BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Cahaya
Cahaya adalah gelombang yang memindahkan tenaga tanpa perambatan massa. Cahaya adalah penting untuk semua kehidupan di bumi karena ia adalah tenaga dari matahari, yng dipindahkan ke bumi dalam bentuk cahaya, yang dipakai oleh tanam-tanaman untuk mensintesiskan karbohidrat dari karbondioksida dan air (fotosintesis).
Seperti bunyi, cahaya juga memberikan informasi vital tentang lingkungannya pada binatang. Binatang-binatang yang l ebih tinggi telah membentuk mekanisme kompleks untuk medeteksi cahaya. Apa yang dilihat binatang tergantung pada sifat-sifat fisis khusus dari cahaya yang sensitif untuk matanya. Menusia mempunyai penglihatan warna yang baik (deteksi frekuensi), sedangkan lebah dapat mendeteksi warna dan polarisasi cahaya.
2.1.1 Sifat Gelombang Cahaya
Telah diketahui oleh Aristoteles (384-322 SM) bahwa bunyi disebabkan oleh getaran-getaran di dalam udara. Pengetahuan ini mungkin didasarkan pada pengamatan bahwa musik yang dihasilkan oleh dawai-dawai yang bergetar. Penjelasan yang memadai tentang gelombang bunyi belum dimungkinkan sampai pada zaman Newton.
Meskipun tidak ada yang diketahui tentang sifat dasar pada zaman Newton, adalah wajar untuk berspekulasi bahwa cahaya adalah gelombang, sama dengan bunyi. Christian Huygens (1629-1695), seorang yang sezaman dengan Newton, mengembangkan teori gelombang cahaya, tetapi Newton sendiri menyukai suatu teori yang menyatakan bahwa cahaya terdiri dari zarah nirmassa (korpuskel). Newton berhipotesis bahwa korpuskel-korpuskel tesebut merambat di dalam ruang dengan laju tetap dan bahwa ada tipe korpuskel yang berbeda untuk setiap warna. Keberatan utamanya terhadap teori gelombang adalah bahwa cahaya, tidak seperti bunyi, tidak kelihatan membelok pada pojok-pojok. (Alan H. Cromer : 533).
2.1.2 Sifat Elektromagnetik Cahaya
Sekarang fisikawan telah terbiasa dengan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang berjangkau kurang dari 10-17 m sampai lebih dari 104 m. Hanya gelombang dengan panjang gelombang diantara 4 x 10-7 dan 7 x 10-7 terdeteksi oleh mata manusia dan itu adalah daerah cahaya tampak. Gelombang-gelombang dengan panjang Gelombang-gelombang yang lebih panjang dan lebih pendek mempunyai nama-nama khas, seperti misalnya gelombang radio, mikrogelombang, inframerah, ultraungu, sinar-X, dan seterusnya. (Alan H. Cromer : 533-534).
2.2. Spektrofotometri
Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombamg spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor fototube.
Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Sedangkan pengukuran menggunakan spektrofotometer ini, metoda yang digunakan sering disebut dengan spektrofotometri.
2.2.1 Spektrofotometer (Uv-Vis)
Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorpsi.
Spektrofotometri merupakan satu cabang analisis instrumental yang membahas tentang interaksi atom atau molekul dengan radiasi elektromagnetik (REM). Pada prinsipnya interaksi radiasi elektromagnetik dengan molekul menghasilkan satu atau dua macam kejadian yang mungkin terjadi. Ketiga macam kejadian yang mungkin terjadi sebagai akibat interaksi atom atau molekul dengan radiasi elektromagnetik adalah : hamburan (scattering), absorbs (absorption), dan emisi (emission).
Hamburan melahirkan spektrofotometri Raman, absorbs melahirkan spektrofotometri lembayung ultra (ultra violet) dan tampak (visible) serta spektrofotometri infra merah (infra merah), sedangkan absorbsi yang disertai emisi melahirkan fotolimunesensi yang kemudian dikenal sebagai fluoresensi dan fosforesensi. Dalam aspek kuantitatif, suatu berkas radiasi dikenakan pada cuplikan (larutan sampel) dan intensitas sinar radiasi yang diteruskan diukur besarnya. Radiasi yang diserap oleh cuplikan ditentukan dengan membandingkan intensitas sinar yang diteruskan intensitas sinar yang diserap jika tidak ada spesies penyerap lainnya.
Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blanko ataupun pembanding. Sinar ultraviolet mempunyai panjang gelombang 200-400 nm, sementara sinar tampak mempunyai panjang gelombang 400-700 nm. Molekul akan bersifat sangat selektif (all or none) terhadap radiasi elektromagnetik sehingga eksitasi yang terjadi pada panjang gelombang 200 – 2780 nm hanya akan diberikan oleh molekul-molekul yang mempunyai :
- v Ikatan rangkap terkonyugasi
Spektrum ultralembayung adalah suatu gambaran antara panjang gelombang atau frekuensi radiasi terhadap intensitas absorbsi (transmisi = T), absorbs (A), yang dapat digrafik dengan cermat pada system koordinat Cartesian. Sedangkan cahaya tampak (visible) merupakan cahaya sinambung, artinya cahaya yang terdiri dari semua panjang gelombang yang mungkin terdapat dalam suatu jarak tertentu, sebagai contoh bila kita melihat pelangi di langit. Dalam hal ini dikenal warna komplementer, yaitu pandangan dua warna (spectrum) yang bila keduanya digabung akan menghasilkan cahaya putih.
Apabila radiasi elektromagnetik dikenakan pada suatu atom, sebagian dari energi radiasi elektromagnetik tersebut diserap oleh molekul atau atom sesuai dengan struktur molekul atau atom tersebut. Radiasi cahaya UV-VIS pada molekul atom atau atom akan menyebabkan terjadinya energy elektronik, sebagai akibat transisi antara dua tingkat energy elektron dari molekul atau atom. Sistem atau gugusan atom yang mengabsorbsi radiasi elektromagnetik UV-VIS disebut gugus kromofor. Boleh dikatakan hamper semua gugus kromofor merupakan ikatan kovalen yang tidak jenuh.
Pelarut atau substituen lain dapat mempengaruhi pita absorbsi yaitu berpengaruh terhadap intensitas dan kemungkinan juga panjang gelombangnya. Hal – hal yang berpengaruh tersebut antara lain :
1. Kromofor terkonyugasi
Senyawa organik yang mempunyai struktur molekul dengan ikatan tak jenuh lebih dari satu disebut senyawa terkonyugasi apabila ikatan tak jenuh tersebut berselang-seling dengan ikatan tunggal. Senyawa terkonyugasi ini tidak karakteristik seperti kromofor terpisah, tetapi terjadi interaksi yang mengakibatkan pengaruh terhadap pita absorbsi yaitu terjadi pergeseran ke panjang gelombang yang lebih panjang.
2. Auksokrom
maka pita absorbsi naik dan juga panjang gelombangnya tergeser kea daerah ultra lembayung dekat.
Ada empat kemungkinan perubahan pita absorbsi yang disebabkan oleh pelarut atau auksokrom :
a. Pergesaran batokromik (red shift), yaitu pergeseran kearah panjang gelombang yang lebih panjang atau kearah frekuensi rendah.
b. Pergeseran hipokromik (blue shift), yaitu pergeseran kearah panjang gelombang yang lebih pendek atau kearah frekuensi tinggi.
c. Efek hiperkromik, yaitu efek yang menyebabkan kenaikan intensitas. d. Efek hipokromik, yaitu efek yang menyebabkan penurunan intensitas.
Apabila cahaya monokromatis atau bukan monokromatis dilewatkan pada suatu media yang homogen dengan intensitas cahaya yang dating (Io), maka sebagian dari cahaya tersebut dipantulkan (Ir), sebagian diabsorbsi (Ia), dan sebagian lagi diteruskan (It).
Sehingga dari keadaan tersebut dapat ditulis sebagai : Io = Ir + Ia + It
Untuk permukaan udara dan gelas (kuvet) harga Ir = ± 4% dan harga Ir dapat diabaikan karena dalam pengerjaan dengan spektrofotometri digunakan larutan blanko. Pengukuran serapan pada analisis kuantitatif dengan metode spektrofotometri baik zat tunggal atau suatu campuran pada prinsipnya harus dilakukan pada panjang gelombang maksimum (lamda maks). Beberapa alasannya adalah :
1. Perubahan serapan untuk setiap satuan konsentrasi paling besar terjadi pada panjang gelombang maksimum sehingga pengukuran pada panjang gelombang maksimum akan memperoleh kepekaan analisis yang maksimal
