BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Arduino Nano
Arduino merupakan sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source. Pertama-tama perlu dipahami bahwa kata “platform” di sini adalah sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory microcontroller
Arduino Nano adalah salah satu papan pengembangan mikrokontroler yang berukuran kecil, lengkap dan mendukung penggunaan breadboard.Arduino Nano diciptakan dengan basis mikrokontroler ATmega328 (untuk Arduino Nano versi 3.x) atau ATmega 168 (untuk Arduino versi 2.x). Arduino Nano kurang lebih memiliki fungsi yang sama dengan Arduino Duemilanove, tetapi dalam paket yang berbeda. Arduino Nano tidak menyertakan colokan DC berjenis Barrel Jack, dan dihubungkan ke komputer menggunakan port USB Mini-B. Arduino Nano dirancang dan diproduksi oleh perusahaan Gravitech.
Gambar 2.2 Bagian Belakang Arduino Nano 2.1.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano
Konfigurasi pin Arduino Nano.Arduino Nano memiliki 30 Pin. Berikut
Konfigurasi pin Arduino Nano.
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya digital.
2. GND merupakan pin ground untuk catu daya digital.
3. AREF merupakan Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan fungsi analogReference().
4. RESET merupakan Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan ulang) mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama Arduino
5. Serial RX (0) merupakan pin yang berfungsi sebagai penerima TTL data serial.
6. Serial TX (1) merupakan pin yang berfungsi sebagai pengirim TT data serial.
7. External Interrupt (Interupsi Eksternal) merupakan pin yang dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah, meningkat atau menurun, atau perubahan nilai.
9. SPI merupakan pin yang berfungsi sebagai pendukung komunikasi. 10. LED merupakan pin yang berfungsi sebagai pin yag diset bernilai HIGH,
maka LED akan menyala, ketika pin diset bernilai LOW maka LED padam. LED Tersedia secara built-in pada papan Arduino Nano.
11. Input Analog (A0-A7) merupakan pin yang berfungsi sebagi pin yang dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai dengan 5 Volt, juga memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah mereka menggunakan fungsi analogReference().
Tabel 2.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano
Nomor Pin Arduino Nano Nama Pin Arduino Nano
1 Digital Pin 1 (TX)
2 Digital Pin 0 (RX)
3 & 28 Reset
4 & 29 GND
5 Digital Pin 2
6 Digital Pin 3 (PWM)
7 Digital Pin 4
8 Digital Pin 5 (PWM)
9 Digital Pin 6 (PWM)
10 Digital Pin 7
11 Digital Pin 8
12 Digital Pin 9 (PWM)
Nomor Pin Arduino Nano Nama Pin Arduino Nano
14 Digitl Pin 11 (PWM-MOSI)
15 Digital Pin 12 (MISO)
16 Digital Pin 13 (SCK)
18 AREF
19 Analog Input 0
20 Analog Input 1
21 Analog Input 2
22 Analog Input 3
23 Analog Input 4
24 Analog Input 5
25 Analog Input 6
26 Analog Input 7
27 VCC
30 Vin
2.1.2 Spesifikasi Arduino Nano
Berikut ini adalah Spesifikasi yang dimiliki oleh Arduino Nano: 1. MikrokontrolerAtmel ATmega168 atau ATmega328 2. 5 V Tegangan Operasi
3. 7-12VInput Voltage (disarankan) 4. 6-20VInput Voltage (limit)
5. Pin Digital I/O14 (6 pin digunakan sebagai output PWM) 6. 8 Pin Input Analog
7. 40 mA Arus DC per pin I/O
8. Flash Memory16KB (ATmega168) atau 32KB (ATmega328) 2KB digunakan oleh Bootloader
9. 1 KbyteSRAM (ATmega168) atau 2 Kbyte(ATmega328) 10. 512 ByteEEPROM (ATmega168) atau 1Kbyte (ATmega328) 11. 16 MHz Clock Speed
12. Ukuran1.85cm x 4.3cm
2.1.3 Sumber Daya Arduino Nano
LED TX dan RX pun berkedip apabila pin digital 0 dan 1 berada pada posisi HIGH.
