Top Banner
5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut, salah satunya adalah penentuan komponen-komponen elektronika dan modul mikrokontroler yang akan digunakan pada alat tersebut. Dan tidak hanya perangkat kerasnya (hardware) saja yang memerlukan perencanaan dan penentuan, namun juga terhadap perangkat lunaknya (software) yang akan digunakan untuk memprogram alat tersebut. 2.1. Perangkat Keras 2.1.1. IC (Integrated Circuit) Menurut Tim Pustena ITB (2011:27) IC (Integrated Circuit) dapat dianalogikan sebagai “kumpulan resistor, dioda, dan transistor dengan kombinasi tertentu dalam sebuah chip silikon berukuran mini. Penemuan IC di abad ke-20 sangat membantu penyederhanaan ratusan komponen dalam sepotong semikonduktor.”. 1. IC Regulator IC regulator, adalah IC yang menstabilkan tegangan pada level tertentu. IC ini biasanya digunakan pada rangkaian power supply atau catu daya, guna menstabilkan tegangan, dan bebas dari segala gangguan seperti noise ataupun fluktuasi (naik turun). IC Regulator menstabilkan tegangan pada level tertentu secara otomatis, bergantung dari kode yang tertera pada badan IC, sebagai contoh IC Regulator 7805, maka output tegangannya hanya 5 volt.
62

BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

Jun 27, 2019

Download

Documents

vandat
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

5

BAB II

LANDASAN TEORI

Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan

perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut, salah satunya adalah penentuan

komponen-komponen elektronika dan modul mikrokontroler yang akan digunakan

pada alat tersebut. Dan tidak hanya perangkat kerasnya (hardware) saja yang

memerlukan perencanaan dan penentuan, namun juga terhadap perangkat lunaknya

(software) yang akan digunakan untuk memprogram alat tersebut.

2.1. Perangkat Keras

2.1.1. IC (Integrated Circuit)

Menurut Tim Pustena ITB (2011:27) IC (Integrated Circuit) dapat

dianalogikan sebagai “kumpulan resistor, dioda, dan transistor dengan kombinasi

tertentu dalam sebuah chip silikon berukuran mini. Penemuan IC di abad ke-20

sangat membantu penyederhanaan ratusan komponen dalam sepotong

semikonduktor.”.

1. IC Regulator

IC regulator, adalah IC yang menstabilkan tegangan pada level tertentu. IC

ini biasanya digunakan pada rangkaian power supply atau catu daya, guna

menstabilkan tegangan, dan bebas dari segala gangguan seperti noise ataupun

fluktuasi (naik turun). IC Regulator menstabilkan tegangan pada level tertentu

secara otomatis, bergantung dari kode yang tertera pada badan IC, sebagai contoh

IC Regulator 7805, maka output tegangannya hanya 5 volt.

Page 2: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

6

Sumber : http://positrontech.in/wp-content/uploads/2017/02/download.jpg

Gambar II.1 Simbol dan contoh IC Regulator

2. PC 817

IC optocoupler sederhana dan ekonomis untuk digunakan pada rangkaian

elektronika yang membutuhkan proteksi / isolasi terhadap tegangan tinggi dari

modul / peralatan eksternal, misalnya pada aplikasi relay.

Prinsip kerja optocoupler adalah memisahkan dua bagian rangkaian

elektronika (biasanya berbeda tegangan dalam skala besar walaupun tidak harus

demikian) menjadi dua bagian terpisah secara elektrik. Signal kendali antara dua

bagian tersebut ditransmisikan secara optik menggunakan cahaya, pada prakteknya

menggunakan LED sebagai pemancar cahaya dan phototransistor / photodiode /

LDR sebagai penerima signal. LED dan komponen penerima cahaya ini disatukan

dalam sebuah komponen terintegrasi / integrated circuit dalam bentuk IC

optocoupler seperti PC 817 ini.

Page 3: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

7

Sumber : https://ecs7.tokopedia.net/img/product-1 /2016/1/13/11730516/11730516_c58dcdd4-

2a7e-4ff9-82d1-0fd2bd45ee7c.jpg

Gambar II.2 PC 817

3. IC ATMega 328

ATMega328 adalah chip mikrokontroler 8 bit keluaran atmel yang

mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer). Chip ini memiliki

beberapa fitur antara lain :

a. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus

clock.

b. 32 x 8 bit register serba guna.

c. Kecepatan mencapai 16 MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline

Stages) dengan clock 16 Mhz.

d. 32 KB flash memory dan pada Arduino memiliki bootloader yang

menggunakan 2 KB dari flash memory sebagai bootloader.

e. EEPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) sebesar 1 KB,

sebagai tempat penyimpanan data semi permanen. Karena EEPROM tetap

dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

f. SRAM (Static Random-Access Memory) sebesar 2 KB.

Page 4: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

8

g. Memiliki pin I/O digital sebanya 14 pin.

IC ATMega 328 memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan memori

untuk data sehingga memaksimalkan kerja dan parallelism.

Sumber : http://www.learningaboutelectronics.com/Articles/Atmega328-pinout.php

Gambar II.3 IC ATMega 328

Instruksi-instruksi dalam memori pemrograman dieksekusi dalam satu jalur

tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan, instruksi berikutnya sudah

diambil dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi-

instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock.