2. Disekitar panjang gelombang maksimum bentuk kurva serapannya datar, sehingga hukum Lambert-Beer akan terpenuhi
3. Pengukuran ulang serapan panjang gelombang maksimum akan memberikan kesalahan yang kecil sekali.
Gambar 2.1 Gambaran Umum Cara Kerja Spektrofotometer
Beberapa sumber radiasi yag dipakai pada spektrofotometer adalah lampu deuterium, lampu tungsten dan lampu merkuri. Lampu deuterium dapat dipakai pada daerah panjang gelombang 180 – 370 nm (daerah UV pekat). Karena pada rentangan panjang gelombang tersebut lampu deuterium memberikan gambaran energi radiasi yang lurus. Sedangkan pada panjang gelombang 486 dan 651,1 nm memberikan dua garis spektra yang dapat dipakai untuk menggeser ketetapan panjang gelombang pada spektrofotometer. Lampu tungsten merupakan campuran filamen tungsten dan gas iodine (halogen). Lampu tungsten dapat dipakai pada panjang gelombang 380-900 nm, sedangkan lampu merkuri merupakan suatu lampu yang mengandung uap merkuri tekanan rendah. Biasanya lampu merkuri ini digunakan pada daerah ultraviolet khususnya disekitar panjang gelombang 365 nm.
Monokromator
Monokromator berfungsi untuk mendapatkan radiasi yang memancarkan radiasi monokromatis dari sumber radiasi yang memancarkan radiasi
polikromatis. Monokromator pada spektrofotometer biasanya terdiri dari susunan celah masuk – filter – prisma – kisi – celah keluar.
Sampel kompartemen
Tempat sampel (sampel kompartemen) berupa kuvet atau sel adalah wadah untuk zat yang dianalisa. Dianjurkan setiap kali memakai kuvet selalu dibersihkan dengan alcohol absolute atau direndam didalamnya.
Detektor
Detektor merupakan suatu bagian spektrofotometer yang penting karena kualitas detector akan menentukan kualitas spektrofotometer. Fungsi detector didalam spektrofotometer adalah mengubah signal radiasi menjadi signal elektronik. Pada detector diinginkan kepekaan radiasi yang tinggi terhadap radiasi yang diterima, dengan tingkat kebisingan yang rendah, kemampuan respon kuantitatif dan signal elektronik yang ditansfer oleh detector dapat diaplikasikan oleh penguat (amplifier) ke recorder.
Amplifier atau penguat dan Visual display
Gambar 2.2 Spektrofotometer UV-VIS
2.3. Hukum Lambert-Berr
Hukum Lambert-Beer merupakan hukum yang mendasari metode absorbsi spektrofotometri. Apabila suatu berkas dengan intensitas Io melewati suatu larutan, maka sebagian sinar akan diserap sehingga intesitas radiasi yang diteruskan I menjadi lebih kecil dari Io (Hayati, 2007) :
T = I
I0 T = Transmittan (%)
Hukum Lambert-Beer menunjukkan hubungan sebagai berikut (Khopkar, 1990:195):
T = 𝐼𝑡 𝐼0 = 10
–abc
Log (T) = 𝐼𝑡
𝐼0 = -abc
Log 1
𝑇 ) = log 𝐼𝑡
𝐼0 = abc = A
Dimana :
I = intensitas sinar yang diteruskan I0 = intensitas sinar awal
T = transmitansi (%) A = absorbansi
b = jarak tempuh optik c = konsentrasi
Hukum di atas dapat ditinjau sebagai berikut :
1. Jika suatu berkas radiasi monokromatik yang sejajar jatuh pada medium pengabsorpsi pada sudut tegak lurus setiap yang lapisan yang sangat kecilnya akan menurunkan intensitas berkas.
2. Jika suatu cahaya monokromatis mengenai suatu medium yang transparan, laju pengurangan intensiats dengan ketebalan medium sebanding dengan intensitas cahaya.
