BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2. 1 Mikrokontroler ATMega 8535
AVR merupakan seri mikrokontroller CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai 32 register general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode compare, interupt internal dan eksternal, serial UART, programmable Watchdog Timer, serta 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 sistem menggunakan hubungan serial SPI. Chip AVR yang digunakan untuk tugas akhir ini adalah ATmega8535.
ATmega8535 adalah mikrokontroller CMOS 8-bit daya-rendah berbasis arsitektur RISC yang ditingkatkan. Kebanyakan instruksi dikerjakan pada satu siklus clock, ATmega8535 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat disainer sistem untuk mengoptimasi komsumsi daya versus kecepatan proses.
2.1.1. Pin - Pin Mikrokontroller AVR ATmega8535
Konfigurasi Pin Mikrokontroller AVR ATmega8535 dengan kemasan 40-pin DIP (dual in-line package) dapat dilihat pada Gambar 2.1. Untuk memaksimalkan performa dan paralelisme, AVR menggunakan arsitektur Harvard (dengan memori dan bus terpisah untuk program dan data). Instruksi pada memori
Gambar 2.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroller ATmega8535
1) Port A (PA7..PA0)
Port A berfungsi sebagai input analog pada A/D Konverter. Port A juga berfungsi sebagai suatu Port I/O 8-bit dua arah, jika A/DKonverter tidak digunakan. Pin - pin Port dapat menyediakanresistor internal pull-up (yang dipilih untuk masing-masing bit).Port A output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetrisdengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Ketika pinPA0 ke PA7 digunakan sebagai input dan secara eksternal ditarikrendah, pin – pin akan memungkinkan arus sumber jika resistor internal pull-up diaktifkan. Pin Port A adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.
2) Port B (PB7..PB0)
input, pin port B yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pullupdiaktifkan. Pin Port B adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.
3) Port C (PC7..PC0)
Port C adalah suatu Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internalpull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Port C output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sinktinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pin port C yangsecara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pullup diaktifkan. Pin Port C adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.
4) Port D (PD7..PD0)
Port D adalah suatu Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internalpull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Port D output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sinktinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pin port D yangsecara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pullup diaktifkan. Pin Port D adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.
5) RESET (Reset input) 6) XTAL1 (Input Oscillator)
7)XTAL2 (Output Oscillator) AVCC adalah pin penyedia tegangan untuk port A dan A/D Konverter
8)AREF adalah pin referensi analog untuk A/D konverter.
2.1.2. Port Sebagai Input / Output Digital
Tiap port mempunyai tiga buah register bit, yaitu DDxn, PORTxn, dan PINxn. Huruf ‘x’ mewakili nama huruf dari port sedangkan huruf ‘n’ mewakili nomor bit. Bit DDxn terdapat pada I/O address DDRx, bit PORTxn terdapat pada I/O address PORTx, dan bit PINxn terdapat pada I/O address PINx. Bit DDxn dalam regiter DDRx (Data Direction Register) menentukan arah pin. Bila DDxn diset 1 maka Px berfungsi sebagai pin output. Bila DDxn diset 0 maka Px berfungsi sebagai pin input. Bila PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin input, maka resistor pull-up akan diaktifkan. Untuk mematikan resistor pull-up, PORTxn harus diset 0 atau pin dikonfigurasi sebagai pin output. Pin port adalah tri-state setelah kondisi reset. Bila PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 1. Dan bila PORTxn diset 0 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 0.
2.2 Radio Frequency Identification Device (RFID)
Radio Frekuensi Identification Device (RFID) adalah suatu perangkat
teknologi komunikasi yang bekerja secara wireless. RFID memungkinkan
pengguna untuk mengidentifikasi objek tag dengan menggunakan frekuensi
radio. Cara kerja dari RFID adalah mendeteksi dan mengidentifikasikannya tag
dengan menggunakan reader, kemudian mentransmisikan data hasil baca ke
komputer host atau perangkat – perangkat yang lainnya untuk diproses lebih
lanjut. Secara umum, terdapat beberapa bagian penting dalam RFID yang
digunakan dalam suatu sistem yaitu reader, tag, dan host (controller).
