BAB II LANDASAN TEORIrepository.untag-sby.ac.id/208/3/Bab 2.pdf · Gambar 2.2.1a Prinsip Kerja Sensor Proximity tanpa Objek Penghalah ... Mikrokontroller adalah sebuah sistem komputer

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Aliran Air Sungai Blitar

Kabupaten Blitar merupakan kabupaten yang kaya akan Sumber Daya Alam. Dengan

wilayah utara yang dibatasi dengan Gunung Kelud dan wilayah selatan dibatasi dengan Laut

Selatan Indonesia, sedangkan di tengahnya di lintasi oleh Sungai Brantas, maka Kabupaten

Blitar memliki kekayaan alam yang lengkap untuk daerah tropis. Hal ini juga

menggambarkan siklus hidrologi yang lengkap mulai dari sumber dari pegunungan sampai

mengalir menuju muara sungai di Laut Selatan Indonesia.

DAS bogel merupakan sub DAS wilayah dari Sungai Brantas yang memiliki luas

55.425 km², dengan 3 anak sungai utama yaitu : kali bogel, kali gesing, dan kali

kedungwungu. Sungai-sungai dan anak sungai bermuara di sungai Brantas, memiliki Sumber

mata air yang relatif kecil ( rata-rata < 5 liter/detik ).

Berdasarkan data dari pemkab blitar maka disinpulkan bahwa banjir maksimum yang

pernah terjadi adalah sebesar 40 m3/det, berdasarkan time series data hujan banjir tersebut

terjadi pada tanggal 5 Desember 2004. Outlet muara sungai bogel adalah 50 m3/det,

sedangkan debit rerata outflow outlet muara sungai bogel adalah sebesar : 1.5 m3/det.

Sedangkan ketersediaan debit rerata pada Sungai Kedungwungu 1,25 m3/det. Berikut ini

adalah tabel debit rerata bulan harian pada sungai Kedungwungu :

Tabel 2.1 Debit Rerata Harian Bulan Sungai Kedungwungu ( m3/det )

Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agst Sept Okt Nov Des

2.39 3.29 2.82 1.44 0.60 0.11 0.16 0.02 0.14 0.84 1.27 2.34

Sungai gesing memiliki rerata aliran sebesar : 0.494 m3/det dengan debit maksimum

yang pernah terjadi sebesar : 40 m3/det. Rerata debit andalan 80 % pada Sungai Gesing

adalah sebesar : 0.05 m3/det.

Untuk mengetahui kecepatan aliran sungai dan luasnya didapatkan, debit aliran sungai

dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

Q = A.V................................................. ( 2.1a )

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 6

Keterangan :

Q = debit ( m3/det )

A = luas penampang basah ( m2 )

V = kecepatan aliran air ( liter/detik )

Dengan didapatkannya persamaan 2.1a, maka untuk mengetahui kecepatan arus air

dapat digunakan persmaan :

v = s / t ................................................. ( 2.1b )

Keterangan :

v = kecepatan ( m/s )

s = jarak yang ( m )

t = waktu ( detik )

2.2 Sensor

Sensor adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis,

magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering digunakan

untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.

2.2.1 Sensor Proximity

Sensor Proximity adalah sensor yang digunakan untuk mengetahui jarak suatu benda

terhadap sensor. Selain itu sensor proximity juga dapat membedakan 2 buah garis antara garis

hitam dengan garis putih, seperti sensor yang digunakan pada rangkaian robotika kususnya

rangkaian robot line traker / robot line follower. Sensor proximity ini dapat dikalibrasi untuk

menyesuaikan pembacaan sensor terhadap objek, Sehingga pembacaan sensor akan lebih

akurat.

Prinsip kerja dari sensor proximity adalah memanfaatkan sifat pantulan cahaya yang

kemdian akan diterima oleh phototransistor atau photodioda. Bila rangkaian sensor proximity

mengunakan phototransistor sebagai reciver, maka cara kerjanya adalah jika pancaran cahaya

LED tidak memantul pada objek, sehingga tidak diterima oleh basis fototransistor, maka

fototransistor menjadi ( off ) sehingga tegangan output sama dengan 0 volt atau mendekati 0

volt. Dan sebaliknya jika pancaran cahaya LED memantul pada objek, sehingga intensitas

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 7

cahaya patulan dari objek tersebut diterimah oleh basis fototransistor, maka phototransistor

menjadi ( on ) sehingga tegangan output mendekati 5 volt atau sama dengan 5 volt.