3. Intensitas berkas sinar monokromatis berkurang secaraeksponensional bila konsentrasi zat pengabsorpsi bertambah.
2.4. Alfatokoferol
Alfa tokoferol adalah antioksidan yang larut dalam lemak yang terdapat di dalam sel. Alfa tokoferol ditemukan sekitar awal 1920-an. Nama tokoferol pertama kali digunakan oleh Evans. Tokoferol berasal dari kata Yunani, tokos berarti kelahiran bayi, phero berarti membawa kemajuan dan ol menunjukkan bahwa molekulnya mengandung alkohol.
Vitamin E adalah istilah umum untuk menunjukkan semua aktifitas biologi vitamin E alami, yaitu d-alfa-tokoferol. Di alam, terdapat 8 substansi yang memiliki aktifitas vitamin E, yaitu kelompok tokoferol (d-alfa, d-beta, d-gamma dan delta-tokoferol) dan kelompok tokotrienol (alfa, beta, gamma, dan d-delta-tokotrienol). Kedua kelompok ini berbeda dalam hal metilasi dan rantainya. Dari semuanya, d-alfa-tokoferol mempunyai aktifitas biologik yang paling tinggi sehinga dijadikan sebagai standard bagi yang lain.
minyak zaitun,, kacang-kacangan, biji gandum, dan sayuran berwarna hijau. Pada hewan seperti daging sapi, unggas, atau ikan.
Vitamin E lebih tepat disebut sebagai antioksidan daripada vitamin. Karena tidak seperti vitamin yang lain, vitamin E tidak bertindak sebagai ko-faktor bagi reaksi enzimatik. Vitamin E juga tidak menimbulkan suatu penyakit yang khas seperti vitamin yang lain. Defisiensi vitamin E dapat terjadi jika terdapat malabsorbsi lemak, bayi prematur dan penderita yang mendapat nutrisi parenteral total. Efek dari intake vitamin E yang inadekuat biasanya baru tampak dalam jangka panjang dan biasanya berhubungan dengan penyakit kronis, seperti kanker dan atherosklerosis.
Fungsi utama vitamin E adalah mencegah peroksidasi membran fosfolipid. Karakteristik vitamin E yang lipofilik memungkinkan tokoferol berada di lapisan dalam sel membran (Halliway dan Getteridge, 1992).Tokoferol OH dapat memindahkan atom hidrogen dengan satu elektron ke radikal bebas dan membersihkan radikal bebas sebelum radikal bebas bereaksi dengan protein membran sel atau bereaksi membentuk lipid peroksidasi. Tokoferol-OH yang bereaksi dengan radikal bebas membentuk tokoferol-O. Tokoferol-O sendiri adalah radikal bebas juga. Tokoferol-O akan bereaksi lagi dengan vitamin C membentuk semidehidroaskorbat, suatu radikal bebas yang lemah.
2.5. Paprika
Capsicin, yaitu zat yang menimbulkan rasa pedas cabe.
2.5.1. Kandungan dan Manfaat Paprika
Kandungan gizi yang paling umum pada paprika adalah karoten, vitamin B serta vitamin C. Sedangkan dalam paprika hijau, tiap 100gramnya mengandung protein 0.9g, lemak 0.3g, karbohidrat 4.4g, kalsium 7.0mg, besi 0.4mg, fosfor 22mg, vitamin A 540 IU, vitamin B1 22.0mg, vitamin B2 0.002mg, nyacin 0.4mg dan vitamin C 160mg.