2.2.1 Readers RFID
Sebuah Reader RFID adalah benar-benar radio, seperti yang ada di dalam
mobil yang membedakan adalah Reader RFID mengambil menggunakan signal
analog bukan hip-hop. Reader-nya menghasilkan listrik yang mengalir melalui
kabel, listrik tersebut mengenai sebagian logam pada antena dan
Gambar 2.2 RFID Card
Gambar 2.3 Cara Kerja RFID
Reader tidak hanya menghasilkan sinyal yang dikirim melalui antena ke
angkasa, tetapi juga mendengarkan respon dari tag sehingga reader merupakan
penjembatan antara tag RFID dan modul controller. Reader RFID pada dasarnya
adalah piranti komputer mini yang terdiri dari tiga bagian: antena, modul RF yang
bertugas untuk berkomunikasi dengan tag RFID dan modul controller yang
reader juga berfungsi sebagai pemberi daya (untuk tag pasif) dan menuliskan data
ke dalam tag (untuk smart tag). Reader RFID mengirimkan dan menerima
gelombang analog dan mengubah mereka menjadi untaian nol dan satu, bit dari
informasi digital.
2.2.2 Tag
Tag dapat bekerja dengan mengambil tenaga dari energi gelombang
radio yang dipancarkan oleh reader. Fungsi dari tag adalah memberikan
tanggapan kepada reader dengan mengirimkan sinyal kembali sesaat setelah
reader mengirimkan sinyal radio ke udara.
Tag RFID dibuat dari dua bagian dasar: chip, atau integrated circuit
(IC), dan antenna. chip adalah sebuah komputer kecil yang menyimpan nomor
seri unik dari chip. Chip juga memiliki logika untuk memberitahu dirinya apa
yang harus dilakukan saat berada didepan reader. Antena memungkinkan chip
untuk menerima tenaga dan berkomunikasi, memungkinkan tag RFID untuk
bertukar data dengan reader. Tipe komunikasi yang mengijinkan perpindahan
ini terjadi yang disebut backscatter. Reader mengirimkan gelombang
elektromagnetik pada satu frekuensi yang spesifik. Gelombang itu mengenai
Tag RFID, dan tag kemudian Scatters back gelombangnya dengan frekuensi
berbeda dengan menyandikan informasi dari chip pada gelombang backscatter
11
2.3 Sensor Ultrasonik SRF04
SRF04 merupakan sensor pengukur jarak yang menggunakan ultrasonik. Prinsip kerja sensor ini digambarkan dalam Gambar. Pulsa ultrasonik, yang merupakan sinyal ultrasonik dengan frekuensi ±41 kHz sebanyak 12 periode, dikirimkan dari pemancar ultrasonik. Ketika pulsa mengenai benda penghalang, pulsa ini dipantulkan, dan diterima kembali oleh penerima ultrasonik. Dengan mengukur selang waktu antara saat pulsa dikirim dan pulsa pantul diterima. Jarak antara alat pengukur dan benda penghalang bisa dihitung.
Gambar 2.4 Bentuk Fisik Sensor Ultrasonik SRF04
12
2.4 Photo transistor
Photo transistor merupakan jenis transistor yang bias basisnya berupa cahaya infra merah. Besarnya arus yang mengalir di antara kolektor dan emitor sebanding dengan intensitas cahaya yang diterima photo transistor tersebut.
Gambar 2.6 Bentuk dan Simbol dari Photo Transistor
2.4.1 Prinsip Kerja Photo Transistor
13
mengenainya. Sambungan antara basis emitor dapat dicatu maju, menyebabkan piranti ini dapat difungsikan sebagai transistor bipolar konvensional. Arus kolektor dari phototransistor diberikan oleh:Terminal basis dari photo transistor tidak membutuhkan sambungan (no connect) untuk bekerja. Jika basis tidak disambung dan VCE adalah positif, sambungan basis kolektor akan berlaku sebagai fotodioda yang dicatu balik.
Gambar 2.7 Rangkaian Dasar Photo Transistor
14
komponen ini sebagai sensor peraba adalah digunakan bersama dengan LED Infrared yang dipancarkan ke permukaan tanah. Apabila permukaan tanah atau lantai berwarna terang, maka sinyal infrared akan dikembalikan ke sensor dan diterima oleh ST8-LR2. Namun bila permukaan tanah atau lantai berwarna gelap, maka sinyal infrared akan diserap dan hanya sedikit atau bahkan tidak ada yang kembali.
