BAB II LANDASAN TEORI

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Sitem Kontrol

Sistem kontrol adalah proses pengaturan ataupun pengendalian terhadap satu atau beberapa besaran (variabel, parameter) sehingga berada pada suatu harga atau dalam suatu rangkuman harga (range) tertentu. Di dalam dunia industri, dituntut suatu proses kerja yang aman dan berefisiensi tinggi untuk menghasilkan produk dengan kualitas dan kuantitas yang baik serta dengan waktu yang telah ditentukan. Otomatisasi sangat membantu dalam hal kelancaran operasional, keamanan (investasi, lingkungan), ekonomi (biaya produksi), mutu produk, dll.

Ada banyak proses yang harus dilakukan untuk menghasilkan suatu produk sesuai standar, sehingga terdapat parameter yang harus dikontrol atau di kendalikan antara lain tekanan (pressure), aliran (flow), suhu (temperature), ketinggian (level), kerapatan (intensity), dll. Gabungan kerja dari berbagai alat-alat kontrol dalam proses produksi dinamakan sistem pengontrolan proses (process control system). Sedangkan semua peralatan yang membentuk sistem pengontrolan disebut pengontrolan instrumentasi proses (process control instrumentation). Dalam istilah ilmu kendali, kedua hal tersebut berhubungan erat, namun keduanya sangat berbeda

hakikatnya. Pembahasan disiplin ilmu Process Control Instrumentation lebih kepada pemahaman tentang kerja alat instrumentasi, sedangkan disiplin ilmu Process Control System mengenai sistem kerja suatu proses produksi.

2.1.1. Prinsip Pengontrolan Proses

Ada 3 parameter yang harus diperhatikan sebagai tinjauan pada suatu sistem kontrol proses yaitu :

 cara kerja sistem kontrol

 keterbatasan pengetahuan operator dalam pengontrolan proses  peran instrumentasi dalam membantu operator pada

pengontrolan proses

Empat langkah yang harus dikerjakan operator yaitu mengukur, membandingkan, menghitung, mengkoreksi. Pada waktu operator mengamati ketinggian level, yang dikerjakan sebenarnya adalah mengukur process variable (besaran parameter proses yang dikendalikan).

Contohnya proses pengontrolan temperatur line fuel gas secara manual, proses variabelnya adalah suhu. Lalu operator membandingkan apakah hasil pengukuran tersebut sesuai dengan apa yang diinginkan. Besar proses variabel yang diinginkan tadi disebut desired set point. Perbedaan antara process variabel dan desired set point disebut error.

Dalam sistem kontrol suhu di atas dapat dirumuskan secara matematis:

Controller Pla

Process variabel bisa lebih besar atau bisa juga lebih kecil daripada desired set point. Oleh karena itu error bisa diartikan negatif dan juga bisa positif.

2.1.2. Sistem Kontrol Otomatis

Suatu sistem kontrol otomatis dalam suatu proses kerja berfungsi mengendalikan proses tanpa adanya campur tangan manusia (otomatis). Ada dua sistem kontrol pada sistem kendali/kontrol otomatis yaitu :

a. Open Loop (Loop Terbuka)

Suatu sistem kontrol yang keluarannya tidak berpengaruh terhadap aksi pengontrolan. Dengan demikian pada sistem kontrol ini, nilai keluaran tidak di umpan-balikkan ke parameter pengendalian.

Input Output

nt

Gambar 2.1. Diagram Blok Sistem Pengendalian Loop Terbuka

b. Close Loop (Loop Tertutup)

Suatu sistem kontrol yang sinyal keluarannya memiliki pengaruh langsung terhadap aksi pengendalian yang dilakukan. Sinyal error yang merupakan selisih dari sinyal masukan dan sinyal umpan balik (feedback), lalu diumpankan pada komponen pengendalian (controller) untuk memperkecil kesalahan sehingga

nilai keluaran sistem semakin mendekati harga yang diinginkan.

