BAB II
LANDASAN TEORI
Dalam perancangan sistem perancangan parkir otomatis berbasis arduino menggunakan RFID, digunakan beberapa software dan juga berbagai jenis hardware yang masing – masing memiliki fungsi operasi dan penggunaannya yang berbeda – beda. Sehingga, diperlukan pemahaman konsep dasar dari teknologi – teknologi yang akan digunakan pada sistem ini. Berikut ini akan dibahas mengenai konsep dasar teknologi atau komponen – komponen pendukung yang digunakan sebagai landasan perancangan sistem perancangan parkir otomatis.
2.1 RFID
RFID adalah sebuah metode atau teknologi identifikasi berbasis gelombang radio (radio frequency). Teknologi ini mampu mengidentifikasi
berbagai obyek secara simultan tanpa diperlukan kontak langsung. Simultan mempunyai pengertian bahwa, bermacam obyek tersebut diidentifikasi tidak satu persatu sebagaimana dilakukan pada identifikasi terhadap sistem barcode.
RFID ini termasuk dalam golongan teknologi Auto-ID (Automatic Identification)
dimana termasuk diantaranya adalah teknik barcode, pembaca karakter optis, dan
teknologi biometri. Tetapi kelompok lain Auto-ID tersebut masih memerlukan campur tangan manusia walaupun terbatas untuk menangkap data identitas itu, namun tidak demikian halnya dengan RFID. Jadi, sistem RFID terdiri dari dua bagian, yaitu RFID tag yang biasa juga disebut sebagai transponder, dan RFID tag reader atau interrogator. RFID tag yang berisi data, dilekatkan pada obyek,
sedang RFID tag reader sebagai unit pemindai data. Kedua bagian sistem RFID tersebut berkomunikasi melalui udara yang sering disebut sebagai air-interface.
Pada Gambar 2.1 dilukiskan agak rinci bagian RFID reader-nya, yaitu adanya pemancar dan penerima serta circulator yang berfungsi untuk mengarahkan sinyal
pancar dan sinyal terima ke dan dari RFID tag.
Gambar 2.1 Antena
2.1.1 Prinsip kerja RFID
Pada sistem RFID aktif ini, kartu RFID tag mempunyai sumber daya sendiri dan mempunyai transmitter. Sumber daya yang digunakan
bisa berasal dari batere atau tenaga surya. Karena mempunyai sumber daya sendiri, RFID jenis ini mempunyai jangkauan yang lebih luas, yaitu antara 20 meter sampai 100 meter. Kartu RFID tag jenis ini akan melakukan
broadcast sinyal untuk mengirimkan data dengan menggunakan transmitter yang dimiliknya. RFID jenis ini biasanya beroperasi pada
frekuensi 455 MHz; 2,45 GHz. Kartu jenis ini digunakan pada aset bernilai besar (kargo, kontener atau mobil) karena kartu jenis ini berharga relatif mahal. Kartu RFID aktif ini dapat dibagi lagi menjadi 2 jenis: transponder
dan beacon. Transponder hanya akan melakukan broadcast ketika mereka
menerima sinyal dari piranti pembaca (tetapi bukan untuk pembangkit daya circuit). Contoh umum dari sistem ini adalah pada sistem
pembayaran di gerbang jalan tol. Pada saat mobil memasuki pintu keluar, maka piranti pembaca pada gerbang akan mengirimkan sinyal yang akan membangunkan transponder di kaca depan. Transponder kemudian akan
melakukan pancaran data yang berisi identitas mobil tersebut. Sementara jenis beacon banyak digunakan pada real-time locating system (RTLS),
yaitu sistem untuk mengetahui lokasi suatu objek dengan cepat. Pada
beacon, sinyal data dikirimkan secara periodik pada selang interval
tertentu. Perioda saat pengiriman sinyal bergantung pada tingkat kepentingan untuk mengetahui letak aset. Sinyal yang dipancarkan oleh
beacon ditangkap dengan menggunakan minimal 3 buah piranti pembaca.