2.5 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 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika
yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan
kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35
juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga
dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak
memerlukan penyetelan lanjutan.
Gambar 2.8 Bentuk Fisik LM35
2.6 Buzzer
15
Gambar 2.9 Bentuk Fisik Buzzer
2.7 LCD LMB162A
Pada LCD, adalah sebuah peraga kristal cair. Prinsip kerja LCD adalah
mengatur cahaya yang ada, atau nyala LED. Dibandingkan dengan seven segment,
memang LCD lebih dianggap rumit oleh sebagian orang, akan tetapi ada pula orang
yang lebih suka memakai LCD karena pemakaian daya yang sangat rendah, selain itu
juga karena jumlah karakter yang ditampilkan semakin banyak. LMB162A
merupakan LCD dengan tampilan 16x2 baris dengan konsumsi daya rendah.
2.10 Bentuk fisik LCD LMB162A
16
Tabel 2.1 Fungsi penyemat LCD
No Simbol Logika Keterangan
1 Vss - Catu Daya 0 Volt (Ground)
2.8 Komponen Elektronika pendukung lainnya
2.8.1 IC Regulator
Pada umumnya catu daya selalu dilengkapi dengan regulator tegangan. Tujuan
17
keluaran apabila terjadi perubahan tegangan masukan pada catu daya. Fungsi lain dari
regulator tegangan adalah untuk perlindungan dari terjadinya hubung singkat pada beban.
Gambar 2.12 Bentuk fisik IC regulator
2.8.2 Transistor BC547
Sebuah transistor BC547 adalah sebuah transistor NPN (Negatif – Positif – Negatif) yang
digunakan untuk berbagai tujuan. Bersama dengan komponen elektronika lainnya seperti
resistor,kumparan dan kapasitor dapat juga digunakan sebagai komponen aktif untuk switch
dan amplifier. Sama seperti semua transistor NPN lainnya,jenis transistor ini
memilikiterminal emitor, basis, atau terminal kontrol, dan terminal kolektor.
Gambar 2.13 Bentuk Fisik Transistor BC547
2.8.3 Kristal 4 MHz
Kristal adalah komponen elektronika yang berfungsi sama dengan resonator, yaitu
untuk menghasilkan denyut atau detak komponen elektronika yang membutuhkan
detak clock. Kristal memiliki dua kaki, yang digunakan pada IC mikrokontroler
maka kedua kaki pin dikoneksikan dengan XTAL1 dan XTAL 2. Kelebihan Kristal
adalah detaknya relatif stabil. Tetapi kelemahannyaadalah rangkaian menjadi sedikit
rumit, karena membutuhkan tambahan kapasitor untuk menstabilkan detak yang
18
Gambar 2.14 Bentuk fisik Kristal 4 MHz
2.8.4 Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang mampu menyimpan arus dan tegangan listrik untuk sementara waktu. Seperti hal nya juga resistor, kapasitor adalah termasuk salah satu komponen pasif yang banyak digunakan dalam membuat rangkaian elektronika.
Seperti hal nya resistor, kapasitor juga memiliki nilai satuan yang dinyatakan dengan satuan farad. Jenis-jenis kapasitor dapat dibedakan menjadi:
a. Kapasitor elektrolit atau yang lebih dikenal dengan sebutan elco. Kapasitor jenis ini memiliki dua kutub, yaitu kutub negatif dan positif. b. Kapasitor mylar, bahan penyekatnya terbuat dari plastik.
c. Kapasitor keramik, bahan penyekat terbuat dari keramik.
19
2.8.5 Resistor
Resistor merupakan komponen pasif yang dibuat untuk mendapatkan hambatan tertentu. Resistor yang paling banyak digunakan terbuat dari karbon yang dilapiskan pada sebatang keramik. Resistor semacam ini disebut resistor film karbon. Resistor karbon mengunakan sandi warna yang dicatkan pada badan resistor untuk menyatakan nilai hambatan. Untuk resistor dengan toleransi 5% dan 10% digunakan empat buah cincin, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.7 di bawah ini:
(a) (b)
Gambar 2.16 (a) Kode warna pada resistor dan (b) simbolnya