Keuntungan sistem loop tertutup adalah adanya pemanfaatan nilai umpan balik yang dapat membuat respon sistem kurang peka terhadap gangguan eksternal dan perubahan internal pada parameter system. Kerugiannya adalah tidak dapat mengambil aksi perbaikan terhadap suatu gangguan sebelum gangguan tersebut mempengaruhi nilai prosesnya.

Gambar 2.2. Diagram Blok Sistem Kontrol Tertutup

2.2. Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input output.

Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data. Sekedar contoh, bayangkan diri Anda saat mulai belajar membaca dan menulis, ketika Anda sudah bisa melakukan hal itu Anda bisa membaca tulisan apapun baik buku,

cerpen, artikel dan sebagainya, dan Andapun bisa pula menulis hal-hal sebaliknya. Begitu pula jika Anda sudah mahir membaca dan menulis data maka Anda dapat membuat program untuk membuat suatu sistem pengaturan otomatik menggunakan mikrokontroler sesuai keinginan Anda. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa disebut “pengendali kecil” dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini.

Mikrokonktroler digunakan dalam produk dan alat yang dikendalikan secara automatis, seperti sistem kontrol mesin, remote controls, mesin kantor, peralatan rumah tangga, alat berat, dan mainan. Dengan mengurangi ukuran, biaya, dan konsumsi tenaga dibandingkan dengan mendesain menggunakan mikroprosesor memori, dan alat input output yang terpisah, kehadiran mikrokontroler membuat kontrol elektrik untuk berbagai proses menjadi lebih ekonomis. Dengan penggunaan mikrokontroler ini maka:

 Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas

 Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi

Agar sebuah mikrokontroler dapat berfungsi, maka mikrokontroler tersebut memerlukan komponen eksternal yang kemudian disebut dengan sistem minimum. Untuk membuat sistem minimal paling tidak dibutuhkan sistem clock dan reset, walaupun pada beberapa mikrokontroler sudah menyediakan sistem clock internal, sehingga tanpa rangkaian eksternal pun mikrokontroler sudah beroperasi.

Yang dimaksud dengan sistem minimal adalah sebuah rangkaian mikrokontroler yang sudah dapat digunakan untuk menjalankan sebuah aplikasi. Sebuah IC mikrokontroler tidakakan berarti bila hanya berdiri sendiri. Pada dasarnya sebuah sistem minimal mikrokontroler AVR memiliki prinsip yang sama.

2.2.1. Fitur AVR ATMega328

ATMega328 adalah mikrokontroller keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer).

Mikrokontroller ini memiliki beberapa fitur antara lain:

 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.

 32 x 8-bit register serba guna.

 Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.

menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.

 Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanent karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

 Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.

 Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.

 Master / Slave SPI Serial interface.

Mikrokontroller ATmega 328 memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism. Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock. 32 x 8-bit register serba guna digunakan untuk mendukung operasi pada ALU ( Arithmatic Logic unit ) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tidak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data.

Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X ( gabungan R26 dan R27 ), register Y ( gabungan R28 dan R29 ), dan register Z ( gabungan R30 dan R31 ). Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit. Setiap alamat memori program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit.

Selain register serba guna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan teknik memory mapped I/O selebar 64 byte. Beberapa register ini digunakan untuk fungsi khusus antara lain sebagai register control Timer/ Counter, Interupsi, ADC, USART, SPI, EEPROM, dan fungsi I/O lainnya. Register – register ini menempati memori pada alamat 0x20h – 0x5Fh.

Berikut ini adalah tampilan architecture ATmega 328:

2.2.2. Konfigurasi PIN ATMega328

Gambar 2.4 Konfigurasi Pin ATMega328 Table 2.1 Konfigurasi Port B

Table 2.2 Konfigurasi Port C

2.3. Arduino Uno

Arduino adalah sebuah board mikrokontroller yang berbasis ATmega328. Arduino memiliki 14 pin input/output yang mana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 6 analog input, crystal osilator 16 MHz, koneksi USB, jack power, kepala ICSP, dan tombol reset. Arduino mampu men-support mikrokontroller; dapat dikoneksikan dengan komputer menggunakan kabel USB.