Gambar 2.2.1a Prinsip Kerja Sensor Proximity tanpa Objek Penghalah

Gambar 2.2.1b Prinsip Kerja Sensor Proximity dengan Objek Pehalang

Gambar 2.2.1c Rangkaian Sensor Proximity dengan Phototransistor sebagai Reciver

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 8

Dan jika rangkaian sensor proximity mengunakan photodiode sebagai reciver, maka

cara kerjanya adalah ketika pancaran cahaya LED dipantulakn oleh objek / garis berwarna

hitam, maka intensitas cahaya pantulan yang diterima oleh photodioda akan rendah, sehingga

tegangan output yang dihasilkan adalah sama dengan 0 volt atau mendekati 0 volt. Dan

sebaliknya ketika pancaran cahaya LED dipantulakn oleh objek / garis berwarna putih, maka

intensitas cahaya pantulan yang diterima akan besar, sehingga tegangan output yang

dihasilkan adalah mendekati 5 volt atau sama dengan 5 volt.

Gambar 2.2.1d Prinsip Kerja Sensor Proximity dengan Objek berwarna Hitam dan Objek

berwarna Putih

Gambar 2.2.1e Rangkaian Sensor Proximity dengan Phototransistor sebagai Reciver

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 9

2.3 Mikrokontroller ATMega 16

Mikrokontroller adalah sebuah sistem komputer lengkap dalam satu komponen (chip

IC ). Mikrokontroller lebih dari sekedar sebuah mikroprosesor karena sudah terdapat atau

berisikan ROM ( Read Only Memory ), RAM ( Read Write Memory ), beberapa port

masukan maupun keluaran, dan beberapa peripheral seperti pencacah / pewaktu, ADC (

Analog to Digital Converter ), DAC ( Digital to Analog Converter ) dan serial komunikasi.

Salah satu mikrokontroller yang banyak digunakan saat ini yaitu mikrokontroller AVR.

AVR adalah mikrokontroller RISC ( Reduce Instuction Set Compute) 8 bit

berdasarkan arsitektur Harvard. Secara umum mikrokontroller AVR dapat dapat

dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu dalam keluarga AT90Sxx, ATMega dan ATtiny.

Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan

fiturnya. Seperti mikroprosesor pada umumnya, secara internal mikrokontroller ATMega 16

terdiri atas unit-unit fungsionalnya Arithmetic and Logical Unit ( ALU ), himpunan register

kerja, register dan dekoder instruksi, dan pewaktu beserta komponen kendali lainnya.

Berbeda dengan mikroprosesor, mikrokontroller menyediakan memori dalam serpih yang

sama dengen prosesornya ( in-chip ).

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, interrupt internal dan eksternal, serial UART, programmable Watchdog

Timer, dan mode power saving, 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 ( Serial Peripheral Interface ). ATMega 16

mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat disainer sistem untuk

mengoptimasi konsumsi daya versus kecepatan proses.

Gambar 2.3 ATMega 16

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 10

2.3.1 Arsitektur ATMega 16

Mikrokontroller ini menggunakan arsitektur Harvard yang memisahkan memori

program dari memori data, baik bus alamat maupun bus data, sehingga pengaksesan program

dan data dapat dilakukan secara bersamaan ( concurrent ). Secara garis besar mikrokontroller

ATMega 16 terdiri dari :

1. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16Mhz.

2. Memiliki kapasitas Flash memori 16Kbyte, EEPROM 512 Byte, dan SRAM 1Kbyte

3. Jalur I/O 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D.

4. CPU yang terdiri dari 32 buah register.

5. User interupsi internal dan eksternal

6. Port antarmuka SPI dan Port USART sebagai komunikasi serial

7. Fitur Peripheral :

Dua buah 8-bit timer/counter dengan prescaler terpisah dan mode compare.

Satu buah 16-bit timer/counter dengan prescaler terpisah, mode compare, dan mode

capture.

Real time counter dengan osilator tersendiri.

Empat kanal PWM dan Antarmuka komparator analog.

8 kanal, 10 bit ADC.

Byte-oriented Two-wire Serial Interface.

Watchdog timer dengan osilator internal.

