BAB II
DASAR TEORI
Pada bab ini akan dijelaskan secara singkat mengenai bahasa Smalltalk dan
environment yang mendukung pemrograman dengan menggunakan bahasa Smalltalk yaitu Squeak. Kemudian akan dibahas juga mengenai Mikrokontroler
dan Arduino dana bagaimana perkembangannya saat ini. Karena modul yang
dipakai adalah motor stepper, dibahas juga sekilas mengenai driver motor dan
stepper motor.
2.1. Smalltalk
Di era komputer yang berkembang sekarang ini, dalam membangun software
atau aplikasi adalah akan sangat mudah jika pengguna dapat berinteraksi secara
langsung dengan komputer. Smalltalk adalah salah satu bahasa pemrograman yang
memudahkan pengguna berinteraksi secara langsung dengan komputer. Smalltalk
mempunyai syntax atau struktur bahasa yang sangat mudah dimengerti sekalipun oleh seorang pemula. Smalltalk mengorientasikan semua benda di lingkungannya
adalah obyek yang dapat disentuh dan berinteraksi dengan pengguna. Smalltalk
adalah sederhana. [1]
Bahasa Smalltalk dirancang untuk seseorang yang senang dengan bahasa
pemrograman dan bisa digunakan oleh orang yang berusia antara belasan hingga
dewasa. Bahasa Smalltalk punya keunggulan dalam prinsipnya yaitu “semua benda
di lingkungan adalah obyek”. Dengan prinsip ini pengguna sangat dimudahkan
dalam menggunakannya karena dapat mengerti secara jelas apa yang sedang
dilakukan, seperti pada dunia nyata. Seorang pemula tidak akan merasa kesulitan
dalam fungsi-fungsi yang rumit karena syntax pada Smalltalk menggunakan bahasa
Inggris yang mudah dimengerti dan bukanlah sebuah singkatan, sehingga orang
lain yang ingin mengetahui syntax dari sebuah aplikasi (dokumentasi program) dapat memahami juga secara mudah.
Bahasa Smalltalk sendiri dikembangkan pada tahun 1970-an oleh sebuah tim
tim ini berubah menjadi Software Concepts Group atau SCG. Tim SCG berkonsentrasi untuk membuat bahasa pemrograman yang mudah menghubungkan
manusia dengan mesin komputer dan tampilan cocok bagi pengguna untuk
digunakan.
Dalam tulisan di blog milik David Buck seorang pendiri dan presiden
perusahaan Simberon, sebuah perusahaan yang bekerja sebagai developer sistem berbasis obyek. Ia membuat bagan sejarah secara garis besar mengenai Smalltalk.
Gambar 2.1. Bagan Sejarah Smalltalk [6]
Dari Gambar 2.1 dapat dilihat bahwa mulai dari tahun 1971 Smalltalk-80
dikembangkan, makin banyak pihat terkait yang terus mengembangkan Smalltalk
menggunakan Smalltalk seperti Squeak, Cincom dan Pharo. Ada juga mahasiswa
MIT yang mengembangkan #Smalltalk dan ada pula bahasa pemrograman baru
yang terinspirasi dari Smalltalk seperti Amber dan Strongtalk.
Sampai saat ini orang-orang yang mengetahui bahasa Smalltalk menjadi
incaran bagi perusahaan pengembang software yang menggunakan bahasa
Smalltalk. Smalltalk sendiri di Indonesia belum begitu populer, tetapi aplikasi
seperti Scratch yang dibagun dengan Squeak sudah dipergunakan oleh guru
maupun siswa dalam belajar mengenai gambar animasi dan membuat game.
Sebuah bahasa tentu punya kelebihan dan kekurangan. Secara garis besar jika
dibandingkan dengan bahasa pemrograman Java, Java mempunyai portability yang
sangat bagus sehingga mempunyai motto “write once, run anywhere”. Java lebih
dikembangkan ke bidang internet dimana internet saat ini sedang berkembang
sangat pesat. Tetapi untuk mempelajari Java adalah sangat rumit. Sedangkan
Smalltalk dikembangkan untuk memudahkan seseorang dalam menggunakannya.
Sehingga waktu yang dibutuhkan untuk mempelajarinya relatif singkat. Smalltalk
sangat menarik minat untuk mempelajari bahasa pemrograman karena prinsip
dasarnya sangat mudah dimengerti oleh pemula. Obyek-obyek pada Smalltalk
dapat diinteraksikan satu dengan yang lain sehingga terlihat seolah-olah hidup.