Gambar 2.5. Board Arduino ATmega328

Apakah arduino? Arduino adalah merupakan sebuah board minimum system mikrokontroler yang bersifat open source. Didalam rangkaian board arduino terdapat mikrokontroler AVR seri ATMega 328 yang merupakan produk dari Atmel.

Arduino memiliki kelebihan tersendiri disbanding board mikrokontroler yang lain selain bersifat open source, arduino juga mempunyai bahasa pemrogramanya sendiri yang berupa bahasa C. Selain itu dalam board arduino

sendiri sudah terdapat loader yang berupa USB sehingga memudahkan kita ketika kita memprogram mikrokontroler didalam arduino. Sedangkan pada kebanyakan board mikrokontroler yang lain yang masih membutuhkan rangkaian loader terpisah untuk memasukkan program ketika kita memprogram mikrokontroler. Port USB tersebut selain untuk loader ketika memprogram, bisa juga difungsikan sebagai port komunikasi serial.

Arduino menyediakan 20 pin I/O, yang terdiri dari 6 pin input analog dan 14 pin digital input/output. Untuk 6 pin analog sendiri bisa juga difungsikan sebagai output digital jika diperlukan output digital tambahan selain 14 pin yang sudah tersedia. Untuk mengubah pin analog menjadi digital cukup mengubah konfigurasi pin pada program. Dalam board kita bisa lihat pin digital diberi keterangan 0-13, jadi untuk menggunakan pin analog menjadi output digital, pin analog yang pada keterangan board 0-5 kita ubah menjadi pin 14-19. dengan kata lain pin analog 0-5 berfungsi juga sebagi pin output digital 14-16.

Sifat open source arduino juga banyak memberikan keuntungan tersendiri untuk kita dalam menggunakan board ini, karena dengan sifat open source komponen yang kita pakai tidak hanya tergantung pada satu merek, namun memungkinkan kita bisa memakai semua komponen yang ada dipasaran.

Bahasa pemrograman arduino merupakan bahasa C yang sudah disederhanakan syntax bahasa pemrogramannya sehingga mempermudah kita dalam mempelajari dan mendalami mikrokontroler.

Berikut ini adalah konfigurasi dari arduino duemilanove 328 :

 Mikronkontroler ATmega328

 _{Beroperasi pada tegangan 5V}

 Tegangan input (rekomendasi) 7 - 12V

 Batas tegangan input 6 - 20V

 Pin digital input/output 14 (6 mendukung output PWM)

 Pin analog input 6

 Arus pin per input/output 40 mA

 Arus untuk pin 3.3V adalah 50 mA

 Flash Memory 32 KB (ATmega328) yang mana 2 KB digunakan oleh

 bootloader

 SRAM 2 KB (ATmega328)

 EEPROM 1KB (ATmega328)

 Kecepatan clock 16 MHz

2.3.1. Power

Arduino dapat diberikan power melalui koneksi USB atau power supply. Powernya diselek secara otomatis. Power supply dapat menggunakan adaptor DC atau baterai. Adaptor dapat dikoneksikan dengan mencolok jack adaptor pada koneksi port input supply. Board arduino dapat dioperasikan menggunakan supply dari luar sebesar 6 - 20 volt. Jika supply kurang dari 7V, kadangkala pin 5V akan menyuplai kurang dari 5 volt dan board bisa menjadi tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12 V, tegangan di regulator bisa menjadi sangat panas dan menyebabkan kerusakan pada board. Rekomendasi tegangan ada pada 7 sampai 12 volt.

Penjelasan pada pin power adalah sebagai berikut:  Vin

Tegangan input ke board arduino ketika menggunakan tegangan dari luar (seperti yang disebutkan 5 volt dari koneksi USB atau tegangan yang diregulasikan). Pengguna dapat memberikan tegangan melalui pin ini, atau jika tegangan suplai menggunakan power jack, aksesnya menggunakan pin ini.