Gambar 2.2 Tag Aktif
2.1.2 Komunikasi Data Sistem RFID
Yang dimaksudkan dengan komunikasi data pada sistem RFID adalah, bagaimana data yang dikirimkan oleh RFID reader ketika „menyapa‟ RFID tag, dan demikian juga data apa yang dikirimkan RFID
tag untuk menjawab RFID reader. Tentu tidak hanya untuk menghidupkan rangkaian tag saja sinyal RF yang dikirimkan reader seperti dijelaskan di
depan, tetapi tentu terdapat sederetan data dan „perintah‟ yang
dikirimkannya. Data yang dikirimkan sebagaimana komunikasi data umumnya adalah dalam bentuk serial data dengan aturan yang lazim, yaitu awal pengiriman dimulai dari LSB masing-masing data apabila berasal dari reader, tetapi kelaziman itu dibalik ketika data itu dikirm dari jawaban RFID tag. Secara diagram waktu, kedua struktur data tersebut diilustrasikan pada Gambar 2.3. Nampak pada Gambar bahwa, data stream dari reader berlangsung selama 1,9 ms, yang terdiri dari deretan, spinup
berbentuk digit „0‟ duapuluh kali, TALK command, jeda sesaat, spinup
berbentuk digit „0‟ duapuluh kali lagi, dan SCROLL-ALL-ID command.
berbentuk digit „0‟ duapuluh kali, digunakan untuk melakukan sinkronisasi kepada tag agar tag dapat mengenali paket data dari reader. Data TALK command adalah, sinyal yang dapat memastikan bahwa tag „bangun‟
karena dengan sinyal TALK command ini, tag mendapat catu tegangan
seperti dijelaskan pada pembahasan RFID pasif. Scroll-all-ID command
adalah, sinyal perintah dari reader kepada tag untuk mengirimkan (backscatter) semua ID tag dan CRC yang diperlukan. Sebagai berikut
contoh Reader request terdapat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Reader Request
Sementara sinyal jawaban dari tag setelah menerima perintah dari reader, adalah, data preamble, sinyal CRC, dan semua data ID (EPC,
electronic product code) yang terdapat dalam memory tag. Sinyal preamble yang terdiri dari, tujuh bit „1‟ dan satu bit „0‟, mempunyai fungsi
untuk melakukan sinkronisasi sinyal tag ke reader sehingga dapat membaca data CRC dan data ID dengan tepat. Data CRC (cyclic redundant check) berfungsi untuk melakukan deteksi error yang terjadi
pada data ID dan dapat melakukan koreksi error tersebut. Jadi begitu satu tag menerima sinyal data stream dari reader, maka tag akan mengirimkan
data stream tersebut. Data stream jawaban tag lebih singkat waktunya, yaitu 0,8 milisekon. Begitu reader menerima data ID dari satu tag, maka tag bersangkutan ditempatkan pada keadaan quiet state, sehingga bila tag
tersebut masih menerima sinyal perintah dari reader karena masih di dalam
read zones, maka tag tersebut tidak mengirim jawaban lagi. Dengan laju
proses sebesar 70 kbps untuk reader dan 140 kbps untuk tag, maka keseluruhan proses memerlukan waktu sekitar 2,7 milisekon untuk ID sebesar 64 bit. Apabila proses berlangsung tanpa collison (dari tag yang
lain), maka proses berlangsung sekitar 3 milisekon setiap tag, sehingga akan mencapai 330 tag tiap sekon.
2.1.3 RFID Tag
Sebuah tag RFID umumnya terdiri dari sebuah microchip yang melekat ke antena radio dipasang pada substrat/objek. Chip berisi nomor identifikasi unik yang dapat menyimpan data sebanyak 2 kilobyte. Sedangkan antena berupa kumparan atau lilitan kawat tembaga, biasanya datar yang dapat mengirim dan menerima gelombang radio. Secara umum dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Tag RFID dikelompokkan menjadi tiga, yaitu : A. Tag pasif
Tag pasif tidak memiliki sumber daya internal dan aktif hanya ketika pembaca di dekatkan kepadanya. Antena dalam tag pasif dirancang baik untuk mengumpulkan daya dari sinyal yang masuk dan mengirimkan informasi sendiri kembali ke pembaca. Tergantung pada ukuran dan desain dari antena, jangkauan transmisi tag pasif adalah hanya sampai beberapa meter. Karena tidak adanya kontrol internal, tag ini bisa berbentuk kecil dan relatif murah untuk diproduksi.