2.2. Squeak
Squeak merupakan sebuah lingkungan (environment) atau virtual machine
yang dapat digunakan untuk membuat sebuah aplikasi dengan menggunakan
bahasa Smalltalk. Squeak juga telah dilengkapi dengan banyak method (fungsi) yang telah dibuat untuk memudahkan pengguna menulis sebuah program. Squeak
sendiri dibangun dengan prinsip “semua benda adalah obyek”, sehingga dalam
penggunaanya kita akan menemukan bahwa semua benda di Squeak dapat
berinteraksi dengan pengguna sehingga seolah-olah hidup. Squeak pada dasarnya
dirancang agar seseorang yang bukan teknisi pun juga dapat menggunakannya
dengan mudah, bahkan bisa juga oleh anak-anak. [1]
Squeak dalam pengembangannya menggunakan media internet dengan
beberapa komunitas untuk terus mengembangkan Squeak yang merupakan open
terus dikembangkan sampai dimasa kini. Saat ini environment Squeak yang paling
terbaru adalah Squeak versi 4.5 yang dirilis pada bulan Maret 2014 yang nantinya
akan digunakan juga dalam skripsi ini. Squeak bisa didapatkan di internet secara
gratis dengan mengunduh di situs resmi Squeak.
Banyak aplikasi yang telah dibagun dengan menggunakan Squeak. Dua
diantaranya adalah Scratch dan Etoys yang sangat populer digunakan untuk
program pembelajaran siswa Sekolah Dasar hingga Sekolah Menengah Atas.
Scratch sendiri dikembangkan oleh mahasiswa MIT dan saat ini mereka sedang
mengembangkan software yang dapat memprogram mikrokontroler dengan
menggunakan Scratch.
Mengapa memilih Squeak dan Smalltalk? Beberapa hal mengapa memilih
Smalltalk dan Squeak yaitu karena keuntungan dalam penggunaannya. Smalltalk
dan Squeak dipilih karena mempunyai beberapa alasan seperti yang diungkapkan
Stephane Ducasse dalam kata pengantar di bukunya : [2]
- Smalltalk adalah bahasa yang kuat. Bisa membangun sistem yang sangat
komplex dengan sebuah bahasa yang sederhana dan seragam.
- Smalltalk dirancang untuk bahasa pembelajaran. Smalltalk dipengaruhi oleh
Logo dan LISP, dan Smalltalk berubah juga karena dipengaruhi oleh bahasa
seperti Java dan C#. Bagaimanapun juga, bahasa-bahasa itu sangat kompleks
untuk pengalaman pertama dalam pemrograman. Mereka telah kehilangan
keindahan dari kesederhanaannya Smalltalk.
- Smalltalk ditulis secara dinamis dan hal ini membuat transparansi pada
sejumlah pihak yang terlibat untuk menulisnya dan menulis tantangan yang bisa
dijelaskan/dibahas dan hal-hal kecil yang menarik lainnya bagi pemula
Smalltalk.
- Di Smalltalk anda hanya harus mempelajari kunci, konsep dasar, yaitu konsep
yang dapat ditemukan hampir di semua bahasa pemrograman. Dengan
Smalltalk saya bisa fokus pada menjelaskan konsep yang penting tanpa harus
berurusan dengan aspek-aspek yang sulit dan tidak menarik dari bahasa yang
kompleks.
- Squeak adalah sebuah lingkungan multimedia yang baik, jadi setelah membaca
buku saya, anda dapat membangun program anda sendiri dengan konteks yang
- Squeak tersedia secara gratis dan berjalan pada semua perangkat komputer saat
ini (2005). Dan Squeak juga seharusnya mudah menyesuaikan dengan
perangkat di masa yang akan datang.
- Squeak populer. Contohnya di Spanyol, dia digunakan di sekolah, dan berjalan
di lebih dari 80.000 komputer.
2.3. Mikrokontroler dan Arduino
2.3.1. Mikrokontroler dengan AVR
Mikrokontroler merupakan sebuah chip yang digunakan untuk mengerjakan
perintah-perintah yang telah tertulis didalamnya, baik dalam membaca data,
mengeluarkan data maupun memproses data. Tujuan umum digunakannya sebuah
mikrokontroler adalah untuk menolong dalam mengontrol sebuah sistem mesin.
Hampir di setiap perangkat elektronik saat ini telah ditanamkan mikrokontroler
untuk membantu mengoperasikan sistem mesin elektronik yang dibuat.
Mikrokontroler AVR merupakan mikrokontroler yang dikembangkan oleh
Alf-Egil Bogen dan Vegard Wollan pada tahun 1996. Mereka berdua adalah
mahasiswa dari Norwegian Institute of Technology, teknonogi AVR sekarang
dikembangkan oleh perusahaan Atmel. Mikrokontroler AVR dinamakan sesuai
dengan nama mereka yaitu Alf and Vegan RISC, tetapi sekarang singkatan AVR ada yang menggunakan dengan kepanjangan dari Advanced Virtual RISC.