 5 V

Regulasi power supply digunakan untuk power mikrokontroller dan komponen lainnya pada board. 5V dapat melalui Vin menggunakan regulator pada board, atau supply oleh USB atau supply regulasi 5V lainnya.  3V3

Suplai 3.3 volt didapat oleh FTDI chip yang ada di board. Arus maximumnya adalah 50mA.

 Pin Groud

berfungsi sebagai jalur ground pada arduino.

2.3.2. Memori

ATmega328 memiliki 32 KB flash memori untuk menyimpan kode, juga 2 KB yang digunakan untuk bootloader. ATmega328 memiliki 2 KB untuk SRAM dan 1 KB untuk EEPROM.

2.3.3. I/O

Setiap 14 pin digital pada arduino dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Input/output dioperasikan pada 5 volt. Setiap pin dapat menghasilkan atau menerima maximum 40 mA dan memiliki internal pull-up resistor (disconnected oleh default) 20-50 KOhms.

Beberapa pin memiliki fungsi sebagai berikut :

 Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX) TTL data serial. Pin ini terhubung pada pin yang koresponding dari USB FTDI ke TTL chip serial.

 Interupt eksternal : 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasikan untuk trigger sebuah interap pada low value, rising atau falling edge, atau perubahan nilai.

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

 SPI : 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mensuport komunikasi SPI, yang mana masih mendukung hardware, yang tidak termasuk pada bahasa arduino.

 LED : 13. Ini adalah dibuat untuk koneksi LED ke digital pin 13. Ketika pin bernilai HIGH, LED hidup, ketika pin LOW, LED mati.

2.3.4. Manfaat KIT Arduino Uno

Arduino Uno adalah KIT Elektronik atau papan rangkaian elektronik open. Source yang didalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah Chip. Mikrokontroller dengan jenis AVR dari Perusahaan Atmel. Arduino Uno adalah

sebuah board Mikrokontroller yang berbaris Atmega 3288. Arduino Uno memiliki 4 PIN. Input/output yang mana 6 PIN dapt digunakan sebagai output PWM, 6 analog Input, crystal osilator 16 MHz, koneksi USB, Jack Power, Kepala ICSP, dan tombol Reset. Arduino Uno mampu men-suport Mikrokontroller, dapat dikoneksikan dengan komputer menggunakan kabel USB.

2.3.5. Komunikasi Arduino Uno

Uno Arduino memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lain. ATmega328 ini menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah ATmega16U2 pada saluran board ini komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware '16U2 menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan. Namun, pada Windows, file. Inf diperlukan. Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data tekstual sederhana yang akan dikirim ke dan dari papan Arduino. RX dan TX LED di papan akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial pada pin 0 dan 1). Sebuah perpustakaan SoftwareSerial memungkinkan untuk komunikasi serial pada setiap pin digital Uno itu. ATmega328 ini juga mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Perangkat lunak Arduino termasuk perpustakaan Kawat untuk menyederhanakan penggunaan dari bus I2C, lihat dokumentasi untuk rincian. Untuk komunikasi SPI, menggunakan perpustakaan SPI.

2.3.6. Tutorial Bahasa Pemograman Arduino

Arduino menggunakan pemrograman dengan bahasa C. Berikut ini adalah sedikit penjelasan yang ditujukan kepada anda yang hanya mempunyai sedikit pengalaman pemrograman dan membutuhkan penjelasan singkat mengenai karakter bahasa C dan software Arduino. Untuk penjelasan yang lebih mendalam, web Arduino.cc adalah sumber yang lengkap.