Tabel 2.1 Perbandingan nilai gizi paprika merah, kuning, dan hijau per 100 gr
Kandungan gizi per 100 gram bahan Paprika merah Paprika hijau Paprika kuning
Energi (kkal) 26 20 27
Protein (g) 0,99 0,86 1
Lemak total (g) 0,3 0,17 0,21
Lemak jenuh (g) 0,06 0,06 0,03
Lemak tak jenuh tunggal (g) 0,01 0,01 -
Lemak tak jenuh ganda (g) 0,16 0,06 -
Karbohidrat (g) 6,03 4,64 6,32
Serat (g) 2 1,7 0,9
Gula (g) 4,2 2,4 -
Kalsium (mg) 7 10 11
Besi (mg) 0,43 0,34 0,46
Magnesium (mg) 12 10 12
Fosfor (mg) 26 20 24
Kalium (mg) 211 175 212
Natrium (mg) 2 3 2
Seng (mg) 0,25 0,13 0,17
Mangan (mg) 0,11 0.12 0,12
Selenium (mg) 0,1 80,4 0,3
Vitamin C (mg) 190 0,06 183,5
Thiamin (mg) 0,05 0,03 0,03
Riboflavin (mg) 0,09 0,48 0,03
Niacin (mg) 0,98 0,22 0,89
Vitamin B6 (mg) 0,29 11 0,17
Folat (mkg) 18 0 26
Vitamin B12 (mkg) 0 370 0
Vitamin A (IU) 3.131 0,37 200
Vitamin E (mg) 1,58 7,4 -
Vitamin K (mkg) 4,9 7,4 -
sumber: www.nutritionanalyzer.com
Gambar 2.3 Paprika Merah, Kuning, dan Hijau
Berikut 4 manfaat besar dari buah paprika untuk kesehatan
C terlibat dalam beberapa proses penting tubuh, mulai dari mengangkut lemak, pengangkutan elektron dari berbagai reaksi enzimatik, pembuatan kalogen ( protein berserat yang membentuk jaringan ikat pada tulang ), pemacu gusi yang sehat, menjaga tingkat kolesterol, memelihara kekebalan, untuk penyembuhan luka dan meningkatkan fungsi otak agar dapat bekerja maksimal.
2. Mencegah penyakit mata. Selain vitamin C, paprika juga mengandung vitamin A dan beta karoten. Paprika merah mengandung vitamin A sebanyak 3.131 IU. Lagi-lagi, paling tinggi diantara jenis paprika lainnya. Vitamin A bermanfaat untuk mencegah penyakit mata, pertumbuhan sel, sistem kekebalan tubuh, reproduksi, serta menjaga kesehatan kulit.
3. Mencegah kanker. Kandungan beta karoten dalam paprika mencegah timbulnya kanker karena beta karoten bekerja sebagai antioksidan yang menstabilkan radikal berinti karbon. Semakin tua umur paprika, maka kandungan beta karoten akan semakin tinggi. Selain itu, paprika juga mengandung likopen. Sebuah penelitian yang dilakukan Unversitas Yale terhadap 473 orang pria menemukan fakta bahwa pria tidak mengidap kanker prostat memiliki lebih banyak likopen dalam darahnya dibandingkan mereka yang sakit. Sedangkan penelitian di Universitas Harvard pada tahun 2002, menunjukkan bahwa laki-laki yang mengkonsumsi likopen dalam jumlah banyak memiliki resiko penyakit kanker yang lebih rendah, khususnya kanker prostat.
5. Mengobati Keseleo. Capsaicins senyawa yang terkandung dalam paprika juga mengandung banyak manfaat. Bisa mem-blok transmisi rasa sakit dari kulit ke sumsum tulang belakang dan mencegah sensasi rasa sakit. Ini sangat membantu dalam mengobati penyakit yang terkait dengan nyeri termasuk keseleo.
6. Membakar Kalori. Mengonsumsi paprika mempercepat metabolisme dan membantu membakar lebih banyak kalori. Konsumsi paprika juga mengurangi berat badan karena diet lemak tinggi. Hal ini juga menyebabkan sekresi cairan pencernaan dan mencegah gangguan alat cerna
7. Rambut. Ekstrak paprika adalah salah satu penyubur rambut terbaik sekaligus menumbuhkan rambut baru. Paprika juga akan mencegah kerusakan mahkota Anda sekaligus membantu mempertahankan rambut tetap tebal.
2.5.2. Cara Mengolah, Memilih, dan Menyimpan Yang Baik
Pengolahan paprika hendaknya dilakukan dengan benar agar tidak mengurangi nilai gizinya. Agar kadar vitamin C tak cepat menguap, sebaiknya paprika dimasukkan ke dalam masakan pada akhir proses memasak atau dicampur dengan salad. Penyimpanan paprika hendaknya dilakukan secara tepat. Kandungan vitamin C bisa berkurang, bahkan hilang, jika paprika yang telah terbelah dibiarkan lama terkena udara. Menurut Irna (2005), kiat memilih dan menyimpan paprika yang baik adalah sebagai berikut:
1. Pilih paprika yang kulitnya masih licin, berkilat dan tidak kusam.
3. Pilih paprika yang keras untuk memastikan bahwa kualitasnya masih
bagus dan baru.