Mikrokontroler sering disebut juga chip tunggal. Hal ini karena dalam chip
mikrokontroler telah tersedia semua hal yang dibutuhkan untuk mengelola sebuah
data. Dalam chip mikrokontroler telah ditanamkan CPU, RAM, ROM, Input Port,
Output Port, Timer dan Serial COM Port. Berbeda dengan mikroprosesor yang ada
pada komputer. Chip mikroprosesor hanya berisikan CPU, kemudian yang lainnya
terpisah dalam sebuah mother board.
2.3.2. Arduino
Arduino adalah sebuah mikrokontroler single-board, yang dirancang untuk memudahkan penggunaan mikrokontroler pada lingkungan dimana ia dibutuhkan.
Arduino dirancang juga agar penggunanya bisa mendapatkan kemudahan dalam
keras yang lain. Di dalam Arduino sudah terdapat sistem yang dapat langsung
digunakan oleh pengguna sehingga dengan bermodal kabel power saja sudah bisa
menjalankan Arduino.
Arduino sendiri memiliki beberapa jenis dan mikrokontroler yang didalamnya
berbeda juga, mulai dari mikrokontroler 8-bit Atmel AVR hingga 32-bit Atmel
ARM. Untuk memprogram Arduino hanya dibutuhkan sebuah kabel koneksi USB.
Aplikasi yang digunakan untuk memprogram Arduino juga telah disediakan di
internet sehingga dapat diunduh dimana saja. Untuk memprogram Arduino
digunakan aplikasi ini dan perlu juga memahami bahasa pemrograman C atau C++.
Dalam forum Arduino di internet juga banyak pengguna profesional yang aktif
sehingga jika mengalami kesulitan atau ada hal baru yang ingin dikerjakan bisa
dibahas dalam forum di internet.
Pembuatan Arduino dimulai tahun 2005 di Interaction Design Institute Ivrea di Ivrea, Italia. Arduino pada umumnya dijual dengan harga $9 hingga $30
tergantung tipenya dan dimana Arduino tersebut dibuat.
2.3.3. Arduino Uno R3
Mikrokontroler yang digunakan pada Arduino Uno R3 adalah Atmega328.
Arduino Uno R3 memiliki 14 input/output, 6 input analog, 16 MHz resonator
keramik, kabel koneksi USB dan tombol reset. Di dalam Arduino Uno R3
menggunakan Atmega16U2 yang diprogram sebagai konverter dari USB ke serial.
Dalam Atmega328 yang dipakai telah terdapat 32 KB Flash Memory yang
dipakai untuk menyimpan program yang ditanamkan, 2 KB SRAM dan 1 KB
EEPROM. Tegangan Input yang disarankan dalam menggunakan Arduino Uno R3
adalah 7 Volt hingga 12 Volt, dan Arduino Uno R3 sendiri bekerja pada tegangan 5
Volt.
2.4. Motor Stepper dan Driver Motor Stepper
2.4.1. Motor Stepper
Motor stepper adalah motor DC yang dapat diputar sejumlah derajat tertentu
perangkat elektronika yang menggunakan mekanika dalam pengerjaannya seperti
hardisk, CNC dan robot.
Pada umumnya sebuah motor stepper tidak mempunyai komutator, ia hanya
memiliki kumparan pada bagian stator dan bagian rotornya merupakan magnet
permanen. Motor stepper berdasarkan jumlah phase dibedakan menjadi dua yaitu
motor stepper dua-phase ( bipolar ) dan motor stepper empat-phase ( unipolar ).
Cara mengendalikan motor adalah dengan memberikan sinyal berupa bit ke
motor. Dengan perbedaan pemberian bit-bit ini maka membuat pergantian arus
listrik yang mengalir pada stator sehingga rotor bergerak ke arah stator yang dialiri
arus listrik.
2.4.2. Driver Motor Stepper
Untuk mengendalikan motor stepper pada umumnya digunakan driver motor.
Driver motor sangat berguna untuk memudahkan penggendalian motor stepper dan
agar motor mendapat tegangan dan arus yang sesuai dengan yang dibutuhkan.
Masukan ke driver motor adalah berbentuk pulsa, pulsa ini kemudian akan
diterjemahkan dan driver motor akan memberikan pulsa yang berupa tegangan ke
motor stepper.
Driver motor juga berfungsi sebagai penguat pulsa tergantung dari tipe driver
motor. Sehingga misalkan sebuah mikrokontroler hanya bisa mengeluarkan pulsa
sebesar 5 Volt, dengan driver motor bisa menggerakkan motor stepper yang
![Gambar 2.1. Bagan Sejarah Smalltalk [6]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/3334991.1753957/2.595.99.531.227.662/gambar-bagan-sejarah-smalltalk.webp)