2.3.6.1. Struktur

Setiap program Arduino (biasa disebut sketch) mempunyai dua buah fungsi yang harus ada.

 void setup( ) { }

Semua kode didalam kurung kurawal akan dijalankan hanya satu kali ketika program Arduino dijalankan untuk pertama kalinya.

 void loop( ) { }

Fungsi ini akan dijalankan setelah setup (fungsi void setup) selesai. Setelah dijalankan satu kali fungsi ini akan dijalankan lagi, dan lagi secara terus menerus sampai catu daya (power) dilepaskan.

2.3.6.2.Syntax

Berikut ini adalah elemen bahasa C yang dibutuhkan untuk format penulisan.

 //(komentar satu baris)

Kadang diperlukan untuk memberi catatan pada diri sendiri apa arti dari kode-kode yang dituliskan. Cukup menuliskan dua buah garis miring dan

apapun yang kita ketikkan dibelakangnya akan diabaikan oleh program.  /* */(komentar banyak baris)

Jika anda punya banyak catatan, maka hal itu dapat dituliskan pada beberapa baris sebagai komentar. Semua hal yang terletak di antara dua simbol tersebut akan diabaikan oleh program.

 { }(kurung kurawal)

Digunakan untuk mendefinisikan kapan blok program mulai dan berakhir (digunakan juga pada fungsi dan pengulangan).

 ;(titk koma)

Setiap baris kode harus diakhiri dengan tanda titik koma (jika ada titik koma yang hilang maka program tidak akan bisa dijalankan).

2.3.6.3.Variabel

Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas. Variabel inilah yang digunakan untuk memindahkannya.

 int (integer)

Digunakan untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16 bit). Tidak mempunyai angka desimal dan menyimpan nilai dari -32,768 dan 32,767.  long (long)

Digunakan ketika integer tidak mencukupi lagi memakai 4 byte (32 bit) dari memori (RAM) dan mempunyai rentang dari -2,147,483,648 dan 2,147,483,647.

 boolean (boolean)

Variabel sederhana yang digunakan untuk menyimpan nilai TRUE (benar) atau FALSE (salah). Sangat berguna karena hanya menggunakan 1 bit dari RAM.

 float (float)

Digunakan untuk angka desimal (floating point).

Memakai 4 byte (32 bit) dari RAM dan mempunyai rentang dari -3.4028235E+38 dan -3.4028235E+38.

 char (character)

Menyimpan 1 karakter menggunakan kode ASCII (misalnya ‘A’ = 65). Hanya memakai 1 byte (8 bit) dari RAM.

2.3.7. Arduino Software

Arduino Uno dirancang dengan cara yang memungkinkan untuk diatur ulang oleh perangkat lunak yang berjalan pada komputer yang saling terhubung. Perangkat lunak arduino memungkinkan untuk mengupload kode dengan hanya menekan tombol upload pada menu promt pada program arduino. Ini berarti bahwa bootloader dapat memiliki waktu lebih pendek untuk mengupload data atau program.

Seperti telah dijelaskan sebelumnya, bahwa pemrograman arduino dibangun dengan bahasa C yang sudah disederhanakan, sehingga lebih mudah dalam pemrogramannya.

Gambar 2.6. Arduino Software

Dalam arduino Software, terdapat text editor untuk membaca kode, pesan area, toolbar yang berisi fungsi perintah dan beberapa manu lainnya. Dengan ini, kita dapat berkomunikasi dengan hardware arduino dan untuk mengupload program hanya perlu dengan satu kali tekan tombol upload status area memberikan informasi umpan balik dari program dan eror yang terjadi.

2.3.8. USB Perlindungan

Arduino Uno memiliki polyfuse reset yang melindungi port USB komputer anda dari hubungan singkat dan arus lebih. Meskipun kebanyakan komputer memberikan perlindungan internal mereka sendiri, fuse memeberikan perlindungan tambahan. Jika lebih dari 500 mA diterapkan ke port USB, skering otomatis akan memutus sambungan sampai hubung singkat atau arus lebih ditiadakan.