4. Jika dibeli dalam keadaan terbungkus plastik, segera buka kemasannya agar tidak lembab.
5. Simpan paprika dalam kantong plastik yang telah dilubangi sebelum dimasukkan ke dalam kulkas, sehingga tahan untuk jangka waktu lama.
6. Paprika jangan dibiarkan dalam keadaan terbelah jika tidak akan langsung dimakan karena vitamin C yang terkandung di dalamnya bisa berkurang/hilang.
2.6. Sensor Warna Tcs3200
Sensor warna merupakan sebuah modul sensor warna yang berbasis Sensor TAOS TCS3200 yang digunakan melakukan pengukuran warna RGB(Read, Green, Bue) dari sebuah objek. Modul sensor ini memiliki fasilitas untuk merekam hingga 25 data warna yang akan disimpan dalam EEPROM. Modul sensor ini dilengkapi dengan antarmuka UART TTL dan I2C.
Gambar 2.4 Sensor Warna TCS 3200
mendeteksi dan mengukur intensitas warna tampak. Beberapa aplikasi yang menggunakan sensor ini diantaranya pembacaan warna, pengelompokkan barang berdasarkan warna, ambient light sensing and calibration, pencocokan warna, dan banyak aplikasi lainnya.
Chip TCS3200 memiliki beberapa photodetector, dengan masing-masing filter warna yaitu, merah, hijau, biru, dan clear. Filter-filter tersebut didistribusikan pada masing-masing array. Module ini memiliki oscilator yang menghasilkan pulsa square yang frekuensinya sama dengan warna yang dideteksi.
Dimensi modul DT-SENSE Color Sensor yaitu :
1. Tanpa spacer : 4,8 cm (p) x 4,8 cm (l) x 2,8 cm (t).
5. Tersedia fitur penyimpanan 25 buah data warna. 6. Pin input/output kompatibel dengan level TTL/CMOS. 7. Dilengkapi dengan antarmuka UART TTL dan I2C.
8. Konfigurasi komunikasi serial adalah : baudrate 9600 bps, 8 data bit, 1 stop bit, tanpa parity, dan tanpa flow control.
9. Antarmuka I2C mendukung bit rate data hingga 50 kHz.
10.Pada antamuka I2C modul ini dapat di-cascadehing yang terdiri dari :
8 modul tanpa hardware tambahan.
Tersedia perintah white balance untuk membaca referensi warna putih dan black balance untuk membaca nilai referensi warna hitam melalui command set.
Kebutuhan catu daya 4,8 - 5,4 VDC.
Tersedia deskripsi dan penjelasan command set yang didukung oleh modul ini.
Tersedia contoh program uji untuk antarmuka I2C.
2.7. Mikrokontroller AT89S52
Mikrokontroler adalah mikroprosessor yang dirancang khusus untuk aplikasi kontrol, dan dilengkapi dengan ROM, RAM dan fasilitas I/O pada satu chip. AT89S52 adalah salah satu anggota dari keluarga MCS-51/52 yang dilengkapi dengan inte rnal 8 Kbyte Flash PEROM (Programmable and Erasable Read Only Memory ), yang memungkinkan memori program untuk dapat deprogram
kembali. AT89S52 dirancang oleh Atmel sesuai dengan instruksi standar dan susunan pin 80C5.
Mikrokontroler AT89S52 memiliki :
1. Sebuah CPU ( Central Processing Unit ) 8 Bit. 2. 256 byte RAM ( Random Acces Memory ) internal.
3. Empat buah port I/O, yang masing masing terdiri dari 8 bit. 4. Osilator internal dan rangkaian pewaktu.
5. Dua buah timer/counter 16 bit Lima buah jalur interupsi ( 2 buah interupsi eksternal dan 3 interupsi internal).
6. ebuah port serial dengan full duplex UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter).
8. EPROM yang besarnya 8 KByte untuk memori program.
9. Kecepatan maksimum pelaksanaan instruksi per siklus adalah 0,5 μs pada frekuensi clock 24 MHz. Apabila frekuensi clock mikrokontroler yang digunakan adalah 12 MHz, maka kecepatan pelaksanaan instruksi adalah 1 μs.