2.2 Bluetooth HC-05
Modul bluetooth seri HC memiliki banyak jenis atau varian, yang secara
garis besar terbagi menjadi dua yaitu jenis „industrial series‟ yaitu HC-03 dan
HC-04 serta „civil series‟ yaitu HC-05 dan HC-06. Modul Bluetooth serial, yang
selanjutnya disebut dengan modul BT saja digunakan untuk mengirimkan data serial TTL via bluetooth.Modul BT ini terdiri dari dua jenis yaitu Master dan Slave.
Gambar 2.4 Bluetooth HC-05
Modul BT yang banyak beredar di sini adalah modul HC-06 atau sejenisnya dan modul 05 dan sejenisnya. Perbedaan utama adalah modul HC-06 tidak bisa mengganti mode karena sudah diset oleh pabrik, selain itu tidak banyak AT Command dan fungsi yang bisa dilakukan pada modul tersebut. Diantaranya hanya bisa mengganti nama, baud rate dan password saja.
Sedangkan untuk modul HC-05 memiliki kemampuan lebih yaitu bisa diubah mode kerjanya menjadi Master atau Slave serta diakses dengan lebih banyak AT Command, modul ini sangat direkomendasikan, terutama dengan flexibilitasnya dalam pemilihan mode kerjanya.
2.3 Sensor MQ-138
Sensor gas MQ138 adalah SnO2,yang dengan konduktivitas rendah di udara bersih. Kapantarget Uap Organik ada, konduktivitas Sensor ini lebih tinggi bersama dengan gaskonsentrasi meningkat. Silakan gunakan electrocircuit sederhana, Mengkonversi perubahan konduktivitas untuk sesuaisinyal output konsentrasi gas.MQ138 sensor gas memiliki sensitity tinggi untuk Toluene, Aseton, Ethanol dan Formaldehyde, juga untuk lainnyauap organik. Sensor dapat digunakan untuk mendeteksi uap organik yang berbeda, itu adalah dengan biaya rendah dancocok untuk aplikasi yang berbeda
2.3.1 Karakter Sensor MQ-138
Berikut ini adalah Karakter yang dimiliki oleh Sensor MQ-138: 1. Sensitivitas yang baik untuk Steam Organik
3. Panjang hidup dan biaya rendah 4. Drive sirkuit Sederhana
2.3.2 Aplikasi Sensor MQ-138
Berikut ini adalah Aplikasi yang dimiliki oleh Sensor MQ-138: 1 Domestik detektor uap Organik
2 Detektor uap Industri Organik 3 Detektor gas portabel
Gambar 2.5 Konfigurasi Sensor MQ-138
2.3.3 Rangkaian Tes Dasar Sensor MQ-138
Di atas adalah rangkaian tes dasar sensor.Sensor perlu menempatkan 2 tegangan,tegangan heater (VH) dan tegangan uji (VC).VH digunakan untukmemasok kerja bersertifikatsuhu sensor, sedangkan VC digunakanuntuk mendeteksi tegangan (VRL) dari tahanan beban(RL) yang merupakan seri dengan sensor. Itusensor memiliki polaritas cahaya, Vc perlu DCkekuasaan. VC dan VH bisa menggunakan kekuatan yang samasirkuit dengan prasyarat untuk menjaminkinerja sensor. Dalam rangka untuk membuatsensor dengan kinerja yang lebih baik,nilai RL cocok diperlukan:
Kekuatan Sensitivitas tubuh (Ps): Ps = Vc2× Rs / (Rs + RL)2 Tabel 2.2 Data Teknis Sensor MQ-138
Model Nomor. MQ-138
Type Sensor Semikonduktor
Standard Encapsulation Bakelite (Black Bakelite) Deteksi Gas Toluena, Aseton, Etanol, H2
Konsentrasi 5 – 500 ppm
Rangkaian
Tegangan Lingkaran Vc ≤ 24 V DC
Tegangan Pemanas VH 5.0V ± 0.2V AC atau DC
Beban Resistance RL Adjustable
Karakter
Pemanasan Resistance RH 31Ω ± 3Ω (Room Tem.)
