BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1PHOTODIODA
Dioda foto adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda dengan
dioda biasa, komponen elektronika ini akan mengubah cahaya menjadi arus
listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh dioda foto ini mulai dari cahaya infra
merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi dioda foto
mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara otomatis, pengukur cahaya
pada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis.
Gambar 2.1 Photodioda
Alat yang mirip dengan Dioda foto adalah Transistor foto
(Phototransistor). Transistor foto ini pada dasarnya adalah jenis transistor bipolar
yang menggunakan kontak (junction) Base-Collector untuk menerima cahaya. Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan
Dioda Foto. Hal ini disebabkan karena elektron yang ditimbulkan
dibagian Collectornya. Namun demikian, waktu respons dari Transistor-foto secara umum akan lebih lambat dari pada Dioda-Foto.
Prinsip kerja dari fotodioda jika sebuah sambungan-pn dibias maju dan
diberikan cahaya padanya maka pertambahan arus sangat kecil sedangkan jika
sambungan pn dibias mundur arus akan bertambah cukup besar. Cahaya yang
dikenakan pada fotodioda akan mengakibatkan terjadinya pergeseran foton yang
akan menghasilkan pasangan electron-hole dikedua sisi dari sambungan. Ketika
elektron yang dihasilkan itu masuk ke pita konduksi maka
elektron-elektron itu akan mengalir ke arah positif sumber tegangan sedangkan hole yang
dihasilkan mengalir ke arah negatif sumber tegangan sehingga arus akan mengalir
di dalam rangkaian. Besarnya pasangan elektron ataupun hole yang dihasilkan
tergantung dari besarnya intensitas cahaya yang dikenakan pada fotodioda.
Photodiode akan mengalirkan arus yang membentuk fungsi linear terhadap
intensitas cahaya yang diterima. Arus ini umumnya teratur terhadap power density
(Dp). Perbandingan antara arus keluaran dengan power density disebut sebagai
current responsitivity. Arus yang dimaksud adalah arus bocor ketika photodioda tersebut disinari dan dalam keadaan dipanjar mundur.
Sebagai contoh aplikasi photo diode dapat digunakan sebagai sensor api. Penggunaan sensor photo diode sebagai pendeteksi keberadaan api didasarkan
pada fakta bahwa pada nyala api juga terpancar cahaya infra merah. Hal ini tidak
dapat dibuktikan dengan mata telanjang karena cahaya infra merah merupakan
cahaya tidak tampak, namun keberadaan cahaya infra merah dapat dirasakan yaitu
2.2 RPM ( RADIAN PER MENIT)
Ukuran Derajat
Besar sudut satu putaran dalam derajat adalah 360°. Jadi, ini berati 1° = 1/360
putaran. Selain derajat ada ukuran sudut yang lebih kecil dari derajat yaitu menit
(„) dan detik (“). Hubungan dari ukuran-ukuran sudut tersebut adalah sebagai
berikut.
1 derajat = 60 menit atau 1° = 60‟
1 menit = 60 detik atau 1‟ = 60”
Ukuran Radian
Selain ukuran derjat kita juga mengenal istilah ukuran sudut yang lain yaitu
ukuran radian (rad). Ukuran sudut radian banyak digunakan dalam matematika
terapan. Satu radian didefinisikan sebagai besar sudut pusat busur lingkaran yang
panjangnya sama dengan jari-jari.
Sekarang perhatikan sudut AOB pada gambar di atas!
Secara umum, apabila panjang busur AB = s, maka sudut pusat lingkaran yang
menghadap busur AB adalah:
Jika panjang busur AB sama dengan panjang jari-jari lingkaran maka sudut AOB
sama dengan satu radian.
1 putaran = 2π radian, maka:
1 putaran = 360°
1° = 1° x 2π/360°
1° = 1° x 2π/360°
1° = 0,0055π radian
1° = 0,0174 radian
2π radian = 1 putaran, maka:
1 radian = 1 putaran/2π radian
1 radian = 1 radian x 360°/2π radian
1 radian = 180°/π
1 radian = 180°/3,14
1 radian = 57,32°
Jadi 1° sama dengan 0,0174 radian dan 1 radian sama dengan 57,32°
2.3 Arduino Nano
Arduino Nano adalah salah satu varian dari produk board mikrokontroller
keluaran Arduino. Arduino Nano adalah board Arduino terkecil, menggunakan
mikrokontroller Atmega 328 untuk Arduino Nano 3.x dan Atmega168 untuk
Arduino Nano 2.x. Varian ini mempunyai rangkaian yang sama dengan jenis
Arduino Duemilanove, tetapi dengan ukuran dan desain PCB yang berbeda.