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 11

Gambar 2.3.1 Diagram Blok ATMega 16

2.3.2 Konfigurasi Pin ATMega 16

Konfigurasi pin mikrokontroller ATMega 16 dengan kemasan 40 - pin dapat dilihat

pada Gambar 2.3.2. Dari gambar tersebut dapat terlihat ATMega 16 memiliki 8 pin untuk

masing-masing Port A, Port B, Port C, dan Port D.

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 12

Gambar 2.3.2 Pin-pin ATMega 16

2.3.3 Deskripsi Mikrokontroller ATMega 16

VCC ( Power Supply ) dan GND ( Ground )

Port A ( PA0 sampai PA7 )

Port A berfungsi sebagai input analog pada konverter A/D. Port A juga sebagai suatu port

I/O 8-bit dua arah, jika A/D konverter tidak digunakan. Pin-pin port dapat menyediakan

resistor internal pull-up ( yang dipilih untuk masing-masing bit ). Port A output buffer

mempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan

sumber. Ketika pin PA0 ke PA7 digunakan sebagai input dan secara eksternal ditarik

rendah, 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.

Port B ( PB0 sampai PB7 )

Port B adalah suatu port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up ( yang dipilih

untuk beberapa bit ). Port B output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris

dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pin Port B yang

secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. Pin Port

B adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 13

Port C ( PC0 sampai PC7 )

Port C adalah suatu port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up ( yang dipilih

untuk beberapa bit ). Port C output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris

dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pin port C yang

secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. Pin port

C adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.

Port D (PD7 sampai PD0)

Port D adalah suatu port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal pull-up ( yang dipilih

untuk beberapa bit ). Port D output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetris

dengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pin port D yang

secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pull-up diaktifkan. Pin Port

D adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis.

RESET ( Reset input )

XTAL1 ( Input Oscillator )

XTAL2 ( Output Oscillator )

AVCC adalah pin penyedia tegangan untuk port A dan konverter A/D

AREF adalah pin referensi analog untuk konverter A/D

2.3.4 Timer / Counter ATMega 16

Timer / counter adalah suatu peripheral yang tertanam dalam mikrokontroller yang

berfungsi pewaktu. Dengan peripheral ini pengguna mikrokontroller dapat dengan mudah

menentukan kapan suatu perintah dijalankan ( delay ), tentu saja fungsi timer tidak hanya

untuk penundaan perintah saja, timer juga dapat berfungsi sebagai oscilator, PWM, ADC, dan

sebagainya.

Cara kerja timer adalah dengan cara memberikan prescaling ( membagi frekuensi )

pada clock yang terpasang pada mikrokontroller sehingga timer dapat berjalan dengan

frekuensi yang diinginkan. Didalam ATMega16 dan beberapa mikrokontroller AVR lainnya

sudah terdapat 3 buat timer, yaitu : TIMER 0 ( 8 bit ), TIMER 1 ( 16 bit ), dan TIMER 2 ( 8

bit ). Perbedaan timer yang 8 bit dan timer 16 bit terdapat pada maksimal waktu yang dapat

dijangkau, semakin besar bit suatu timer semakin besar waktu yang dapat dicapai. Dalam

menggunakan timer, ada beberapa mode istilah mode yang harus diketahui saat

pemrograman, yaitu :

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 14

Mode Normal

Pada mode ini timer akan menghitung dari nilai terendah hingga nilai maksimal dan

interrupt overflow akan diaktifkan saat hitungan reset ke nilai terendah karena telah

melebihi nilai maksimal.

Gambar 2.3.4a Timer Mode Normal

Mode CTC ( Clear Timer on Compare macth )

Pada mode ini, nilai maksimal dari timer dapat diatur dengan nilai tertentu dan pada saat

menyentuh nilai maksimal tersebut, timer akan kembali ke nilai terendah. Misalnya

dalam timer 8-bit, normalnya nilai maksimalnya adalah 255, namun pada mode ini

nilainya dapat diatur menjadi 200, 100 atau sesuai kebutuhan.

Gambar 2.3.4b Timer Mode CTC

Mode Fast PWM

Pada dasarnya mode ini bekerja mirip mode normal, namun pada mode ini ketambahan

fitur output compare sehingga dapat menghasilkan pulse width modulation. Misalkan,

nilai OCR diatur 200, pada pin OC0A akan bernilai 1 saat timer menghitung dari nilai

terendah hingga kurang dari OCR, sebaliknya pada pin OC0A akan bernilai 0 saat OCR

lebih kecil atau sama dengan OCR.

