BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Arus Listrik
Aliran listrik (elektron) yang bergerak pada suatu penghantar listrik dengan
kecepatan tertentu disebut arus listrik. Timbulnya arus listrik karena
terdapatnya beda potensial pada dua ujung penghantar. Sedangkan terjadinya
beda pontensial pada dua tempat penghantar disebabkan karena adanya salah
satu ujung penghantar mendapatkan suatu tenaga yang mendorong elektron –
elektron untuk berpindah tempat. Gerak aliran elektron ini akan menuju tempat
yang lebih lemah tekanannya. Besar kecilnya arus listrik, tergantung dari
tenaga yang dihasilkan oleh pembangkit itu sendiri.
Agar dapat digunakan, jumlah tenaga dorong listrik yang tersedia harus cukup banyak/besar sehingga dapat dimanfaatkan jika dibutuhkan. Selain
daripada itu penggunaan listrik harus dapat diatur sesuai dengan keperluan.
Listrik harus dapat dialirkan dan juga harus dapat diputuskan, dalam hal ini
harus dijamin mengalirkan listrik ke tempat yang diperlukan dengan aman.
Kecepatan perpindahan sejumlah elektron dalam waktu tertentu disebut
laju arus. Dalam perhitungan laju arus atau kuat arus ditulis dengan notasi
huruf I. Satuan untuk ukuran arus listrik dinamakan Ampere (A).
Hubungan antara laju arus (I), jumlah muatan listrik (Q) dan waktu (t)
atau Q = I x t (2.1)
Keterangan:
I = Kuat arus listrik (A)
Q = banyaknya muatan listrik (C)
t = waktu (s)
2.1.1 Macam – Macam Arus
Ada dua macam arus listrik yang dihasilkan oleh sumber listrik, yaitu:
a. Arus bolak – balik (AC)
Arus bolak – balik atau dalam bahasa bakunya disebut arus AC atau
Alternating Current. Pada umumnya arus AC ini dipakai dalam kehidupan
sehari – hari seperti penerangan rumah dan keperluan rumah tangga lainnya,
seperti menjalankan kipas angin strika,dan lainnya. Listrik arus bolak – balik
ini dihasilkan oleh sumber pembangkit tenaga listrik yang dinamakan
Generator bolak balik yang terdapat pada pusat – pusat pembangkit tenaga
listrik.
b. Arus Searah (DC)
Arus searah atau dalam bahasa bakunya disebut arus DC atau direct
current. Arus ini terjadi pada arus yang berasal dari akumulator (Akku/accu).
Akumulator termasuk jenis baterai basah selain dari pada itu dalam bidang
listrik dan elektronika selain baterai basah kita juga mengenal baterai kering.
Listrik arus searah dapat dihasilkan dengan cara mengubah arus AC menjadi
arus DC dengan menggunakan suatu alat yang disebut power supply atau
adaptor.
Sebagai dasar dari rangkaian power supply adalah sebuah komponen dioda
yang berfungsi sebagai penyearah artinya adalah dapat berubah dan
2.2 Tegangan Listrik
Jika benda bermuatan positif kalau benda tersebut kehilangan elektron dan
jika bermuatan negatif kalau benda tersebut kelebihan elektron. Dalam keadaan
berbeda muatan inilah munculnya tenaga potensial yang berada di antara benda
– benda itu. Karena itu bila sepotong kawat penghantar dihubungkan diantara kedua benda yang berbeda muatan menyebabkan terjadinya perpindahan energi
diantara benda – benda itu. Peralihan energi ini berlangsung terus selama ada
beda tegangan. Terjadinya tegangan disebabkan adanya beda tiap muatan
mempunyai tenaga potensial untuk menggerakkan suatu muatan lain dengan
cara menarik atau menolak.
Beda tegangan dapat dihasilkan dengan memberikan tekanan listrik dari
suatu pembangkit listrik pada salah satu tempat penghantar. Satuan untuk
mengukur tegangan listrik adalah volt. Beda tegangan dapat berubah – ubah,
dari seperjuta volt sampai beberapa juta volt. Beda tegangan diantara terminal
– terminal dari PLN ada yang 110 volt atau 220 volt, beda tegangan diantara dua terminal aki adalah 6 volt atau 12 volt, sedangkan beda tegangan pada
baterai umunya 1,5 volt.
