BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Jembatan Schering
Jembatan Schering merupakan salah satu jembatan arus bolak-balik yang sangat penting dalam pengukuran kapasitor. Jembatan ini memberikan beberapa keuntungan sebagai jembatan pembanding kapasitansi.
Gambar 2.1. Jembatan Schering
Susunan rangkaian dasar ditunjukkan pada gambar di atas dan pemeriksaan rangkaian menunjukkan suatu kemiripan yang kuat terhadap pembanding. Perhatikan bahwa lengan 1 sekarang mengandung suatu kombinasi paralel dari sebah tahanan dan sebuah kapasitor dan lengan standar hanya berisi sebuah kapasitor. Biasanya kapasitor standar adalah sebuah kapasitor mika bermutu tinggi dalam pemakaian pengukuran yang umum, atau sebuah kapasitor udara guna pengukuran isolasi. Sebuah kapasitor udara yang dirancang secara cermat memiliki nilai yag sangat stabil dan medan listrik yang sangat kecil, bahan isolasi yang akan diuji dapat dengan mdah dihindari dari
2.2. Derajat Keasaman (pH)
pH adalah tingkat keasaman atau kebasa-an suatu benda yang diukur dengan menggunakan skala pH antara 0 hingga 14. Sifat asam mempunyai pH antara 0 hingga 7 dan sifat basa mempunyai nilai pH 7 hingga 14. Sebagai contoh, jus jeruk dan air aki mempunyai pH antara 0 hingga 7, sedangkan air laut dan cairan pemutih mempunyai sifat basa (yang juga di sebut sebagai alkaline) dengan nilai pH 7 – 14. Air murni adalah netral atau mempunyai nilai pH 7.
Di dalam air minum PH meter adalah suatu alat yang digunakan untuk mengukur tingkat keasaman dan kebasa-an.Keasaman dalam larutan itu dinyatakan sebagai kadar ion hidrogen disingkat dengan [H+], atau sebagai pH yang artinya –log [H+]. Dengan kata lain pH merupakan ukuran kekuatan suatu asam. pH suatu larutan dapat ditera dengan beberapa cara antara lain dengan jalan menitrasi larutan dengan asam dengan indikator atau yang lebih teliti lagi dengan pH meter. PH air disebut asam bila kurang dari 7, PH air disebut basa (alkaline) bila lebih dari 7 dan PH air disebut netral bila ph sama dengan 7. PH air minum ideal menurut standar Departemen Kesehatan RI adalah berkisar antara 6,5 sampai 8,5.
2.3. Mikrokontroler
Semua jenis perangkat elektronika, memiliki sebuah mikrokontroler yang berperan sebagai jantung dari kesistemannya. Mikrokontroler mampu melaksanakan semua kerja pemrosesan kompleks yang diperlukan untuk memproses berupa menghitung, memanipulasi, mengkalibrasi dan lain
sebagainya suatu data input (atau input-input) dan mengirimkan sistem ke output (atau output-output)-nya.
Sebuah mikrokontroler seringkali disebut dengan sebutan ‘komputer kecil dalam sebuah chip’. Sebutan ini merupakan sebuah deskripsi yang cukup tepat bagi piranti mikrokontroler. Mikrokontroler adaah sebuah rangkaia terpadu tunggal, dimana semua blok rangkaian merupakan unit-unit terpisah di dalam sebuah komputer yang digabung menjadi satu.
Terdapat ratusan jenis mikrokontroler yang berbeda, yang terdapat di pasaran. Sedemikian beragamnya, maka cukup sulit mengatakan jenis mana yang merupakan salah satu contoh rangkaian terpadu (IC) mikrokontroler.
Gambar 2.2. Mikrokontroler
Rangkaian terpadu(IC) pada gambar di atas adalah mikrokontroler dengan ukuran rata-rata. Umumnya sebuah mikrokontroler mamuat unit-unit dasar yang dibutuhkan oleh semua jenis kontroler, yaitu :
• Unit aritmetika dan logika (Arithmatic Logic Unit)
ALU : Rangkaian-rangkaian logika yang melaksanakan operasi-operasi penjumlahan, pengurangan, dan berbagai operasi ogika lainnya.
• Memori : Rangkaian-rangkaian logika yang berfungsi menyimpan data. Terdapat dua jenis memori, yaitu RAM dan ROM.