Gambar 2.3.4c Timer Mode Fast PWM

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 15

Mode Phase correct PWM

Pada dasarnya mode ini sama dengan Fast PWM, namun bedanya setelah mencapai nilai

maksimal, dia akan menghitung mundur hingga ke nilai terndah. Mode ini juga

menyediakan fitur ouput compare untuk menghasilkan PWM.

Gambar 2.3.4d Timer Mode Phase correct PWM

2.3.4.1 Register Timer

1. TIMER 0

Timer 0 adalah timer yang mampu mencacah sebanyak 8 bit dan jika jadikan desimal

jadinya 255. Pengaturan timer 0 diatur oleh TCCR0 ( Timer Counter Control Register 0 ).

Register TCCR0

TCCR0 ( Timer Counter Control Register 0 ) adalah register yang berisi bit-bit untuk

mengaktifkan timer serta mengatur mode-mode yang akan dijalankan oleh timer 0. Berikut

register TCCR0.

Tabel 2.3.1a Register TCCR0

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

TCCR0 FCO0 WGM00 COM01 COM00 WGM01 CS02 CS01 CS00

Read/Write W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W

Initial Value 0 0 0 0 0 0 0 0

Pada bit ke 0 – bit ke 2 ( CS00, CS01, CS02 ) digunakan untuk mengaktifkan timer dan

mengatur frekuensi timer yang digunakan, dimana ketiga bit tersebut memilih sumber clock

yang akan digunakan oleh timer. Berikut tabel penjelasannya :

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 16

Tabel 2.3.1b Register TCCR0

Pada bit ke 3 dan ke 6 ( WGM01 dan WGM00 ) ( WGM = Wave Generation Mode )

digunakan untuk mengatur mode mode yang akan dijalankan oleh mikrokontroller.

Tabel 2.3.1c Register TCCR0

Pada bit ke 4 dan ke 5 ( COM00 dan COM01 ) ( COM = Compare Output Mode ).

Berikut tabel Compare Output Mode.

Tabel 2.3.1d Compare Output Mode Non PWM

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 17

Tabel 2.3.1e Compare Output Mode Fast PWM

Tabel 2.3.1f Compare Output Mode Phase Correct PWM

Pada bit ke 7 yaitu FOC0 ( Force Output Compare ) adalah bit yang akan bernilai 1 ketika bit

WGM00 di mode Non PWM, maka apabila bit WGM00 di mode PWM, bit FOC0 akan

bernilai 0.

Register TCNT0

Register TCNT0 adalah register yang dimiliki oleh Timer0 sebagai pencacah atau counter.

Range dari register TCNT0 ini sebesar 8 bit.

Tabel 2.3.2 Register TCNT0

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

TCNT0 TCNT0 [7:0]

Read/Write R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W

Initial Value 0 0 0 0 0 0 0 0

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 18

Register OCR0

Register Output Compare Register adalah register yang selalu di compare secara terus

menerus dengan register TCNT0. Pada saat nilai dari register OCR0 dan TCNT0 sama, dapat

kita sebagai interupsi, atau bisa gunakan outputnya menjadi PWM di Pin OCR0.

Tabel 2.3.3 Register OCR0

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

OCR0 OCR0 [7:0]

Read/Write R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W

Initial Value 0 0 0 0 0 0 0 0

Register TIMSK

Register TIMSK ( Timer/Counter Interrupt Mask Register ) adalah register yang berisi bit -

bit untuk mengaktifkan interupsi pada setiap timer.

Tabel 2.3.4 Register TIMSK

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

TIMSK OCIE2 TOIE2 TICEI1 OCIE1A OCIE1B TOIE1 OCIE0 TOIE0

Read/Write R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W

Initial Value 0 0 0 0 0 0 0 0

Bit 0 TOIE0 ( Timer / Counter 0 Overflow Interrupt Enable) adalah bit yang apabila kita set 1

digunakan untuk mengaktifkan interupsi overflow timer 0. Overflow adalah suatu keadaan

ketika cacahan telah mencapai puncak (0xFF = 255) sesuai dengan range dari timer yang

digunakan. Bit 1 OCIE0 ( Timer / Counter 0 Output Compare Interrupt Enable 0 ) adalah bit

yang apabila kita set 1 digunakan untuk mengaktifkan interupsi Compare macth atau

interupsi ketika nilai TCNT0 sama dengan nilai ORC0.