2.3 Daya Listrik
Energi listrik merupakan suatu bentuk energi yang berasal dari sumber
arus. Kalau ada arus dalam rangkaian akan ada konversi energi listrik menjadi
energi bentuk lain. Contoh, arus mengalir melalui filamen merubah energi
listrik menjadi terang dan energi panas. Daya listrik dapat didefenisikan
sebagai ukuran (rate) pada saat energi listrik dikonversi. Pada lampu pijar,
tenaga listrik di ubah menjadi bentuk tenaga cahaya dan panas. Andai kata
sebuah lampu menyala dalam waktu satu jam, maka selama ini lampu
menggunakan sejumlah tenaga tertentu. Bila lampu itu menyala selama dua
jam, sudah tentu lampu itu menggunakan tenaga sebanyak dua kali lipat dari
menyala lampu.Misalnya, bola lampu150-W merubah energi dua kali dengan
ukuran bola lampu.
Watt (W) adalah ukuran dasar dari daya listrik. Kesimpulan untuk daya
pengukuran pada rangkaian dc dan ac adalah sebagai berikut:
P = V x I (2.2)
P = V2 / R (2.3)
P = I2 R (2.4)
Untuk pemakaian industri kecil, watt adalah satuan yang terlalu kecil
sehingga kilowatt (kW) yaitu 1000 W, digunakan sebagai satuan standart.
Untuk pemakain idustri besar, satuan kilowatt adalah terlalu kecil untuk
pengkuran, sehingga mega watt (MW) yaitu 1.000.000 W digunakan sebagai
satuan pengukuran.
2.4 Induksi Listrik
Induksi Listrik itu adalah fenomena fisika yang apabila pada suatu benda
yang tadinya netral atau (tidak bermuatan listrik) menjadi bermuatan listrik
karena akibat adanya pengaruh dari gaya listrik atau dari benda yang
bermuatan lain dan didekatkan padanya.
Ada dua jenis induksi listrik :
a. Induksi sendiri (Self induction).
Induksi sendiri adalah munculnya tegangan listrik pada suatu kumparan
pada saat terjadinya perubahan arah arus.Apabila suatu kawat penghantar
berpotongan dengan medan magnet, maka akan terjadi tegangan pada kawat
tersebut. Fenomena ini sulit dijelaskan namun sudah diterima sebagai hukum
alam yang sangat penting. Terutama untuk menjelaskan kejadian-kejadian pada
suatu kawat yang dialiri listrik. Apabila kuat arusnya berubah maka medan
sehingga timbul gaya gerak listrik pada kawat tersebut. Kejadian seperti inilah
yang disebut induksi sendiri.
b. Induksi mutual (Mutual induction).
Apabila arus listrik dialirkan pada salah satu kawat maka akan timbul
medan magnet pada setiap penampang kawat. Medan magnet tersebut akan
mengembang walaupun hanya dalam waktu yang sangat singkat dan
memotong kawat penghantar yang kedua. Pada saat inilah timbul gaya gerak
listrik pada penghantar yang kedua yang disebut induksi mutual. Kumparan
yang dialiri arus listrik berubah menjadi magnet disebut Elektromagnet. Ada 3
(tiga) cara yang dapat dilakukan untuk memperkuat medan magnet pada
akan menghasilkan medan magnet. Dilain pihak kumparan juga akan
menghasilkan medan magnet pada arah yang sama pada inti besi. Hal ini akan
menyebabkan terjadinya penguatan medan magnet. Penguatan medan magnet
diperoleh dari penjumlahan medan magnet yang dihasilkan oleh besi dengan
medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan.
b. Menambah jumlah kumparan.
Tiap-tiap kumparan elektromagnet menghasilkan medan magnet. Dengan
penambahan jumlah kumparan sudah tentu akan memperkuat medan magnet
secara keseluruhan. Kuatnya medan elektromagnet merupakan jumlah dari
medan magnet yang dihasilkan oleh masing-masing lilitan.
c. Memperbesar arus yang mengalir pada kumparan.
Besarnya arus yang dialirkan pada kumparan berbanding lurus dengan
menghasilkan medan magnet. Dengan demikian medan total tergantung dari
banyaknya elektron yang mengalir setiap detik atau kuat medan total
ditentukan oleh besarnya arus yang mengalir pada kumparan.