RAM (RandomAccess Memory), dipergunakan untuk menyimpan data secara temporer. Data yang disimpan di dalamnya akan hilang ketika pasokan daya ke piranti ini diputuskan. Biasanya memori jenis ini digunakan oleh ALU untuk menyimpan data sementara, yang dibutuhkan ketika melakukan pemrosesan.
ROM (Read Only Memory) adalah jenis yang “lebih sedikit” permanen. Tipe memori ini ditunjukkan untuk ‘sering baca’ namun ‘jarang ditulis’. Memori jenis ini umumnya digunakan untuk menyimpan instruksi-instruksi dalam bentuk kode biner untuk mengarahkan kerja kontroler yang dapat dipahami dan dilaksanakan oleh kontroler.
• Clock : Chip yang memuat semua komponen clock sistem, terkecuali komponen kristalnya.
• Input dan Output : Berupa pin-pin yang dapat disambungkan ke sensor-sensor atau perangkat-perangkat input lainnya. Pin-pin juga dapat disambungkan ke lampu, piranti tampilan, motor, pengeras suara dan perangkat output lainnya.
Selain unit-unit utama di atas, suatu mikrokontroler juga memiliki sejumlah fasilitas khusus, namun tidak semua mikrokontroler memilikinya. Unit ini meliputi timer, counter dan lain-lain.
2.4. LCD (Liquid Crystal Display)
LCD adalah suatu display dari bahan cairan kristal yang pengoperasiannya menggunakan sistem dot matriks. LCD banyak digunakan sebagai display dari alat-alat elektronika seperti kalkulator, multitester digital, jam digital dan sebagainya.
Gambar 2.3. LCD 2x16
LCD dapat dengan mudah dihubungkan dengan mikrokontroler AVR. LCD yang digunakan dalam percobaan adalah LCD 2x16. Lebar display 2 baris 16 kolom., yang mempunyai 16 pin konektor, yang didefinisikan sebagai berikut:
Tabel 2.1 Pin LCD dan Fungsinya
PIN Nama Pin Fungsi
1 VSS Ground voltage
2 VCC +5V
3 VEE Contrast Adjust
4 RS Register Select
0 = Instruction Register 1 = Data Register
5 R/W Real/Write, to choose write or read mode 0 = write mode
1 = read mode
6 E Enable
0 = start to lacht data to LCD character 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 15 BPL Back Plane Light
16 GND Ground Voltage
Dengan menggunakan CodeVisionAVR kita dapat dengan mudah mendefinisikan Port yang terhubung dengan LCD.
2.5. Bahasa Pemrograman C
Bahasa C merupakan salah satu bahasa pemrograman yang paling populer untuk pengembangan program-program aplikasi yang berjalan pada sistem mikroprosesor (komputer). Relatif dibandingkan dengan bahasa tinggi
lain, bahasa C merupakan bahasa pemrograman yang sangat fleksibel dan tidak terlalu terikat dengan berbagai aturan yang sifatnya kaku. Penggunaan bahasa C akan sangat efisien terutama untuk program mikrokontroler yang berukuran relatif besar (dan sebagai konsekuensiya hal ini terkadang akan megurangi kecepatan eksekusi).
a. Struktur Penulisan Program Bahasa C
Struktur dalam bahasa C cukup sederhana, karena hanya mencakup 3 poin penting, yaitu :
1. Pre-processor
Merupakan bagian dari program dalam bahasa C yang selalu dijalankan pertama kali. Bagian ini juga melakukan proses tertentu. Banyak sekali syntax dalam pre-processor. Namun setidaknya ada dua syntax yang akan sering digunakan dalam latihan programming dasar, yaitu syntax #include dan #define.
2. Main function
Ini adalah fungsi utama dalam suatu program. Tentu saja fungsi ini yang akan dijalankan pertama kali. Tidak menutup kemungkinan di dalam fungsi ini terdapat statement yang memanggil fungsi lain.
3. Function
Fungsi dapat dibuat sendiri dan dapat dipanggil baik fungsi utama ataupun fungsi lain dan bahkan fungsi itu sendiri. Fungsi dapat diletakkan di atas fungsi utama (dengan menambahkan deklarasi fungsi di atas fungsi utama).
b. Tipe data
Tipe data merupakan bagian yang paling penting karena tipe data mempengaruhi setiap instruksi yang akan dilaksanakan oleh komputer. Misalnya saja 5 dibagi 2 bisa saja menghasilkan hasil yang berbeda tergantung tipe datanya.