B. Tag aktif
Tag aktif memiliki sumber daya internal dalam suatu chip dan memiliki kemampuan memancarkan sinyal respon Tag ini juga memiliki lebih banyak ruang memori dalam microchip, sehingga dapat dibaca dengan kecepatan yang lebih tinggi dan lebih penting pada jarak yang lebih jauh (hingga ratusan meter). Tag ini jauhlebih mahal untuk memproduksi dan banyak digunakan oleh industri pertahanan, pengiriman dan pertambangan.
C. Tag semi-aktif / semi-pasif
Tag semi-aktif memiliki sumber daya internal hanya untuk memantau kondisi lingkungan, namun memerlukan energi dari pembaca/reader untuk melakukan keperluan komunikasi data. Umumnya, tag jenis ini beroperasi pada kecepatan tinggi
dengan jarak yang lebih besar, tetapi memiliki umur yang relatif lebih pendek dari tag lain, sedikit lebih rapuh dan mahal untuk diproduksi. berikut contoh RFID tag terdapat pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Jenis – Jenis RFID Tag
2.1.4 RFID Reader
Untuk mengambil/membaca data yang tersimpan pada tag RFID, diperlukan sebuah pembaca. Sebuah pembaca RF terdiri dari antena dan modul kontrol elektronik yang memancarkan gelombang radio dan membaca sebuah tag terdekat yang ada dalam jangkauan jarak pancar dan menerima informasi yang dikodekan menggunakan komunikasi frekuensi radio dan kemudian melewatkan informasi tersebut ke bentuk digital ke sistem komputer.
Pembaca juga dapat menulis informasi untuk chip pada tag. Sebagai contoh, jika tag RF di dalam buku, kode ditulis ke chip dapat menunjukkan buku tersebut telah diperiksa. Seorang pembaca keamanan di pintu keluar kemudian akan menerima informasi ini dari tag untuk memungkinkan bahwa buku ini aman untuk lewat. Contoh lain, adalah pengisian/penulisan pada pembayaran kartu elektrik.
Kartu yang sudah disiapkan sebagai tag RF, dituliskan sejumlah nilai melalui pembaca. Jumlah nominal yang disimpan ini nantinya dapat digunakan sebagai alat pembayaran elektrik. Berikut contoh RFID reader terdapat pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6 RFID Reader
2.2 Power Supply
Power supply digunakan sebagai catu daya dan merupakan bagian yang sangat penting karena tanpa adanya catu daya maka rangkaian elektronik tidak akan bekerja. Power supply adalah sebuah perangkat rangkaian yang berfungsi membangkitkan, menyalurkan dan mendistribusikan tenaga listrik dari sumber trafo yang akan di salurkan ke seluruh komponen. IC power ini menggantikan sebuah baterai.
Gambar 2.7 Power Supply
2.2.1 Prinsip Kerja Power Supply
Dengan trafo step-down ini, tegangan input PLN 220V-240V akan diturunkan menjadi 6V, 9V,12V, 15V, atau sesuai dari kebutuhan pengeluaran aliran yang di gunakan. Setelah itu disearahkan menjadi tegangan DC. Ketika Kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, perubahan arus listrik pada kumparan primer menimbulkan medan magnet yang berubah. untuk Dioda sebenarnya tidak memiliki karakter yang sempurna, melainkan memiliki karakter yang berhubungan dengan arus dan tegangan komplek yang tidak linier dan seringkali tergantung pada teknologi yang digunakan serta parameter penggunaannya.
2.3 Arduino
Arduino adalah papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya
terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR
dari perusahaan Atmel. Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC (integrated circuit) yang bisa diprogram menggunakan komputer.
Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input, memproses input tersebut dan kemudian
menghasilkan output sesuai yang diinginkan. Jadi mikrokontroler bertugas
sebagai otak yang mengendalikan proses input, dan output sebuah rangkaian
elektronik. Bagian-bagian pada Arduino dapat dilihat pada Gambar 2.8.