2.5 Transformator
Transformator adalah alat statis yang digunakan untuk mentransfer energi
dari satu rangkaian AC ke rangkaian yang lain. Transformator merupakan
suatu komponen yang sangat penting peranannya dalam sistem ketenagaannya
listrik. Keberadaan transformator merupakan suatu langkah maju dan
penemuan besar bagi kemajuan dunia ketenagaan listrik. Hal ini terasa ketika
Thomas A. Edison mengembangkan sistem distribusi daya listrik di kota New
York Amerika Serikat pada bulan September 1882 dengan tegangan sistem
yang ada tersebut menghasilkan kerugian yang besar karena arus listrik yang
dialirkan sangat besar sehingga penurunan tegangannya cukup besar. Agar
tidak berbahaya tegangan yang tinggi itu harus diturunkan terlebih dahulu
sebelum arus listrik disalurkan ke rumah-rumah penduduk. Pada umumnya
tegangan listrik yang disalurkan ke rumah-rumah penduduk ada dua macam,
yaitu 220 volt dan 1l0 volt. Alat yang digunakan untuk menurunkan tegangan
disebut transformator. Bagian utama transformator adalah dua buah kumparan
yang keduanya dililitkan pada sebuah inti besi lunak. Kedua kumparan tersebut
memiliki jumlah lilitan yang berbeda. Kumparan yang dihubungkan dengan
sumber tegangan AC disebut kumparan primer, sedangkan kumparan yang lain
disebut kumparan sekunder. Jika kumparan primer dihubungkan dengan
sumber tegangan AC (dialiri arus listrik AC), besi lunak akan menjadi
elektromagnet. Karena arus yang mengalir tersebut adalah arus AC, garis-garis
gaya elektromagnet selalu berubah-ubah. Oleh karena itu, garis-garis gaya
yang dilingkupi oleh kumparan sekunder juga berubah-ubah. Perubahan garis
gaya itu menimbulkan GGL induksi pada kumparan sekunder. Hal itu
Transfer energi tersebut kemungkinan menaikkan atau menurunkan
tegangan , namun frekuensinya akan sama pada kedua rangkaian. Jika
transformasi terjadi dengan kenaikan tegangan disebut transformator step – up.
Transformator step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder
lebih banyak daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik
tegangan. Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik
sebagai penaik tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi
yang digunakan dalam transmisi jarak jauh.
Gambar 2.1 Simbol Transformator Step-Up
Apabila tegangan diturunkan disebut transformator step – down.
Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada
lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator
jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.
Gambar 2.2 Simbol Transformator Step-Down
Arus daya AC yang bervariasi diperlukan untuk menghasilkan fluks
magnet yang bervariasi pada inti besi sehingga energi listrik dari satu
kumparan ditransfer ke kumparan yang lain. Kumparan yang menerima daya
dari pensuplai disebut kumparan primer, sedangkan kumparan yang
memberikan daya pada beban disebut kumparan sekunder. Frekuensi AC dari
primer menginduksikan frekuensi yang sama pada sekunder. Selain sebagai
rangkaian, mengatur tegangan atau arus dan untuk pengukuran serta rangkaian
pelindung.
2.5.1 Prinsip kerja Transformator
Transfomator terdiri atas dua buah kumparan (primer dan sekunder) yang
bersifat induktif, yang terpisah secara elektris namun berhubungan secara
magnetis melalui jalur yang memiliki reluktansi (reluctance) rendah. Apabila
kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak balik, maka
fluks bolak balik akan muncul di dalam inti (core) yang dilaminasi, karena
kumparan tersebut membentuk jaringan tertutup, maka mengalirlah arus
primer. Akibat adanya fluks di kumparan primer, maka dikumparan primer
terjadi induksi (self induction) dan terjadi pula induksi di kumparan sekunder
karena pengaruh induksi dari kumparan primer (mutual induction) yang
menyebabkan timbulnya fluks magnet di kumparan sekunder, serta arus
sekunder jika rangkaian sekunder dibebani, sehingga energi listrik dapat
ditransfer keseluruhan (secara magnetis).
Tegangan listrik arus bolak balik yang dapat ditransformasikan oleh
transformator, sedangkan dalam bidang elektronika , transformator digunakan
sebagai gandengan impedansi antara sumber dan beban untuk menghambat
arus searah sambil tetap melakukan arus bolak – balik antara rangkaian.
2.5.2 Hubungan Antara Daya, Tegangan dan Arus pada Transformator
Transformator menaikkan, menurunkan tegangan atau menyamakan
tegangan antara kumparan primer dan sekunder tanpa rugi daya yang besar.