2.7.1 CPU ( Central Prosesing Unit )
Bagian ini berfungsi mengendalikan seluruh operasi pada mikrokontroler. Unit ini terbagi atas dua bagian, yaitu unit pengendali atau CU ( Control Unit ) dan unit aritmatika dan logika atau ALU ( Aritmetic logic Unit ) Fungsi utama unit pengendali adala h mengambil instruksi dari memori (fetch) kemudian menterjemahkan susunan instruksi tersebut menjadi kumpulan proses kerja sederhana ( decode), dan melaksanakan urutan instruksi sesuai dengan langkah-langkah yang telah ditentukan program ( execute). Unit aritmatika dan logika merupakan bagian yang berurusan dengan operasi aritmatika seperti penjumlahan, pengurangan, serta manipulasi data secara logika seperti operasi AND, OR, dan perbandingan.
2.7.2 Bagian Masuk/Keluaran (I/O)
Bagian ini berfungsi sebagai alat komunikasi serpih tunggal dengan piranti di luar sistem. Sesuai dengan namanya, perangkat I/O dapat menerima maupun memberi data dari /ke serpih tunggal. Ada dua macam piranti I/O yang digunakan, yaitu piranti untuk hubungan serial UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter ) dan piranti untuk hubungan pararel yang disebut dengan PIO (Pararel Input Output). Kedua jenis I/O tersebut telah tersedia di dalam serpih tunggal AT89S52.
Serpih tunggal keluarga MCS-51 memiliki bahasa pemrograman khusus yang tidak dipahami oleh jenis serpih tunggal yang lain. Bahasa pemrograman ini dikenal dengan nama bahasa assembler yang memiliki 256 perangkat instruksi. Namun saat ini pemrograman mikrokontroler dapat dilakukan dengan menggunakan bahasa C. Dengan bahasa C, pemrograman mikrokontroler menjadi lebih mudah, hal ini karena dengan format bahasa C akan secara otomatis diubah menjadi bahasa assembler dengan format file hexa. Perangkat lunak pada mikrokontroler dapat dibagi menjadi lima kelompok sebagai berikut :
1. Instruksi Transfer Data
Instruksi ini berfungsi memindahkan data, yaitu antar register, dari memori ke memori, dari register ke memori dan lain lain.
2. Instruksi Aritmatika
Instruksi ini melaksanakan operasi aritmatika yang meliputi penjuml ahan, pengurangan, penambahan satu (increment), pengurangan satu (decrement), perkalian dan pembagian.
3. Instruksi Logika dan Manipulasi Bit
Berfungsi melaksanakan operasi logika AND, OR, XOR, perbandingan, penggeseran dan komplemen data.
4. Instruksi Percabangan
Berfungsi untuk mengubah urutan normal pelaksanaan suatu program. Dengan instruksi ini, program yang sedang dilaksanakan akan meloncat ke suatu alamat tertentu.
5. Instruksi Stack, I/O, dan Kontrol
2.7.4 Konfigurasi Pin
Mikrokontroler AT89S52 mempunyai 40 pin dengan catu daya tunggal 5 Volt. Ke-40 pin tersebut digambarkan sebagai berikut :
Gambar 2.5 Konfigurasi pin Mikrokontroller AT89S52 Fungsi dari masing-masing pin AT89S52 adalah :
1). Pin 1 sampai 8 (Port 1) merupakan port pararel 8 bit dua arah ( bidirectional) yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan ( general purpose).
2). Pin 9 merupakan pin reset, reset aktif jika mendapat catuan tinggi.
3). Pin 10 sampai 17 (Port 3) adalah port pararel 8 bit dua a rah yang memiliki fungsi pengganti sebagai berikut :
P3.0 (10) : RXD (port serial penerima data)
P3.1 (11) : TXD (port serial pengirim data)
P3.2 (12) : INT0 (input interupsi eksternal 0, aktif low)
P3.3 (13) : INT1 (input interupsi ekstrernal 1, a ktif low)
P3.4 (14) : T0 (eksternal input timer / counter 0)
P3.5 (15) : T1 (eksternal input timer / counter 1)
P3.6 (16) : WR (Write, aktif low) Sinyal kontrol penulisan data dari port 0 ke memori data dan input-output eksternal.
4). Pin 18 sebagai XTAL 2, keluaran osilator yang terhubung pada kristal.
5). Pin 19 sebagai XTAL 1, masukan ke osilator berpenguatan tinggi, terhubung pada kristal.
6). Pin 20 sebagai Vss, terhubung ke 0 atau ground pada rangkaian.