Pemanasan Consumption PH ≤900mW
Sensing Resistance RS 2KΩ-20KΩ (di 50ppm Toluene) Kepekaan S Rs (di udara) / Rs (50ppm Rangkaian Tes Standart Vc: 5.0V ± 0.1V;
2.3.4 Karakteristik sensitivitas MQ – 138
Gambar 2.7 Karakteristik Sensitivitas MQ-138
Gambar 2.7 menunjukkankarakteristik sensitivitas khasyang MQ138, ordinat berarti rasio resistensi dari sensor(Rs / Ro),absis adalah konsentrasi gas. Rs berartisensor (Rs / Ro), Rs berarti resistansi sensorresistensi dalam gas yang berbeda, Ro berarti ketahanandi 100ppm Toluene.Semua tes berada di bawah standar kondisi pengujian.100ppm Toluene, 20 ℃ / 65% RH
2.3.5 Pengaruh Suhu / Kelembaban
Gambar 2.8 menunjukkan suhu yang khas dan kelembaban karakteristik. Ordinat berarti rasio resistensi (Rs / Ro),. Rs berarti resistansi sensor di 100ppm Toluenebawah tem berbeda. dan kelembaban.Ro berarti perlawanan dari sensor di lingkungan100ppm Toluene, 20 ℃ / 65% RH
2.3.6 Struktur dan konfigurasi MQ-138
Struktur dan konfigurasi sensor gas MQ138 ditampilkan sebagai Gambar 2.9 sensor disusun oleh mikro Al2O3 tabung keramik, TinDioksida (SnO2) lapisan sensitif, mengukur elektroda dan pemanas tetap menjadi kerak yang dibuatoleh plastik dan stainless steelbersih. Pemanas menyediakan kondisi kerja yang diperlukan untuk pekerjaan komponen sensitif. The terbungkus MQ-4 memiliki 6 pin, 4dari mereka yang digunakan untuk mengambil sinyal, dan lainnya 2 digunakan untuk memberikan pemanasan saat ini
Gambar 2.9 Struktur Dan Konfigurasi Sensor Gas MQ138
2.4 LCD (Liquid Crystal Display)
pun layar komputer.Pada postingan aplikasi LCD yangdugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCDsangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untukmenampilkan status kerja alat.
Gambar 2.10 LCD 2×16
Teknologi LCD memberikan keuntungan dibandingkan dengan teknologi CRT, kaena pada dasarnya, CRT adalah tabung triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan.LCD memanfaatkan silicon atau gallium dalam bentuk Kristal cair sebagai pemendar cahaya.Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua dimensi piksel yang dibagi dalam baris dan kolom.Dengan demikian, setiap pertemuan baris dan kolom adalah sebuah LED terdapat sebuah bidang latar (backplane), yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda trasparan.Dalam keadaan normal, cairan yang digunakan memiliki warna cerah.
1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk membuat program tampilan.
2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya mengunakan 8 bit data dan 3 bit control.
3. Ukuran modul yang proporsional.
4. Daya yang digunakan relative sangat kecil.
Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses proses internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan instruksi membaca data. ROM pembangkit sebanyak 192 tipe karakter, tiap karakter dengan huruf 5x7 dot matrik.Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter (membaca program), maksimum pembacaan 80x8 bit tampilan data.Perintah utama LCD adalah Display Clear, Cursor Home, Display ON/OFF, Display Character Blink, Cursor Shift, dan Display Shift. Tabel 2.3 menunjukkan konfigurasi pin LCD
Tabel 2.3 Konfigurasi Pin LCD
Pin No. Keterangan Konfigurasi Hubung
10 D3 Bit 3
11 D4 Bit 4
12 D5 Bit 5
13 D6 Bit 6
14 D7 Bit 7
15 A Anoda (+5VDC)
16 K Katoda (Ground)
Saat ini telah dikembangkan berbagai jenis LCD, mulai jenis LCD biasa, Passive Matrix LCD (PMLCD), hingga Thin-Film Transistor Active Matrix (TFT-AMLCD). Kemampuan LCD juga telah ditingkatkan daru yang monokrom hingga yang mampu menampilkan ribuan warna.
2.5 Bahasa Pemrograman Arduino Berbasis Bahasa C
Seperti yang telah dijelaskan diatas program Arduino sendiri menggunakan bahasa C. walaupun banyak sekali terdapat bahasa pemrograman tingkat tinggi (high level language) seperti pascal, basic, cobol, dan lainnya. Walaupun demikian, sebagian besar dari paraprogramer profesional masih tetap memilih bahasa C sebagai bahasa yang lebih unggul, berikut alasan-alasannya:
2. Bahasa C merupakan bahasa yang portabel sehingga dapat dijalankan di beberapa sistem operasi yang berbeda. Sebagai contoh program yang kita tulis dalam sistem operasi windows dapat kita kompilasi didalam sistem operasi linux dengan sedikit ataupun tanpa perubahan sama sekali.