Output daya transformator = input daya transformator – kerugian internal dan
merupakan hasil kali tegangan dan arus.
Tidak ada keuntungan atau kerugian energi pada transformator ideal.
tegangan yang dikalikan dengan arus rangkaian primer sama dengan tegangan
dikalikan arus rangkaian sekunder . Dengan perkataan lain, pada transformator
ideal output daya harus sama dengan input daya. Ada beberapa kerugian daya
transformator dalam praktek, tetapi rata – rata efisiensi transformator tidak
lebih 90%. Kerugian efisiensi merupakan akibat dari tahanan (kerugian
tembaga) dari kumparan, kerugian inti yang disebabkan arus yang timbul dari
adanya pemotongan medan magnet oleh penghantar/konduktor yang digerak -
gerakkan disekitar medan magnet. Arus ini juga timbul apabila ada sebuah
konduktor yang diam sementara ada medan magnet yang bergerak secara bolak
balik terhadap konduktor tersebut. Medan magnet bisa berubah dikarenakan
arus bolak balik dari tegangan AC yang tidak stabil. Medan magnet yang
ditimbulkan dari kedua aplikasi di atas akan menyebabkan medan induksi.
Medan hasil induksi ini, yang arahnya tidak sama dengan medan penyebabnya,
akan menghasilkan medan pusaran. Dan jika bahan inti yang dijadikan jalur
medan magnet ini bersifat kondukif (dapat melewatkan arus), maka medan
pusar ini akan menghasilkan arus pusar pada inti.
Jika sebuah konduktor digerakkan memotong medan magnet, yang berarti
ada perubahan medan melingkar konduktor yang terjadi karena posisi
konduktor berubah relative terhadap arah medan magnet yang tetap. Medan
magnet induksi yang dihasilkan oleh listrik bola/ik besarnya berubah - ubah
terhadap waktu menghasilkan arus listrik yang besarnya juga berubah - ubah
terhadap waktu. Dan arus ini menghasilkan medan magnet di sekitar konduktor
yang besarnya juga berubah - ubah. Singkatnya, dalam kedua fenomena ini
(konduktor bergerak memotong medan magnet atau medan magnet bergerak
yang besarnya berubah2 memotong konduktor) akan muncul medan induksi
pada sekitar konduktor, medan hasil ini, yang arahnya tidak sama dengan
medan penyebabnya, akan menghasilkan medan pusaran. Dan jika bahan inti
yang dijadikan jalur medan magnet ini bersifat kondukif (dapat melewatkan
Ukuran kerja daya maksimum tranformator sering di cantumkan pada plat
nama trans-formator. Daya transformator dirancang dengan ukuran kerja volt
ampere (VA) dan bukan dengan ukuran watt. Karena daya transformator
adalah daya buta. Transformator ini tidak merubah daya menjadi panas,
mentransfer daya dari sumber ke beban saja.
Perbandingan jumlah lilitan pada primer dengan jumlah apada sekunder adalah
perbandingan lilitan dari transformator:
(2.5)
dimana Np= jumlah lilitan pada primer
Ns = jumlah lilitan pada sekunder
Pada transformator ideal, tegangan induksi pada masing – masing lilitan
sekunder sama dengan tegangan induksi masing – masing lilitan pada primer.
Tegangan yang menginduksikan sendiri pada tiap – tiap lilitan primer sama
dengan tegangan yang dipakai primer dibagi dengan jumlah lilitan primer. Jadi
perbandingan tegangan transformator sama dengan perbandingan lilitannya.
Dapat ditulis sebagai perbandingan lilitan sama dengan perbandingan
tegangan.
Tegangan yang dinaikkan atau diturunkan pada transformator sebanding
dengan perbandingan rasio. Contoh jika jumlah lilitan sekunder dua kali
jumlah lilitan primer, teganga sekunder akan dua kali tegangan primer. Jika
jumlah lilitan primer dua kali jumlah lilitan sekunder, tegangan sekunder akan
Transformator dikelompokkan sebagai penaik up) dan penurun
(step-down) sehubungan dengan pengaruhnya pada tegangan. Transformator penaik
tegangan adalah transforrnator yang output kumparan sekunder lebih besar
dibandingkan tegangan input kumparan primer. Jenis transformator yang
mempunyai lilitan pada kumparan sekunder lebih banyak dibandingkan pada
kumparan sekunder. Perbandingan lilitan primer dengan lilitan sekunder
menentukan perbandingan tegangan input dengan output transformator.