Gambar 2.8 Arduino Mega 2560
2.3.1 Spesifikasi Arduino Mega 2560
Adapun data teknis board Arduino Mega 2560 sebagai berikut : Mikrokontroler: Arduino Mega 2560
Tegangan Operasi: 5V
Tegangan Input (recommended): 7 - 12V Tegangan Input (limit): 6 - 20V
Pin digital I/O: 54 ( 15 pin digunakan sebagai output PWM ) Pin analog input: 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
Kecepatan Pewaktu: 16 MHz
Gambar 2.9 Arduino Uno 328
2.3.2 Spesifikasi Arduino Uno 328
Mikrokontroler ATmega328. Catu Daya 5V.
Teganan Input (rekomendasi) 7-12V. Teganan Input (batasan) 6-20V.
Pin I/O Digital 14 (of which 6 provide PWM output). Pin Input Analog 6.
Arus DC per Pin I/O 40 mA.
Flash Memory 32 KB (ATmega328) dimana 0.5 KB
digunakan oleh bootloader. SRAM 2 KB (ATmega328). EEPROM 1 KB (ATmega328). Clock Speed 16 MHz.
2.3.3 Konvigurasi Mikrokontroler AVR Atmega 2560
Gambar 2.10 Pin Mikrokontroler Atmega 2560
Atmega 2560 memiliki 100 Pin, yang masing-masing pinnya memiliki fungsi yang berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya.
Gambar 2.11 Blok Diagram Atmega 2560
Pada AVR status register mengandung beberapa informasi
mengenai hasil dari kebanyakan hasil eksekusi instruksi aritmatik. Informasi ini digunakan untuk altering arus program sebagai kegunaan untuk meningkatkan performa pengoperasian. Register ini di-update
setelah operasi ALU (Arithmetic LogicUnit) hal tersebut seperti yang
tertulis dalam data sheet khususnya pada bagian Instruction Set Reference. Dalam hal ini untuk beberapa kasus dapat membuang
penggunaan kebutuhan instrukasi perbandingan yang telah didedikasikan serta dapat menghasilkan peningkatan dalam hal kecepatan dan kode yang lebih sederhana dansingkat. Register ini tidak secara otomatis tersimpan
ketika memasuki sebuah rutin interupsi dan juga ketika menjalankan sebuah perintah setelah kembali dari interupsi. Namun hal tersebut harus dilakukan melalui software.
2.3.4 Konfigurasi Mikrokontroler AVR ATmega 328
AVR adalah mikrokontroller CMOS 8-bit buatan Atmel berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Kebanyakan instruksi dikerjakan pada satu siklus clock, AVR mempunyai register
general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode copare, interupt internal dan eksternal, serial UART, programmable Watchdog Timer, dan
mode power saving. Beberapa diantaranya mempunyai ADC dan PWM
internal.AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip
yang mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam system menggunakan hubungan serial SPI. Chip AVR yang digunakan untuk tugas akhir ini adalah ATmega328. Konfigurasi pin Atmega328 dapat
dilihat pada Gambar 2.12 di bawah ini.
Gambar 2.12 Pin Atmega 328
AVR adalah mikrokontroller CMOS 8-bit buatan Atmel berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Kebanyakan instruksi dikerjakan pada satu siklus clock, AVR mempunyai register
general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode copare, interupt internal dan eksternal, serial UART, programmable Watchdog Timer, dan mode power saving. Beberapa diantaranya mempunyai ADC dan PWM internal.AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip yang mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam system menggunakan hubungan serial SPI. Chip AVR yang digunakan untuk tugas akhir ini adalah ATmega328. adapun sebuah blok diagram yang ada di bawah ini:
AVR inti menggabungkan instruksi kaya set dengan register bekerja 32 tujuan umum. Semua 32 register langsung terhubung ke Arithmetic Logic Unit (ALU), memungkinkan dua register independen untuk diakses dalam satu instruksi tunggal dieksekusi dalam satu siklus clock. hasiling arsitektur lebih code efisien sementara mencapai throughput hingga sepuluh kali lebih cepat dari mikrokontroler CISC konvensional.