2.3.9. Karakteristik Fisik

Panjang maksimum dan lebar PCB Arduino Uno adalah 2,7 dan 2,1 inci masing-masing dengan konektor USB dan jack power. Tiga lubang sekrup memungkinkan board terpasang ke permukaan atau alas dengan kuat. Jarak antara pin digital 7 dan 8 adalah 160 mil (0,16”), bukan kelipatan genap dari jarak mil 100 dari pin lain.

2.4. Liquid Crystal Display (LCD)

Penampil yang penulis gunakan adalah penampil LCD (Liquid Crystal Display) digunakan sebagai display untuk menampilkan data serta menu yang dipilih. LCD yang digunakan adalah LCD matriks kompatibel yang memiliki mickrocontroler HD44780 on board, LCD ini mampu menampilakn 2 X 16 karakter.

Kunci operasi LCD adalah kristal-cairan, atau fluida nematik. Fluida nematik ini diletakan diantara dua keping gelas. Suatu tegangan bolak-balik dipasang pada fluida nematik, dari segment bermetal sebelah atas kepada bidang belakang yang bermetal. Bila dipengaruhi oleh medan magnetik dari tegangan bolak balik, maka fluida nematik memancarkan cahaya yang berbeda dan ruas yang berenergi muncul warna hitam pada latar belakang perak.

Pengaktifan modul LCD dilakukan dengan memberikan logika 1 pada enable. Nilai logika pada pin RS berarti penulisan satau pembacaan data dilakukan oleh register data, sebaliknya jika RS berlogika 0 berarti penulisan atau pembacaan data dilakukan oleh register instruksi.

Read atau Write (R/W = high), sedangkan penulisan data dengan memberikan nilai logika 0 pada sinyal Read atau Write (R/W = low). Input data DB0 – DB7 merupakan input data karakter yang akan dibaca oleh register data yang kemudian akan ditampilakn pada layar LCD.

Gambar 2.7. Liquid Crystal Display

Gambar 2.8. Antarmuka LCD 2 X 16

Tabel 2.4. Pin LCD dan Fungsinya

PIN NAMA PIN KETERANGAN

1 VSS Ground Voltage

2 VCC +5 V

3 VEE Contras Voltage

4 RS Register Select

1 = Data Register 5 R/W Read/Write Mode 0 = Write Mode 1 = Read Mode 6 E Enable 0 = enable 1 = disable 7 DB0 Data bit ke 0 (LSB) 8 DB1 Data bit ke 1 9 DB2 Data bit ke 2 10 DB3 Data bit ke 3 11 DB4 Data bit ke 4 12 DB5 Data bit ke 5 13 DB6 Data bit ke 6 14 DB7 Data bit ke 7 (MSB)

15 BPL Back Plane Light

16 GND Ground Voltage

2.5. Sensor

Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia. Variabel dari keluaran dari sensor yang diubah menjadi besaran listrik disebut tranduser. Disini kita menggunakan dua buah sensor yaitu ;

2.7.1. Sensor Suhu LM35

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor suhu LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu lain, LM35 juga mempunyai keluaran impendansi yang rendah dan linearitas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan ke sensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas ( self-heating) dari sensor yang dapat meyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5ºC pada suhu 25ºC.

Gambar 2.9. Sensor suhu LM35

semikonduktor logam oksida yang terbentuk diatas sebuah subtrat alumina pada sebuah sensing chip bersama dengan sebuah pemanas yang terintegrasi. Sensor ini bekerja berdasarkan perubahan resistansinya terhadap gas-gas tertentu termasuk LPG.

Gambar 2.10. Sensor Gas MQ5

2.6. Manual Breakglass

Alat ini digunakan untuk memberikan sinyal alarm kebakaran secara manual dengan cara menekan flexi-glass yang terhubung dengan saklar didalamnya. Karena sifatnya yang manual, maka karakteristiknya sama dengan tombol push button.