Transformator step-down (penurunan tegangan) adalah transformator pada
tegangan output kumparan yang lebih rendah dibanding dengan tegangan input
kumparan primer. Jenis transformator ini mempunyai lilitan sekunder lebih
sedikit atau kurang dibandingkan dengan lilitan pada kumparan primer.
Perbandingan jumlah lilitan primer dengan sekunder menentukan perbandingan
tegangan primer dengan sekunder dari transformator.
Dengan hukum ohm, jumlah arus sekunder sama dengan tegangan
sekunder dibagi dengan tahanan pada rangkaian sekunder ( dianggap tahanan
kumparan dapat diabaikan).
Apabila transformator menaikkan tegangan, arus kumparan sekunder dan
arus kumparan primer turun lebih rendah, sehingga daya(tegangan dikali
arus)akan sama pada kedua kumparan. Rasio arus primer dengan sekunder
adalah berbanding terbalik dengan rasio tegangan atau lilitan.
Vs x Is = Vp x Ip (2.7)
Atau
2.6 Mikrokontroler ATMega8535
Gambar 2.3 Blok Diagram Fungsional ATMega8535
Dari Gambar 2.3 tersebut dapat dilihat bahwa ATMega8535 memiliki
bagian sebagai berikut:
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D
2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan
4. CPU yang terdiri atas 32 saluran register
5. Watching Timer dengan osilator internal
6. SRAM sebesar 512 byte
7. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write
8. Unit interupsi internal dan eksternal
9. Port antarmuka SPI
10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi
11. Antaramuka komparator analog
2.6.1 Fitur ATMega8535
Kapabilitas detail dari ATMega8535 adalah sebagai berikut:
1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16
MHz.
2. Kapabilitas memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM
(electrically Erasable Programmable Read Only Memori) sebesar 512 byte.
3. ADCinter dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.
4. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps
5. Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.
2.6.2 Konfigurasi Pin ATMega8535
Konfigurasi Pin ATMega8535 bila dilihat dari Gambar 2.4. Dari Gambar
tersebut dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin ATMega 8535
sebagai berikut:
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya
2. GND merupakan pin ground
3. Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC
4. Port B (PB0..PB7) merupan pin I/0 dua arah dan pin fungsi sekaligus
khusus, yaitu Timer/Counter, komparator analog, dan SPI.
5. Port C (PC0.PC7) merupakan pin I/0 dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu,
yaitu TWI,komparator analog, dan timer Oscilator
6. Port D(PDO..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
komparator analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial
7. Reset merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler
8. XTAL 1 dan XTAL 2 merupakan pin masukan clock eksternal
9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC
Gambar 2.4 Pin ATMega8535
2.6.3 Peta Memori
AVR ATMega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan
memori program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian, yaitu
32 buah register umum., 64 buah register I/O, dan 512 byte SRAM Internal.
Register keperluan umum menempati space data pada alamat terbawah,
yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu, register khusu untuk menangani I/0 dan
control terhadap mikrokontroler menempati 64 alamat berikut berikutnya,
mulai dari $20 hingga $5F. Register tersebut merupakan register yang khusus
digunakan untuk mengatur fungsi terhadap berbagai peripheral mikrokontroler,
seperti control register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi terhadap
bebagai peripheral mikrokontroler, seperti control register, timer/counter,
fungsi – fungsi I/O, dan sebagainya. Alamat yang lainnya digunakan untuk
SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan $25F. Memori program
yang terletak dalam Flash PEROM tersusun dalam word atau 2 byte karena
setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32-bit. AVR ATMega8535 memiliki
AVR tersebut memiliki 12 bit Program Counter (PC) sehingga mampu
mengalamati isi Flash.