2.4 Sensor Ultrasonik
Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik).
Gelombang ultrasonik adalah gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi sangat tinggi yaitu 20.000 Hz. Bunyi ultrasonik tidak dapat di dengar oleh telinga manusia. Bunyi ultrasonik dapat didengar oleh anjing, kucing, kelelawar, dan lumba-lumba. Bunyi ultrasonik nisa merambat melalui zat padat, cair dan gas. Reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat padat hampir sama dengan reflektivitas bunyi ultrasonik di permukaan zat cair. Akan tetapi, gelombang bunyi ultrasonik akan diserap oleh tekstil dan busa.
Gambar 2.14 Sensor Ultrasonik
2.4.1 Cara Kerja Sensor Ultrasonik
Pada sensor ultrasonik, gelombang ultrasonik dibangkitkan melalui sebuah alat yang disebut dengan piezoelektrik dengan frekuensi tertentu. Piezoelektrik ini akan menghasilkan gelombang ultrasonik (umumnya berfrekuensi 40kHz) ketika sebuah osilator diterapkan pada benda tersebut. Secara umum, alat ini akan menembakkan gelombang ultrasonik menuju suatu area atau suatu target. Setelah gelombang menyentuh permukaan target, maka target akan memantulkan kembali gelombang tersebut. Gelombang pantulan dari target akan ditangkap oleh sensor, kemudian sensor menghitung selisih antara waktu pengiriman gelombang dan waktu gelombang pantul diterima.
Gambar 2.15 Sistem Kerja Sensor Ultrasonik Secara detail, cara kerja sensor ultrasonik adalah sebagai berikut:
Sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan frekuensi tertentu dan dengan durasi waktu tertentu. Sinyal tersebut berfrekuensi diatas 20kHz. Untuk mengukur jarak benda (sensor jarak), frekuensi yang umum digunakan adalah 40kHz.
Sinyal yang dipancarkan akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan kecepatan sekitar 340 m/s. Ketika menumbuk suatu benda, maka sinyal tersebut akan dipantulkan oleh benda tersebut. Setelah gelombang pantulan sampai di alat penerima, maka sinyal tersebut akan diproses untuk menghitung jarak benda tersebut. Jarak benda dihitung berdasarkan rumus :
S = 340.t/2
dimana S merupakan jarak antara sensor ultrasonik dengan benda (bidang pantul), dan t adalah selisih antara waktu pemancaran gelombang oleh transmitter dan waktu ketika gelombang pantul diterima receiver.
2.5 Motor Servo
Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem umpan balik tertutup di mana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor servo merupakan salah satu jenis motor DC. Berbeda dengan motor stepper, motor servo beroperasi secara close loop. Poros motor dihubungkan dengan rangkaian kendali, sehingga jika putaran poros belum sampai pada posisi yang diperintahkan maka rangkaian kendali akan terus mengoreksi posisi hingga mencapai posisi yang diperintahkan. Motor servo banyak digunakan pada peranti R/C (remote control) seperti mobil, pesawat, helikopter, dan kapal, serta sebagai aktuator robot maupun penggerak pada kamera.
Gambar 2.16 Motor Servo
2.5.1 Prinsip Kerja Motor Servo
Seperti namanya, servomotor adalah sebuah servo. Lebih khusus lagi adalah servo loop tertutup yang menggunakan umpan balik posisi untuk mengontrol gerakan dan posisi akhir. Masukan kontrolnya adalah beberapa sinyal, baik analog atau digital, yang mewakili posisi yang diperintahkan untuk poros output.
Motor dipasangkan dengan beberapa jenis encoder untuk memberikan posisi dan kecepatan umpan balik. Dalam kasus yang paling sederhana, hanya posisi yang diukur. Posisi diukur dari output dibandingkan dengan posisi perintah, input eksternal ke controller. Jika posisi keluaran berbeda dari yang diperlukan, sinyal error yang dihasilkan yang kemudian menyebabkan motor berputar pada kedua arah, yang diperlukan untuk membawa poros output ke posisi yang sesuai. Sebagai pendekatan posisi, sinyal error tereduksi menjadi nol dan motor berhenti.