2.7. Lampu Indikator

Peralatan ini juga sebagai indikator apabila terjadi kebakaran, hanya saja peralatan ini dalam bentuk lampu sehingga saat terjadi indikasi kebakaran lampu ini akanmenyala. Lampu indikator ini dapat dihubungkan dengan sumber tegangan yang mempunyai rentang sebesar 21 – 31 VDC. Lampu ini mempunyai dua terminal untuk instalasinya dan memerlukan arus sebesar 21mA untuk bekerja. Biasanya lampu ini diletakan pada Hydrant Box.

Gambar 2.12. Lampu Indikator 2.8. Bell Alarm Kebakaran

Bel merupakan salah satu peralatan indikasi sistem alarm kebakaran yang utama. Bel akan berbunyi apabila terjadi kebakaran atau pada saat detector aktif. Fire alarm bell memiliki tingkat kebisingan dari 65 dB sampai 90 dB dengan radius bunyi hingga 1 KM. Bunyi bel itu sendiri digerakan oleh sebuah motor yang memiliki tegangan kerja 24VDC yang berputar sehingga menekan pelatuk gong yang terbuat dari alumunium. Pemasangan biasanya tegantung pada kondisi tempat batasan jangkauan kerja sistem bel.

Gambar 2.13. Bell Alarm Kebakaran

2.9. Gsm Modul

GSM modul SIM800L adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi sebagai jalur komunikasi antara arduino uno dengan handphone user. Pada dasarnya prinsip kerja GSM modul SIM800L sama dengan modem, Berikut spesifikasi dari GSM modul SIM800L tersebut[13] _:

1. Quad-Band 850/900/1800/1900MHz. 2. GPRS multi-slot calss 10/8.

3. GPRS mobile station class B. 4. Compliant to GSM phase 2/2+. 5. Class 4 (2W@850/900MHz). 6. Class 1 (1W@1800/1900MHz).

7. Control via commands (GSM 07.07, 07.05 and SIMCOM enhanced AT Commands).

8. Short message service. 9. Free serial port selection. 10. All SIM800L pins breakout

11. RTC supported with Super Cap.

12. Power on/off and reset function supported by Arduino interface.

13. Beberapa perintah AT Command yang digunakan untuk keperluan mengirim SMS adalah :

AT : Perintah ini digunakan untuk mengetahui apakah modem sedang terkoneksi dengan mikrokontroler.

ATZ : Perintah ini digunakan untuk Mereset konfigurasi dari GSM Modem yang sedang terhubung.

AT+CMGS : Perintah ini digunakan untuk mengirimkan SMS ke user bahwa ada truk membawa beban berlebih.[14]

2.10. Penelitian Sebelumnya

Tabel 2.5. Penelitian Sebelumnya

No. Judul Jurnal Kesimpulan

1 “Sistem Deteksi Kebakaran Real-Time dan Sistem Pemberitahuan Berdasarkan Visi Komputer”, Sahar Bayoumi, Elham AlSobky, Moneerah Almohsin, Manahel Altwaim, Monira Alkaldi, Munera Alkahtani, Macao, China, 2013.

Makalah ini menyajikan sistem deteksi dini kebakaran berbasis video. Fokus diberikan pada tantangan yang terkait dengan penerapan sistem penglihatan sebenarnya. Yang paling penting, pengurangan latar belakang dilakukan dengan cara yang berjendela untuk meningkatkan akurasi, mekanisme perhatian digunakan untuk memusatkan analisis frekuensi komputasi yang potensial pada daerah kebakaran potensial, interaksi dengan deteksi orang dan sistem pelacakan disertakan sehingga memungkinkan model berbasis false. Penolakan alarm, model tampilan api berbasis warna yang baru serta model peringatan frekuensi kebakaran berbasis Wavelet baru diusulkan, dan pemetaan kamera kamera diperkirakan sesuai dengan proses kalibrasi pembelajaran berbasis GPS. Tingkat keberhasilan rata-rata 92,7% pada tingkat pemrosesan 10 Hz menunjukkan penerapan model ke aplikasi kehidupan nyata.