catu daya luar atau dapat menggunakan catu daya dari mini USB port. Arduino
Nano didesain dan diproduksi oleh Gravitech.Arduino Nano memiliki spesifikasi
sebagai berikut :
Mikrokontroller : Atmel ATmega168
Tegangan kerja : 5 Volt
Tegangan input : Optimal : 7 – 12 Volt
Minimum : 6 Volt
Maksimum : 20 Volt
Digital pin I/O : 14 pin yaitu pin D0 sampai pin D13
Analog pin : 8 pin yaitu pin A0 sampai pin A7
Arus listrik maksimum : 40 mA
Flash memori : 32 Mbyte untuk Arduino Nano 3.x
SRAM : 1 KB
EEPROM : 512 B
Kecepatan clock : 16 MHz
Ukuran board : 4,5 mm x 18 mm
Berat : 5 gram
2.4 SUMBER DAYA
Setiap papan arduino membutuhkan jalur untuk terhubung ke sumber
listrik. Arduino Nano dapat diaktifkan menggunakan kabel FTDI atau papan
breakout menggunakan catudaya langsung dari mini-USB port atau menggunakan
catudaya luar yang dapat diberikan pada pin30 (+) dan pin29 (-) untuk tegangan
kerja 7 – 12 V atau pin 28(+) dan pin 29(-) untuk tegangan 5V.
2.5 Masukan dan Keluaran
Arduino Nano mempunyai 14 pin digital yang dapat digunakan sebagai pin
input atau output. Pin ini akan mengeluarkan tegangan 5V untuk mode HIGH
(logika 1) dan 0V untuk mode LOW (logika 0) jika dikonfigurasikan sebagai pin
output. Jika di konfigurasikan sebagai pin input, maka ke 14 pin ini dapat
menerima tegangan 5V untuk mode HIGH (logika1) dan 0V untuk mode LOW
(logika 0). Besar arus listrik yang diijinkan untuk melewati pin digital I/O adalah
40 mA. Pin digital I/O ini juga sudah dilengkapi dengan resistor pull-up sebesar
20-50 kΩ. Ke 14 pin digital I/O ini selain berfungsi sebagai pin I/O juga
mempunyai fungsi khusus yaitu :
Pin D0 dan pin D1 juga berfungsi sebagai pin TX dan RX untuk komunikasi
data serial. Kedua pin ini terhubung langsung ke pin IC FTDI USB-TTL. Pin D2
dan pin D3 juga berfungsi sebagai pin untuk interupsi eksternal. Kedua pin ini
dapat dikonfigurasikan untuk pemicu interupsi dari sumber eksternal. Interupsi
dapat terjadi ketika timbul kenaikan atau penurunan tegangan pada pin D2 atau pin
D3. Pin D4, pin D5, pin D6, pin D9, pin D10 dan pin D11 dapat digunakan sebagai
empat pin ini dapat digunakan untuk komunikasi mode SPI. Pin D13 terhubung ke
sebuah LED.
Arduino Nano juga dilengkapi dengan 8 buah pin analog, yaitu pin A0, A1,
A2, A3, A4, A5, A6 dan A7. Pin analog ini terhubung ke ADC (analog to digital
converter) internal yang terdapat di dalam mikrokontroller. Pada kondisi awal, pin analog ini dapat mengukur variasi tegangan dari 0V sampai 5 V pada arus searah
dengan besar arus maksimum 40 mA. Lebar range ini dapat diubah dengan
memberikan sebuah tegangan referensi dari luar melalui pin Vref. Pin analog selain
dapat digunakan untuk input data analog, juga dapat digunakan sebagai pin digital
I/O, kecuali pin A6 dan A7 yang hanya dpat digunakan untuk input data analog
saja. Fungsi khusus untuk pin analog antara lain : Pin A4 untuk pin SDA, pin A5
untuk pin SCL, pin ini dapat digunakan untuk komunikasi I2C. Pin Aref digunakan
sebagai pin tegangan referensi dari luar untuk mengubah range ADC. Pin reset,
pin ini digunakan untuk mereset board Arduino Nano, yaitu dengan
menghubungkan pin ini ke ground selama beberapa milidetik. Board Arduino
Nano selain dapat direset melalui pin reset, juga dapat direset dengan
menggunakan tombol reset yang terpasang pada board Arduino Nano.
2.6 Bahasa Pemrograman Arduino
Arduino Nano dapat dengan mudah diprogram dengan menggunakan
software Arduino (sketch). Pada menu program, pilih tool – board kemudian pilih
jenis board yang akan diprogram. Untuk memprogram board Arduino dapat
memilih tipe board Arduino diecimila atau duemilanove atau langsung memilih
Arduino Nano sudah dilengkapi dengan program boatloader, sehingga
programmer dapat langsung meng-up-load kode program langsung ke board
Arduino Nano tanpa melalui board perantara atau hardware lain. Komunikasi ini
menggunakan protokol STK500 keluaran ATMEL.
2.7 LCD
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang
menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. Pada postingan aplikasi LCD
yang digunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat
berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan
status kerja alat. Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :
Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.
Mempunyai 192 karakter tersimpan.
Terdapat karakter generator terprogram.
Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.