3. Bahasa C merupakan bahasa yang sangat populer dan banyak digunakan oleh programer berpengalaman sehingga kemungkinan besar library pemrograman telah banyak disediakan oelh pihak luar/lain dan dapat diperoleh dengan mudah.
4. Bahasa C merupakan bahasa yang bersifat modular, yaitu tersusun atas rutin-rutin tertentu yang dinamakan dengan fungsi (function) dan fungsi-fungsi tersebut dapat digunakan kembali untuk pembuatan program-program lainnya tanpa harus menulis ulang implementasinya.
5. Bahasa C merupakan bahasa tingkat menengah (middle level language) sehingga mudah untuk melakukan interface (pembuatan program antar muka) ke perangkat keras.
6. Struktur penulisan program dalam bahasa C harus memiliki fungsi utama, yang bernama main (). Fungsi inilah yang akan dipanggil pertama kali pada saat proses eksekusi program. Artinya apabila kita mempunyai fungsi lain selain fungsi utama, maka fungsi lain tersebut baru akan dipanggil pada saat digunakan.
dimaksudkan untuk mengenalkan terlebih dahulu kepada kompiler daftar fungsi yang akan digunakan di dalam program. Namun apabila kita menuliskan fungsi-fungsi lain tersebut diatas atau sebelum fungsi-fungsi utama, maka kita tidak perlu lagi untuk menuliskan bagian prototipe diatas.
Selain itu juga dalam bahasa C kita akan mengenal file header, biasa ditulis dengan ekstensi h(*.h), adalah file bantuan yang yang digunakan untuk menyimpan daftar-daftar fungsi yang akan digunakan dalam program. Bagi anda yang sebelumnya pernah mempelajari bahasa pascal, file header ini serupa dengan unit. Dalam bahasa C, file header standar yang untuk prosesinput/output adalah <stdio.h>. Perlu sekali untuk diperhatikan bahwa apabila kita menggunakan file header yang telah disediakan oleh kompilator, maka kita harus menuliskannya
didalam tanda„<‟ dan „>‟ (misalnya <stdio.h>). Namun apabila menggunakan file
header yang kita buat sendiri, maka file tersebut ditulis diantara tanda “ dan ”
(misalnya “cobaheader.h”). perbedaan antara keduanya terletakpada saat
pencerian file tersebut. Apabila kita menggunakan tanda < >, maka file tersebut dianggap berada pada direktori deafault yang telah ditentukan oleh
kompilator.Sedangkan apabila kita menggunakan tanda “”, maka file header dapat
kita dapat tentukan sendiri lokasinya.
File header yang akan kita gunakan harus kita daftarkan dengan
menggunakan directive#include. Directive #include ini berfungsi untuk memberi tahu kepada kompilator bahwa program yang kita buat akan menggunakan file-file yang didaftarkan. Berikut ini contoh penggunaan directive #include.
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
Setiap kita akan menggunakan fungsi tertentu yang disimpan dalam sebuah file header, maka kita juga harus mendaftarkan file headernya dengan menggunakan directive #include. Sebagai contoh, kita akan menggunakan fungsi getch( ) dalam program, maka kita harus mendaftarkan file header<conio.h>.
2.6Aseton
Aseton, juga dikenal sebagai propanon, dimetil keton, 2-propanon,
propan-2-on, dimetilformaldehida, dan β-ketopropana, adalah senyawa berbentuk cairan
yang tidak berwarna dan mudah terbakar. Ia merupakan keton yang paling sederhana. Aseton larut dalam berbagai perbandingan dengan air, etanol, dietil eter,dan lain-lain.
Ia sendiri juga merupakan pelarut yang penting. Aseton digunakan untuk membuat plastik, serat, obat-obatan, dan senyawa-senyawa kimia lainnya. Selain dimanufaktur secara industri, aseton juga dapat ditemukan secara alami, termasuk pada tubuh manusia dalam kandungan kecil.