Register TIFR

Register TIFR adalah register flag dari setiap interupsi yang digunakan. Sebagai contoh

apabila kita menggunakan interupsi Overflow, maka ketika cacah telah mencapai nilai

puncak ( overflow ) maka flag TOV0 akan set menjadi 1. Berikut isi dari register TIFR.

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 19

Tabel 2.3.5 Register TIFR

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

TIFR OCF2 TOV2 ICF1 OCF1A OCF1B TOV1 OCF0 TOV0

Read/Write R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W

Initial Value 0 0 0 0 0 0 0 0

2. TIMER 1

Timer / Counter 1 mempunyai keunggulan dibanding Timer / Counter 0 atau 2,

namun cara mengatur. Timer 0, 1, 2 sama saja, yaitu pada masing-masing registernya. Timer

/ Counter 1 dapat menghitung sampai dengan 65536 Timer / Counter. Timer 1 ini memiliki

mode operasi sebanyak 16 mode. Register pada Timer ini dibagi menjadi beberapa register

dengan fungsi khusus, yaitu: control register A, control register B dan interrupt

mask. Register – register pada Timer / Counter 1 yang berfungsi untuk mengatur timer dan

mode operasinya.

Register TCCR1A

Bit ke 7 dan bit ke 6 : Compare Output untuk kanal A

Bit ke 5 dan bit ke 4 : Compare Output untuk kanal B

Bit COM1 ini mempunyai Compare Output Mode pada setiap mode operasinya. Mode

tersebut mempengaruhi pin I/O OCR1 A dan B.

Tabel 2.3.6a Register TCCR1A

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

TCCR1A COM1A1 COM1A0 COM1B1 COM1B0 FOC1A FOC1B WGM11 WGM10

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 20

Tabel 2.3.6b Compare Output Mode Non PWM

Tabel 2.3.6c Compare Output Mode Fast PWM

Tabel 2.3.6d Compare Output Mode Phase Correct dan Frequency PWM

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 21

Bit ke 3 : Force Output untuk kanal A

Bit ke 2 : Force Output untuk kanal B

Bit ke 1 dan bit ke 0 : Waveform Generation Mode

Mode operasi sebanyak 16 mode, diatur dalam bit WGM ini. Mode operasi tersebut

ditunjukkan seperti tabel dibawah.

Tabel 2.3.7 Register TCCR1A

Register TCCR1B

Tabel 2.3.8 Register TCCR1B

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

TCCR1B ICNC1 ICES1 - WGM13 WGM12 CS12 CS11 CS10

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 22

Keterangan :

Bit ke 7 : Input capture noise canceler, ketika bit ini diset 1( high ), maka noise canceler aktif

dan masukkan dari Input Capture Pin ( ICP1 ) terfilter.

Bit ke 6 : Input capture edge select, bit ini digunakan untuk trigger yang disebabkan oleh

edge ICP1. Jika bit ini diset 1 maka sebuah rising edge ( positif ) akan men-trigger capture,

Jika bit ini diset 0 maka sebuah falling edge ( negatif ) akan men-trigger capture.

Bit ke 5 : Reserved, bit ini akan digunakan pada tahap pengembangan selanjutnya.

Bit ke 4 dan bit ke 3 : lihat deskripsi register TCCR1A.

Bit ke 2, bit ke 1 dan bit ke 0 : Clock Select, bit ini digunakan untuk memilih jenis sumber

clock untuk digunakan pada suatu timer / counter.

Tabel 2.3.9 Register TCCR1B

Register TCNT1

TCNT1, digunakan untuk menyimpan nilai timer yang diinginkan. TCNT1 dibagi menjadi 2

register 8 bit, yaitu TCNT1H dan TCNT1L.

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 23

Tabel 2.3.10 Register TCNT1

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

TCNT1H TCNT1 [15:8]

TCNT1L TCNT1[7:0]

Register TIMSK dan TIFR

TIMSK dan TIFR, Timer Interrupt Mask Register ( TIMSK ) dan Timer Interrupt Flag( TIFR

) digunakan untuk mengendalikan interrupt mana yang diaktifkan, dengan cara melakukan

setting pada TIMSK dan untuk mengetahui interrupt mana yang sedang terjadi.

