh dalam satu pekerjaan yang terorganisir.