7). Pin 21 sampai 28 (Port 2) adalah port pararel 8 bit dua arah. Port ini mengirim byte alamat bila pengaksesan dilakukan pada memori eksternal.
8). Pin 29 sebagai PSEN (Program Store Enable) adalah sinyal yang digunakan untuk membaca, memindahkan program memori eksternal (ROM / EPROM) ke mikrokontroler (aktif low). voltage) pada saat memprogram internal flash memori pada mikrokontroler. 11). Pin 32 sampai 39 (Port 0) merupakan port pararel 8 bit dua arah. Berfungsi
sebagai alamat bawah yang dimultipleks den gan data untuk mengakses program dan data memori eksternal.
12). Pin 40 sebagai Vcc, terhubung ke +5 V sebagai catuan untuk mikrokontroler.
2.7.5 Organisasi Memori
Gambar 2.6 Organisasi Memori pada Mikrokontroller AT89S52
a) Memori Program
Pada EPROM 8 Kbyte, jika EA (External Access) bernilai tinggi, maka program akan menempati alamat 0000 H sampai 0FFF H secara internal. Jika EA bernilai rendah maka program akan menempati alamat 1000 H sampai FFFF H ke pr ogram eksternal.
b) Memori Data
Memori data internal dipetakan seperti pada gambar di bawah ini Ruang memorinya dibagi menjadi tiga blok yaitu bagian 128 bawah, 128 atas, dan ruang SFR ( Special Function Register)
Gambar 2.7 Memori Data pada Mikrokontroller AT89S52
byte berikutnya, di at as bank-bank register, membentuk suatu blok ruang memori yang bisa teralamati per bit ( bit addressable). Alamat-alamat bit ini adalah 00 H hingga 7F H. Semua byte yang berada di dalam 128 bawah dapat diakses baik secara langsung maupun tidak langsung. Bagian 128atas hanya dapat diakses dengan pengalamatan tidak langsung. Bagian 128 atas dari RAM hanya ada di dalam piranti yang memiliki RAM 256 byte.
2.8. LCD 1632
M1632 adalah merupakan modul LCD dengan tampilan 16 x 2 baris dengan konsumsi daya yang rendah. Modul ini dilengkapi dengan mikrokontroler yang didisain khusus untuk mengendalikan LCD. Mikrokontroler HD44780 buatan Hitachi yang berfungsi sebagai pengendali LCD ini mempunyai CGROM (Character Generator Read Only Memory), CGRAM (Character Generator Random Access Memory) dan DDRAM (Display Data Random Access Memory).
DDRAM
Gambar 2.8 DDRAM M1632 (diambil dari data sheet HD44780)
CGRAM
CGRAM adalah merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter di mana
bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Namun memori ini akan hilang saat power supply tidak aktif, sehingga pola karakter akan hilang.
CGROM
CGROM adalah merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter di mana pola tersebut sudah ditentukan secara permanen dari HD44780 sehingga pengguna tidak dapat mengubah lagi. Namun karena ROM bersifat permanen, maka pola karakter tersebut tidak akan hilang walaupun power supply tidak aktif Pada gambar 2, tampak terlihat pola-pola karakter yang tersimpan dalam lokasi-lokasi tertentu dalam CGROM. Pada saat HD44780 akan menampilkan data 41H yang tersimpan pada DDRAM, maka HD44780 akan mengambil data di alamat 41H (0100 0001) yang ada pada CGROM yaitu pola karakter A.
Gambar 2.9 LCD LM1632
Register
HD44780, mempunyai dua buah Register yang aksesnya diatur dengan menggunakan kaki RS. Pada saat RS berlogika 0, maka register yang diakses adalah Register Perintah dan pada saat RS berlogika 1, maka register yang diakses adalah Register Data
Register Perintah
Register ini adalah register di mana perintah-perintah dari mikrokontroler ke HD44780 pada saat proses penulisan data atau tempat status dari HD44780 dapat dibaca pada saat pembacaan data.
Penulisan Data ke Register Perintah
Gambar 2.10 Penulisan Data ke register Perintah
2.8. Light Emmiting Diode (LED)
Light Emmiting Dioda atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga dekat ultraviolet, tampak, atau inframerah.
Gambar.2.3. Simbol dan gambar LED