Pada servo motor sangat sederhana hanya menggunakan posisi penginderaan melalui potensiometer dan bang-bang control motor mereka, motor selalu berputar pada kecepatan penuh (atau dihentikan). Jenis servomotor tidak banyak digunakan dalam kontrol gerak industri, tetapi mereka membentuk dasar dari servo yang sederhana dan murah yang digunakan untuk radio kontrol model.
Servo motor lebih canggih mengukur baik posisi dan juga kecepatan poros output. Mereka juga dapat mengontrol kecepatan motor mereka, daripada selalu berjalan dengan kecepatan penuh. Kedua perangkat tambahan, biasanya dalam kombinasi dengan algoritma kontrol PID, memungkinkan servomotor yang akan dibawa ke posisinya memerintahkan lebih cepat dan lebih tepat, dengan overshoot kurang.
Gambar 2.17 Isi Perangkat Motor Servo
2.5.2 Jenis - Jenis Motor Servo Motor Servo Standar
Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) dengan defleksi masing-masing sudut mencapai 90° sehingga total defleksi sudut dari kanan – tengah – kiri adalah 180°.
Motor servo kontinu
Motor Servo Kontinu merupakan motor servo yang bagian
feedbacknya dilepas sehingga motor servo jenis ini mampu
bergerak dua arah (CW dan CCW) tanpa batasan defleksi sudut putar (dapat berputar secara kontinyu).
Gambar 2.18 Jenis-jenis motor servo
2.5.3 Pengaturan Motor Servo
Motor Servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya diberikan sinyal PWM dengan frekuensi 50Hz. Di mana pada saat sinyal dengan frekuensi 50Hz tersebut dicapai pada kondisi Ton duty cycle 1.5 ms, maka rotor dari motor akan berhenti tepat di tengah-tengah (sudut 0° / netral). Pada saat Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan kurang dari 1.5ms, maka rotor akan berputar ke arah kiri dengan membentuk sudut yang besarnya linier terhadap besarnya Ton duty cycle, dan akan bertahan diposisi tersebut. Dan sebaliknya, jika Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan lebih dari 1.5ms, maka rotor akan berputar ke arah kanan dengan membentuk sudut yang linier pula terhadap besarnya Ton duty cycle, dan bertahan diposisi tersebut.
Motor Servo
Standar
Motor Servo
2.6 LCD 2x16 (M1632) ( Liquid Crystal Display )
LCD (Liquid Crystal Display) adalah komponen display yang
tidak memancar (non-emissive), sehingga tidak menghasilkan sumber cahaya
seperti CRT (Cathode Ray Tube), dan berdaya sangat rendah (lebih rendah dari LED) yaitu dalam hitungan mikrowatt (LED dalam hitungan miliwatt). LCD menahan atau membiarkan cahaya yang dipantulkan dari sunber cahaya luar dan cahaya yang berasal dari belakang atau samping yang melewatinya. LCD dikontrol oleh ROM/RAM generator karakter dan RAM data display. Dalam menampilkan numerik ini kristal yang dibentuk menjadi bar, dan dalam menampilkan alfanumerik kristal hanya diatur kedalam pola titik. Setiap kristal memiliki sambungan listrik individu sehingga dapat dikontrol secara independen. Ketika kristal off' (yakni tidak ada arus yang melalui kristal) cahaya kristal terlihat sama dengan bahan latar belakangnya, sehingga kristal tidak dapat terlihat. Namun ketika arus listrik melewati kristal, itu akan merubah bentuk dan menyerap lebih banyak cahaya. Hal ini membuat kristal terlihat lebih gelap dari penglihatan mata manusia sehingga bentuk titik atau bar dapat dilihat dari perbedaan latar belakang.
(a) (b)
2.6.1 Karakteristik LCD
Karakteristik dari LCD dot-matriks adalah sebagai berikut:
16X2 karakter dengan 5X7 dot
matriks+kursor.
ROM generator karakter dengan 8 tipe karakter (untuk program write) .
80X8 bit RAM data display.
Dapat diinterfacekan dengan 4 atau 8 bit MPU.
RAM data dan RAM generator karakter dapat dibaca dari MPU.