2 “Pengembangan sistem

alarm kebakaran

menggunakan Raspberry Pi dan Arduino Uno”, Md Saifudaullah Bin Bahrudin, Rosni Abu Kassim, Norlida Buniyamin, Kuala Lumpur, Malaysia, 2013

Sistem alarm kebakaran yang diusulkan adalah sistem pemantauan real-time yang mendeteksi adanya asap di udara karena kebakaran dan menangkap gambar melalui kamera yang terpasang di dalam ruangan saat terjadi kebakaran. Sistem embedded yang digunakan untuk mengembangkan sistem alarm kebakaran ini adalah Raspberry Pi dan Arduino Uno. Fitur utama dari sistem ini adalah kemampuan mengirim peringatan dari jarak jauh saat api terdeteksi. Bila ada asap yang terdeteksi, sistem akan menampilkan gambar keadaan ruangan dalam sebuah halaman web. Sistem akan memerlukan konfirmasi pengguna untuk melaporkan kejadian tersebut ke Firefighter menggunakan Short Message Service (SMS). Keuntungan menggunakan sistem ini adalah akan mengurangi kemungkinan terjadinya false alert yang dilaporkan ke Firefighter. Kamera hanya akan menangkap gambar, jadi sistem ini akan mengkonsumsi sedikit penyimpanan dan tenaga.

3 “Sebuah sistem berbasis visi untuk deteksi dini kebakaran”, Pedro Santana, Pedro Gomes, José Barata, Seoul, South Korea, 2012

Makalah ini menyajikan sistem deteksi dini kebakaran berbasis video. Fokus diberikan pada tantangan yang terkait dengan penerapan sistem penglihatan sebenarnya. Yang paling penting, pengurangan latar belakang dilakukan dengan cara yang berjendela untuk meningkatkan akurasi, mekanisme perhatian digunakan untuk memusatkan analisis frekuensi komputasi

yang potensial pada daerah kebakaran potensial, interaksi dengan deteksi orang dan sistem pelacakan disertakan sehingga memungkinkan model berbasis false. Penolakan alarm, model tampilan api berbasis warna yang baru serta model peringatan frekuensi kebakaran berbasis Wavelet baru diusulkan, dan pemetaan kamera kamera diperkirakan sesuai dengan proses kalibrasi pembelajaran berbasis GPS. Tingkat keberhasilan rata-rata 92,7% pada tingkat pemrosesan 10 Hz menunjukkan penerapan model ke aplikasi kehidupan nyata.

4 “Sistem alarm kebakaran otomatis dan pengendalian kebakaran di bangunan cerdas”, Wang Suli, Liu Ganlai, Changzhou, China, 2010

Makalah ini menjelaskan sebuah program komprehensif tentang sistem perkantoran perkantoran yang cerdas Sistem Perancangan Sistem Pengendalian Kebakaran Sistem Keterkaitan, Pada saat bersamaan, hal ini menggambarkan hal berikut: gagasan perancangan sistem, komponen sistem, pemilihan peralatan, keterkaitan gas yang mengkhawatirkan dan pengendalian Pemadaman, dan fitur teknis. Proyek di bawah program ini telah selesai, dapat mewujudkan prediksi cerdas api, alarm kebakaran otomatis dan fungsi keterkaitan.

5 “Penelitian Eksperimental Asap Kebakaran untuk Deteksi Otomatis Kebakaran”, Wang Shuhai, Chen Shuxin, Chen shuwang, An shengbiao, Xi'an, China, 2007

Asap adalah fenomena fisik yang penting setiap kali terjadi bencana kebakaran. Beberapa parameter, seperti jumlah, distribusi ukuran, reuni dan efek turbulen partikel mengambang di asap, merupakan faktor penting dalam proses deteksi otomatis api. Karakteristik api merokok dianalisis, dan itu bisa memberi teori deteksi kebakaran multi-parameter.