Tabel 2.3.11 Register TIMSK

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

TIMSK OCIE2 TOIE2 TICEI1 OCIE1A OCIE1B TOIE1 OCIE0 TOIE0

Keterangan:

Bit ke 7 : Timer / Counter2 Output Compare Match Interrupt Enable

Bit ke 6 : Timer / Counter2 Overflow Interrupt Enable

Bit ke 5 : Timer1 Input Capture Interrupt Enable

Bit ke 4 : Timer / CounterA Output Compare Match Interrupt Enable

Bit ke 3 : Timer / CounterB Output Compare Match Interrupt Enable

Bit ke 2 : Timer / Counter1 Overflow Interrupt Enable

Bit ke 1 : Timer / Counter0 Output Compare Match Interrupt Enable

Bit ke 0 : Timer / Counter0 Overflow Interrupt Enable

Tabel 2.3.12 Register TIFR

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

TIFR OCF2 TOV2 ICF1 OCF1A OCF1B TOV1 OCF0 TOV0

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 24

Keterangan:

Bit ke 7 : Output Compare Flag2

Bit ke 6 : Timer / Counter2 Overflow Flag

Bit ke 5 : Timer1 Input Capture Interrupt Flag

Bit ke 4 : Output Compare Flag1A

Bit ke 3 : Output Compare Flag1B

Bit ke 2 : Timer / Counter1 Overflow Flag

Bit ke 1 : Output Compare Flag0

Bit ke 0 : Timer / Counter0 Overflow Flag

Register OCRln

OCR1n, Output Compare Register Timer 1 n (n = A, B) merupakan register yang digunakan

untuk membangkitkan interupsi eksternal dengan melakukan perbandingan ( Output Compare

) atau juga dapat digunakan untuk membangkitkan bentuk gelombang ( PWM ). Fungsi

tersebut di atas dikeluarkan oleh pin OC1n ( n = A, B ).

Tabel 2.3.13 Register OCRln

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

OCR1nH OCR1n [15:8]

OCR1nL OCR1n [7:0]

3. TIMER 2

Timer 2 adalah timer yang mampu mencacah sebanyak 8 bit dan jika jadikan desimal

jadinya 255. Pengaturan timer / counter 2 diatur oleh TCCR2 ( Timer / Counter Control

Register 2 ) yang dapat dilihat sebagai berikut :

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 25

Tabel 2.3.14 Register TCCR2

Bit 7 6 5 4 3 2 1 0

TCCR2 FCO0 WGM20 COM21 COM20 WGM21 CS02 CS01 CS00

Read/Write W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W

Initial Value 0 0 0 0 0 0 0 0

Penjelasan setiap bit nya :

1. bit ke 7 / FOC2 : Force Output Compare

2. bit ke 6 dan bit ke 3 / WGM21 dan WGM20 : Waveform Generation Unit Bit tersebut

mengontrol kenaikan counter, sumber dari nilai maksimum counter, dan tipe dari jenis

Timer / Counter yang dihasilkan, yaitu mode normal, clear timer, mode compare match

dan dua tipe dari PWM ( Pulse Width Modulation ).

Tabel 2.3.15 Register TCCR2

3. bit ke 4 danbit ke 5 / COM01 dan COM00 : Comapare Match Output Mode Bit mengontrol

pin OC0 ( Output Compare pin ). Apabila kedua bit tersebut nol atau clear, maka pin OC0

berfungsi sebagai pin biasa. Namun jika salah satu bit set, maka fungsi pin tergantung

pada setting bit pada WGM00 dan WGM01.

Tabel 2.3.16 Mode Non PWM

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 26

Tabel 2.3.17 Mode Fast PWM

Tabel 2.3.18 Mode Phase Correct PWM

4. Bit ke 2, bit ke 1,dan bit ke 0 / CS22, CS21, CS20 : Clock Select Ketiga bit tersebut

memilih sumner clock yang akan digunakan oleh Timer / Counter2.

Tabel 2.3.19 Deskripsi TCCR2

2.4 LCD ( Liquid Crystal Display )

Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai

tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD ( Liquid Cristal Display )

adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang

bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di

sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit.