+5V single power supply .
Power-on reset .
Range temperature operasi 0-60ºC.
2.6.2 Spesifikasi Kaki LCD 16 x 2
Spesifikasi kaki LCD 16 x 2 ditunjukan pada tabel 2.1 Tabel 2.1 Spesifikasi Kaki LCD 16 x 2
Pin No. Deskripsi
1 Ground
2 Vcc
3 Pengatur kontras
5 “R/W” Read/Write LCD Registers
6 “EN” Enable
7-14 Data I/O Pins
15 Vcc
16 Ground
Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal Display) diantaranya adalah :
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 5K ohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt.
2.7 Limit Switch
Limit switch (saklar pembatas) adalah saklar atau perangkat elektromekanis yang mempunyai tuas aktuator sebagai pengubah posisi kontak terminal (dari Normally Open/ NO ke Close atau sebaliknya dari Normally Close/NC ke Open). Posisi kontak akan berubah ketika tuas aktuator tersebut terdorong atau tertekan oleh suatu objek. Sama halnya dengan saklar pada umumnya, limit switch juga hanya mempunyai 2 kondisi, yaitu menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik. Dengan kata lain hanya mempunyai kondisi ON atau Off.
Gambar 2.20 Limit Switch
2.7.1 Prinsip Kerja Limit Switch
Namun sistem kerja limit switch berbeda dengan saklar pada umumnya, jika pada saklar umumnya sistem kerjanya akan diatur/ dikontrol secara manual oleh manusia (baik diputar atau ditekan). Sedangkan limit switch dibuat dengan sistem kerja yang berbeda, limit switch dibuat dengan sistem kerja yang dikontrol oleh dorongan atau tekanan (kontak fisik) dari gerakan suatu objek pada aktuator, sistem kerja ini bertujuan untuk membatasi gerakan ataupun mengendalikan suatu
objek/mesin tersebut, dengan cara memutuskan atau menghubungkan aliran listrik yang melalui terminal kontaknya.
Gambar 2.21 Sistem Kerja Limit Switch
2.8 Proses Komunikasi I2C Pada Arduino
Inter Integrated Circuit atau sering disebut I2C adalah standar komunikasi
serial dua arah menggunakan dua saluran yang di desain khusus untuk mengirim maupun menerima data. Sistem I2C terdiri dari saluran SCL (Serial Clock) dan
SDA (Serial Data) yang membawa informasi data antara I2C dengan
pengontrolnya. Piranti yang dihubungkan dengan sistem I2C Bus dapat dioperasikan sebagai Master dan Slave. Master adalah piranti yang memulai transfer data pada I2C Bus dengan membentuk sinyal Start,
mengakhiri transferdata dengan membentuk sinyal Stop, dan membangkitkan sinyal clock. Slave adalah piranti yang dialamati master.
Gambar 2.22 Proses Komunikasi I2C
Sinyal Start merupakan sinyal untuk memulai semua perintah,
didefinisikan sebagai perubahan tegangan SDA dari “1” menjadi “0” pada saat SCL “1”. Sinyal Stop merupakan sinyal untuk mengakhiri semua perintah,
didefinisikan sebagai perubahan tegangan SDA dari “0” menjadi “1” pada saat SCL “1”. Kondisi sinyal Start dan sinyal Stop seperti tampak pada Gambar 1.
Gambar 2.23 Kondisi Sinyal Start dan Stop Kelebihan Utama dari komunikasi I2C antara lain :
1. Hanya memerlukan 2 saluran/bus. 2. Tidak diperlukan setting baudrate.
3. Komunikasi bisa dilakukan dengan lebih dari 2 perangkat elektronika dalam 2 bus dan untuk membedakan setiap slave digunakan pengalamatan yang berbeda-beda.
4. Terdapat hubungan master dan slave dalam setiap komunikasi. Proses pertukaran data sepenuhnya diatur oleh master.
Dua saluran / bus pada komunikasi serial ini dikenal dengan nama SCL dan SDA. SCL/Serial clock berfungsi untuk menyelaraskan data yang ada antara master dan slave. Sedangkan SDA / Serial Data berfungsi sebagai saluran data.