Gambar 2.5 Peta Memori Program AVR ATMega8535
2.7 Komunikasi Serial USART
Serial Port atau biasa disebut dalam bahasa Indonesia adalah port seri
merupakan sebuah port pada personal computer yang berfungsi untuk
mentransmisikan satu bit informasi pada satu satuan waktu. Dalam serial port,
pengiriman informasi tidak memungkinkan untuk melakukan secara banyak
sekaligus. Hal ini disebabkan karena dalam melakukan pemindahan data,
biasanya serial port bekerja seri, misalnya COM 1 dan COM 2. Untuk
penggunaan port serial sekarang ini sudah berkurang. Penggunaan port serial
telah tergantikan dengan port USB dan Firewire. Sedangkan untuk jaringan
(networking) fungsinya sudah tergantikan dengan port Ethernet. Berikut
beberapa fungsi serial port yaitu menghubungkan antara peripheral (alat)
computer lain dengan motherboard, penghubung antara mouse dengan
motherboard, penghubung antara modem dengan motherboard, dan
mentransmisikan informasi-informasi berupa bit-bit dari mainboard ke
USART ATMega8535 memiliki beberapa keuntungan dibandingkan
dengan sistem UART, yaitu:
1. Operasi full duplex
2. Mode operasi asinkron dan sinkron
3. Mendukung komunikasi multiprosesor
4. Mode kecepatan transmisi berorde Mbps.
2.7.1 Pengiriman Data
Proses pengiriman data serial dilakukan per Half data dengan ,menunggu
register UDR yang merupakan tempat data serial akan disimpan menjadi
kosong sehingga siap ditulis dengan data yang baru. Proses tersebut
menggunakan bit yang ada pada register UCSRA, yaitu bit UDRE (USART
Data Register Empty). Bit UDRE merupakan indikator kondisi register UDR.
Jika UDRE bernilai 1, maka register UDR telah kosong dan siap diisi dengan
data yang baru.
2.7.2 Penerimaan Data
Proses penerimaan data serial dilakukan dengan mengecek nilai bit RXC
(USART Receive Complte) pada register UCSRA. RXC akan bernilai satu jika
ada data yang siap dibaca di buffer penerima, dan bernilai nol jika tidak ada
data pada buffer penerima. Jika penerima USART dinonaktifkan, maka bit
akan selalu bernilai nol.
2.8 ADC (Analog To Digital Converter)
ADC ATMega8535 dapat konfigurasi, baik single ended input maupun
differentsial input. Selain itu, ADC ATMega8535 memiliki konfigurasi
pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau
yang amat fleksibel sehingga dapat dengan mudah disesuaikan dengan
Proses inisialisasi ADC meliputi proses penentuan clock, tegangan
referensi format output data, dan mode pembacaan. Register yang perlu di set
nilainya adalah ADMUX (ADC Multiplexer Selection Register) merupakan
register 8 bit yang berfungsi menentukan tegangan referensi ADC, format data
output, dan saluran ADC yang digunakan, ADCSRA (ADC control and status
register). ADCSRA (ADC Control and Status RegisterA) merupakan register 8
bit yang berfungsi melakukan manajemen sinyal kontrol dan statur dari ADC,
dan SFIOR (Special Function IO Register) merupakan register 8 bit pengatur
sumber picu konversi ADC , apakah dari picu eksternal atau dari picu internal.
Dalam proses pembacaan hasil interupsi ADC, dilakukan pengecekan
terhadap bit ADIF (ADC Interrupt Flag) pada register ADCSRA. ADIF akan
bernilai 1 jika konversi sebuah saluran ADC telah selesai dilakukan dan data
hasil konversi siap untuk diambil , dan demikian sebaliknya. Data disimpan
dalam dua buah register, yaitu ADCH dan ADCL.
2. 9 Komunikasi Serial RS 232
RS232 adalah standard komunikasi serial antar periperal-periperal. Standar
sinyal komunikasi serial yang banyak digunakan ialah standar RS232. Standar
ini menggunakan beberapa piranti dalam implementasinya. Banyak PC dan
komputer yang kompatibel dilengkapi dengan dua port serial dan satu port
paralel. Meskipun kedua jenis port yang digunakan untuk berkomunikasi
dengan perangkat eksternal, mereka bekerja dengan cara yang berbeda.
Standar ini hanya menyangkut komunikasi data antara komputer (Data
Terminal Equipment – DTE) dengan alat – alat pelengkap komputer (Data
Circuit-Terminating Equipment – DCE). Standarad RS232 inilah yang
biasanya kita dapat menemukan dua konektor DB 9 yang bisanya dinamakan
2.9.1 Karekteristik Sinyal Serial Port
Standar RS232 ditetapkan oleh Electronic Industry Association and
Telecomunication Industry Association pada tahun 1962. Nama lengkapnya
adalah EIA/TIA-232 Interface Between Data Terminal Equipment and Data
Circuit-Terminating Equipment Employing Serial Binary Data Interchange.