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 27

Material LCD (Liquid Cristal Display) LCD adalah lapisan dari campuran organik

antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan

seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan

medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri

dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan

dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang

dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen

yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan.

Gambar 2.4 LCD

Pengendali / Kontroler LCD ( Liquid Cristal Display ) Dalam modul LCD ( Liquid

Cristal Display ) terdapat microcontroller yang berfungsi sebagai pengendali tampilan

karakter LCD ( Liquid Cristal Display ). Microntroller pada suatu LCD ( Liquid Cristal

Display ) dilengkapi dengan memori dan register. Memori yang digunakan microcontroler

internal LCD adalah :

DDRAM ( Display Data Random Access Memory ) merupakan memori tempat karakter

yang akan ditampilkan berada.

CGRAM ( Character Generator Random Access Memory ) merupakan memori untuk

menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah

sesuai dengan keinginan.

CGROM ( Character Generator Read Only Memory ) merupakan memori untuk

menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter dasar

yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD ( Liquid Cristal

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 28

Display ) tersebut sehingga pengguna tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya

dan tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.

Register control yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah :

Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroller ke

panel LCD ( Liquid Cristal Display ) pada saat proses penulisan data atau tempat status

dari panel LCD (Liquid Cristal Display) dapat dibaca pada saat pembacaan data.

Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau ke DDRAM,

penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut ke DDRAM sesuai dengan

alamat yang telah diatur sebelumnya.

Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD ( Liquid Cristal Display ) diantaranya

adalah :

Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan

menggunakan LCD ( Liquid Cristal Display ) dapat dihubungkan dengan bus data dari

rangkaian lain seperti mikrokontroller dengan lebar data 8 bit.

Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data

yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan yang masuk adalah

perintah, sedangkan logika high menunjukan data.

Pin R/W ( Read Write ) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data,

sedangkan high baca data.

Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar.

Pin V LCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini dihubungkan

dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground, sedangkan

tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt.

2.5 Alarm ( Buzzer )

Buzzer Listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal

listrik menjadi getaran suara. Pada umumnya, buzzer yang merupakan sebuah perangkat

audio ini sering digunakan pada rangkaian anti-maling, alarm pada jam tangan, bel rumah,

peringatan mundur pada truk atau mobil dan perangkat peringatan bahaya lainnya. Buzzer

terdiri dari alat penggetar yang berupa lempengan yang tipis dan lempengan logam tebal. Bila

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Page 29

kedua lempengan diberi tegangan maka electron dan proton akan mengalir dari lempengan

satu ke lempengan lain. Kejadian ini dapat menunjukkan bahwa gaya mekanik dan dimensi

dapat digantikan oleh muatan listrik. Bila buzzer mendapatkan tegangan maka lempengan 1

dan 2 bermuatan listrik. Dengan adanya muatan listrik maka terdapat beda potensial di kedua

lempengan, beda potensial akan menyebabkan lempengan 1 bergerak saling bersentuhan

dengan lempengan 2. Diantara lempengan 1 dan 2 terdapat rongga udara, sehingga apabila

terjadi proses getaran di rongga udara maka buzzer akan menghasilkan bunyi dengan

frekuensi tinggi. Frekuensi suara yang keluar dari buzzer mencapai 1-5 KHz. Buzzer dapat

dilihat pada gambar 2.5.

Gambar 2.5 Buzzer

Jenis buzzer yang sering ditemukan dan digunakan adalah buzzer yang berjenis

Piezoelectric, hal ini dikarenakan Buzzer Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti

lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah dalam menggabungkannya ke rangkaian

elektronika lainnya. Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini juga sering disebut

dengan Beeper. Jika dibandingkan dengan speaker, buzzer piezoelectric relatif lebih mudah

untuk digerakan. Sebagai contoh, buzzer piezoelectric dapat digerakan hanya dengan

menggunakan output langsung dari sebuah IC TTL, hal ini sangat berbeda dengan speaker

yang harus menggunakan penguat khusus untuk menggerakan speaker agar mendapatkan

intensitas suara yang dapat didengar oleh manusia. buzzer piezoelectric dapat bekerja dengan

baik dalam menghasilkan frekuensi di kisaran 1 – 5 kHz hingga 100 kHz untuk aplikasi

Ultrasound. Tegangan operasional piezoelectric buzzer yang umum biasanya berkisar

diantara 3 Volt hingga 12 Volt.