Jika 5 dan 2 bertipe integer maka akan menghasilkan nilai 2, namun jika keduanya bertipe float maka akan menghasilkan nilai 25000000.
c. Kostanta
Konstanta merupakan suatu nilai yang tidak dapat diubah selama proses program berlangsung. Konstanta harus didefinisikan terlebih dahulu di awal program. Konstanta dapat bernilai integer, pecahan, karakter, dan string. Selain itu, bahasa C juga menyediakan beberapa karakter khusus yang disebut karakter escape, antara lain :
\a: untuk bunyi bel (alert)
\b: mundur satu spasi (backspace) \f: ganti halaman (form feed) \n: ganti baris bar (new line) \v: tabulasi vertikal
\0: nilai kosong (null) \’: karakter petik tunggal \”: karakter petik ganda \\: karakter garis mirig
d. Variable
Variable adalah suatu pengenal (identifier) yang digunakan untuk mewakili suatu nilai tertentu di dalam proses program. Berbeda dengan konstanta yang nilainya selalu tetap. Nilai dari suatu variable bisa diubah-ubah sesuai kebutuhan. Nama dari suatu variable dapat ditentukan sendiri oleh pemrogram dengan aturan sebagai berikut :
1) Terdiri dari gabungan huruf dan angka dengan karakter pertama harus berupa huruf.
2) Bahasa C bersifat case-sensitive artinya huruf besar dan kecil dianggap berbeda. Jadi antara Metal dengan metal itu berbeda.
3) Tidak boleh mengandung spasi.
4) Tidak boleh mengandung simbol-simbol khusus, kecuali garis bawah (uderscore), seperti : $, ?, %, #, !, &, *,(,), -, +, dsb.
5) Panjangnya bebas, tetapi hanya 32 karakter pertama yag terpakai.
2.6. Perangkat Lunak CodeVision AVR
CodeVision AVR pada dasarnya merupakan perangkat lunak pemrograman Mikrokontroler keluarga AVR berbasis bahasa C. Ada tiga komponen penting yang telah diintegrasikan dalam perangkat lunak ini : Compiler, IDE dan Program Generator.
Berdasarkan spesifikasi yang dikeluarkan oleh perusahaan pengembangannya, Compiler C yang digunakan hampir mengimplementasikan semua komponen standar yang ada pada bahasa C standar ANSI (seperti struktur program, jenis tipe data, jenis operator, dan
library fungsi standar berikut penanamannya). Tetapi walaupun demikian, dibandingkan bahasa C untuk aplikasi komputer, compiler C untuk mikrokontroler ini memiliki sedikit perbedaan yang disesuaikan dengan arsitektur AVR tempat program C tersebut ditanamkan.
2.7. Karakteristik Statik Alat Ukur
Performansi alat ukur menyatakan berbagai hal tentang kemampuan dan batasan penggunaan suatu alat ukur. Performansi alat ukur digunakan sebagai acuan untuk memilih alat ukur yang paling sesuai untuk keperluannya. Tidak perlu memilih alat ukur dengan performansi yang terlalu akurat, yang tidak sesuai dengan kebutuhan pengukuran. Pada umumnya performansi atau unjuk kerja alat ukur ditampilkan pada tabel spesifikasi yang tercantum pada manual operasi alat, dari hasil kalibrasi ataupun dari harga karakteristik alat ukur tersebut baik karakteristik statik atau dinamik. Karakteristik statik adalah karakteristik alat berkaitan dengan input konstan yang berkerja pada alat ukur. Dengan kata lain, karakteristik statik suatu alat ukur adalah karakteristik yang harus diperhatikan apabila alat tersebt digunakan untk mengkur suatu kondisi yang tidak berubah karena waktu. Terdapat beberapa parameter terkait dengan karakteristik statik istrumen ukur, yaitu :
• Ketelitian (Akurasi)
Ketelitian pembacaan merupakan kecocokan antara pembacaan-pembacaan itu sendiri. Jika nilai yang sama dari peubah yang terukur, diukur beberapa kali dan memberikan hasil yang kurang lebih sama,
maka alat ukur tersebut dikatakan mempunyai ketelitian tinggi, dan juga berarti alat ukur tidak mempunyai penyimpangan.
• Presisi
Presisi merupakan derajat kedekatan data dalam satu kelompok data pengukuran untuk input yang sama pada pengukuran berulang.
• Bias
Bias merupakan perbedaan harga rata-rata output alat ukur untuk input yang sama dengan penunjukan aat standar.
• Kesalahan
Kesalahan merupakan beda hasil pengukuran dengan penunjukan alat standar.