Meskipun namanya cukup panjang tetapi standar ini hanya menyangkut
komunikasi data antara komputer dengan alat-alat pelengkap komputer. Ada
dua hal pokok yang diatur standar RS232, antara lain adalah :
• Bentuk sinyal dan level tegangan yang dipakai.
• Jenis sinyal dan konektor yang dipakai, serta susunan sinyal pada kaki- kaki di konektor.
Beberapa parameter yang ditetapkan EIA (Electronics Industry
Association) antara lain:
• Sebuah „spasi‟ (logika 0) antara tegangan +3 s/d +25 volt • Sebuah „tanda‟ (logika 1) antara tegangan -3 s/d -25 volt
• Daerah tegangan antara +3 s/d -3 volt tidak didefenisikan
• Tegangan rangkaian terbuka tidak boleh lebih dari 25 volt (dengan acuan
ground)
• Arus hubung singkat rangkaian tidak boleh lebih dari 500 mA.
Sebuah penggerak (driver) harus mampu menangani arus ini tanpa
mengalami kerusakan. Selain mendeskripsikan level tegangan seperti yang
dibahas di atas, standard RS232 menentukan pula jenis-jenis sinyal yang
dipakai mengatur pertukaran informasi antara DTE dan DCE, semuanya
terdapat 24 jenis sinyal tapi yang umum dipakai hanyalah 9 jenis sinyal.
Konektor yang dipakai pun ditentukan dalam standard RS232, untuk sinyal
yang lengkap dipakai konektor DB25, sedangkan konektor DB9 hanya bisa
2.9.2 Serial Pada PC
Pada IBM PC Compatibel tata cara komunikasi serial yang digunakan
ialah jenis asinkron. Komunikasi data serial ini dikerjakan oleh UART
(Universal Asynchronous Receiver / Tranceiver). Pada UART, kecepatan
pengiriman data (baud rate) dan fase clock pada sisi transmitter dan pada sisi
receiver harus sinkron. Untuk itu diperlukan diperlukan sinkronisasi antara
transmitter dan receiver. Hal ini dilakukan oleh bit „Start‟ dan bit „Stop‟.
Kecepatan transmisi (baudrate) dapat dipilih bebas dalam rentang tertentu.
Baudrate yang umum dipakai adalah 600, 1200, 2400, dan 9600 bps (bit per
sekon).
2.9.3 Konfigurasi Serial Port.
Dibawah ini adalah gambar konektor port serial DB 9. Pada komputer
IBM PC Compatibel biasanya kita dapat menemukan dua konektor DB 9 yang
bisanya dinamakan COM1 dan COM2.
Tabel 2.1. Konfigurasi pin dan nama sinyal konektor serial DB 9
No. Pin Arah sinyal:
1 Pembawa Detect (CD) (dari DCE) sinyal masuk dari modem
2 Data yang diterima (RD) Incoming Data dari DCE
3 Menular Data (TD) Data keluar untuk DCE
4 Data Terminal Ready (DTR) sinyal handshaking Outgoing
5 Sinyal tanah tegangan referensi umum
6 Data Set Ready (DSR) sinyal handshaking Incoming
7 Permintaan Untuk Kirim (RTS) Outgoing sinyal kontrol aliran
8 Hapus Untuk Kirim (CTS) masuk sinyal kontrol aliran
9 Cincin Indicator (RI) (dari DCE) sinyal masuk dari modem
Sinyal-sinyal tersebut ada yang menuju ke DCE ada pula yang berasal dari
DCE. Bagi sinyal yang menuju ke DCE artinya DTE berfungsi sebagai output
dan DCE berfungsi sebagai input, misalnya sinyal TD, pada sisi DTE kaki TD
adalah output, dan kaki ini dihubungkan ke kaki TD pada DCE yang berfungsi
sebagai input. Kebalikan sinyal TD adalah RD, sinyal ini berasal dari DCE dan
dihubungkan ke kaki RD pada DTE yang berfungsi sebagai output.
2.9.4 Konfigurasi Null Modem
Konfigurasi Null Modem digunakan untuk menghubungkan dua DTE
dengan diagram pengkabelan yang dapat dilihat pada gambar dibawah. Dalam
hal ini hanya dibutuhkan tiga kabel antar DTE, yakni untuk TxD, RxD dan
Gnd. Cara kerjanya adalah bagaimana membuat komputer agar berpikir bahwa
computer berkomunikasi dengan modem (DCE) bukan dengan komputer
Gambar 2.7 Menghubungkan Dua DTE Dengan Diagram Pengkabelan
Pada gambar diatas terlihat bahwa kaki DTR (Data Terminal Ready)
dihubungkan ke DSR (Data Set Ready) dan juga ke CD (Carrier Detect) pada
masing masing komputer, sehingga pada saat sinyal DTR diaktifkan maka
sinyal DSR dan CD juga ikut aktif (konsep Modem Semu atau Virtual
Modem). Karena computer dalam hal ini melakukan pengiriman data dengan
kecepatan yang sama, maka kontrol aliran (flow control) belum dibutuhkan
sehingga RTS (Request To Send) dan CTS (Clear to Send) pada masing masing
komputer saling dihubungkan.
2.9.5 Transmisi Data Pada RS232
Komunikasi pada RS-232 dengan PC adalah komunikasi asinkron.
Dimana sinyal clocknya tidak dikirim bersamaan dengan data. Masing-masing
data disinkronkan menggunakan clock internal pada tiap-tiap sisinya. Format
transmisi satu byte pada RS232 Data yang ditransmisikan pada format diatas
adalah 8 bit, sebelum data tersebut ditransmisikan maka akan diawali oleh start
bit dengan logik 0 (0 Volt), kemudian 8 bit data dan diakhiri oleh satu stop bit
dengan logik 1 (5 Volt).
2.9.6 Keuntungan Menggunakan Komunikasi Serial
Antar muka komunikasi serial menawarkan beberapa kelebihan
• Kabel untuk komunikasi serial bisa lebih panjang dibandingkan dengan
pararel.
Data-data dalam komunikasi serial dikirimkan untuk logika „1‟ sebagai
tegangan -3 s/d -25 volt dan untuk logika „0‟ sebagai tegangan +3 s/d +25
volt, dengan demikian tegangan dalam komunikasi serial memiliki ayunan
tegangan maksimum 50 volt, sedangkan pada komunikasi pararel hanya 5
volt. Hal ini menyebabkan gangguan pada kabel-kabel panjang lebih mudah
diatasi dibanding dengan pararel.
• Jumlah kabel serial lebih sedikit.
Dua perangkat komputer yang berjauhan dengan hanya tiga kabel untuk
konfigurasi null modem, yakni TxD (saluran kirim), RxD (saluran terima)
dan Ground, akan tetapi jika menggunakan komunikasi pararel akan terdapat
dua puluh hingga dua puluh lima kabel.
• Komunikasi serial dapat menggunakan udara bebas sebagai media transmisi.
Pada komunikasi serial hanya satu bit yang ditransmisikan pada satu waktu
sehingga apabila transmisi menggunakan media udara bebas (free space)
maka dibagian penerima tidak akan muncul kesulitan untuk menyusun
kembali bit bit yang ditransmisikan.
• Komunikasi serial dapat diterapkan untuk berkomunikasi dengan mikrokontroler.
Hanya dibutuhkan dua pin utama TxD dan RxD (diluar acuan ground). Pada
IBM PC Compatibel tata cara komunikasi serial yang digunakan ialah jenis
asinkron. Komunikasi data serial ini dekerjakan oleh UART (Universal
Asynchronous Receiver / Tranceiver).
Pada UART, kecepatan pengiriman data (baud rate) dan fase clock pada sisi
transmitter dan pada sisi receiver harus sinkron. Untuk itu diperlukan
diperlukan sinkronisasi antara transmitter dan receiver. Hal ini dilakukan oleh
dalam rentang tertentu. Baudrate yang umum dipakai adalah 600, 1200, 2400,
dan 9600 bps (bit per sekon).
2.9.7 ConverterLogika RS232.
Jika peralatan yang digunakan menggunakan logika TTL, maka sinyal port
serial harus dikonversikan terlebih dahulu ke pulsa TTL sebelum digunakan
begitu juga sebaliknya. Converter yang paling mudah digunakan ialah MAX
232 atau HIN 232. Kedua IC ini sama hanya memiliki nama yang berbeda. Di
dalam IC ini terdapat charge pump yang akan membangkitkan tegangan +10
Volt dan -10 Volt dari sumber +5 Volt tunggal. Dalam IC DIP (Dual Inline
Package) 16 pin ini terdapat 2 buah transmitter dan 2 buah receiver.
Gambar 2.8IC HIN 232