Selain itu chip tersebut memiliki 23 jalur general purpose I/O (input / output),

32 buah register digunakan untuk mendukung operasi pada ALU (Arithmatic Logic

Unit) yang dapat dilakukan dalam satu siklus, 3 buah timer / counter dengan mode

perbandingan, interupt internal dan external, serial programmable USART, 2-wire

interface serial, serial port SPI, 6 buah channel 10 bit A / D converte,

programmable watchdog timer dengan oscilator internal, dan lima power saving

mode. Chip bekerja pada tegangan antara 1,8 volt ~ 5,5 volt. Maximum operating

frequency adalah 20 Mhz.

Page 5: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

9

Sumber : http://www.learningaboutelectronics.com/Articles/Atmega328-pinout.php

Gambar II.4 Pin-pin ATMega 328

2.1.2. Sumber Tegangan

Menurut Winarno dan Arifianto (2011:31) sumber tegangan adalah “suatu

alat atau sistem yang dapat menghasilkan energi listrik”.

Sumber tegangan memiliki dua jenis yaitu :

1. Sumber Arus Searah (Direct Current / DC)

Menurut Winarno dan Arifianto (2011:31) sumber arus searah adalah “arus

listrik yang bernilai konstan dan mengalir dari potensial tinggi (+) ke potensial

rendah (-)”.

Page 6: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

10

Besar arus listrik searah umumnya berkisar 1,5 volt hingga 24 volt. Sumber

tegangan searah merupakan sumber tegangan yang tidak mengalami perubahan

terhadap waktu. Arus listrik searah biasa digunakan pada baterai, dan aki.

a) Baterai

Merupakan salah satu contoh sumber tegangan dengan tegangan dan ukuran

yang kecil. Baterai mengandung kutub positif (+), dan kutub negatif (-), sehingga

pemasangannya tidak boleh terbalik. Kutub positif baterai dihubungkan dengan

potensial tinggi (+) suatu rangkaian eletronika, dan kutub negatif baterai

dihubungkan dengan potensial rendah (-) suatu rangkaian elektronika. Besar

tegangan pada baterai antara lain 1,5 volt, dan 9 volt.

Sumber : http://1.bp.blogspot.com/-u_5obJJqHjQ/UjU4l8dI2tI/AAAAAAAACwg/1bF00rnJPB4

/s1600/standard-battery-sizes.jpg

Gambar II.5 Baterai

Page 7: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

11

b) Aki

Sama seperti baterai. Aki memiliki kutub positif (+), dan kutub negatif (-),

namun daya yang dapat ditampung aki lebih besar dari pada baterai. Aki memiliki

dua jenis, yaitu :

1) Aki Kering

Aki kering tidak menggunakan pengisian cairan, ukuran aki ini lebih kecil

dari aki basah. Aki kering harus di-charge selama beberapa jam sesuai kapasitasnya

sebelum digunakan.

2) Aki Basah

Aki basah diisi menggunakan cairan aki zuur, dan harus diisi ulang setelah

habis digunakan, biasanya pengunaan aki basah adalah motor dan mobil.

Sumber : http://jagatotomotif.id/wp-content/uploads/2015/12/aki-kering-vs-aki-basah.jpg

Gambar II.6 Aki kering dan Aki basah

Page 8: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

12

2. Sumber Arus Bolak-Balik (Alternating Current / AC)

Menurut Winarno dan Arifianto (2011:32) sumber arus bolak-balik adalah

“arus listrik dengan besaran dan arah yang berubah-ubah secara bolak-balik”.

Arus AC mengalir bolak-balik dari potensial tinggi (+) ke potensial rendah (-

) dan dari potensial rendah ke potensial tinggi (+). Dalam satu detik, arus AC

berbolak balik sebanyak 50 hingga 60 kali. Gelombang listrik pada arus bolak-balik

berbentuk sinusoidal, gelombang segi empat, atau gelombang segitiga. Contoh

penggunaan arus bolak-balik yaitu pada jaringan PLN. Besar arus listrik bolak-balik

berkisar antara 110 hingga 220 volt dengan frekuensi 50 hertz.

2.1.3. Komponen Elektronika

1. Resistor

Menurut Nalwan (2012:28) “Resistor merupakan komponen elektronika pasif

yang mempunyai fungsi dasar untuk menahan arus listrik atau membagi tegangan”.

Ada berbagai jenis resistor, namun kita hanya akan membahas jenis resistor

yang digunakan pada rangkaian digital yaitu resistor karbon dan resistor pasang

permukaan (Surface Mount Device / SMD).

Sumber : http://zrf-community.blogspot.co.id/p/blog-page_15.html

Gambar II.7 Simbol Resistor

Page 9: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

13

a) Resistor Karbon

Resistor karbon terdiri atas sebuah unsur resitif berbentuk tabung dengan

kawat atau tutup logam pada kedua ujungnya. Badan resistor dilindungi dengan cat

atau plastik. Resistor komposisi karbon lawas mempunyai badan yang tidak

terisolasi, kawat penghubung dililitkan disekitar ujung unsur resistif dan kemudian

disolder. Resistor yang sudah jadi dicat dengan kode warna harganya.

1) Nilai hambatan (ohm).

2) Daya (watt), untuk rangkaian digital yang biasanya menggunakan arus yang

sangat lemah, parameter ini tidak perlu di perhatikan. Namun, apabila arus

yang dilewatkan pada resistor ini cukup besar (mendekati 1 ampere), nilai daya

harus diperhatikan.

3) Toleransi (%), hal ini perlu diperhatikan untuk rangkaian elektronika yang

membutuhkan ketelitian tinggi seperti pada pengukuran yang melibatkan nilai

resistansi sebagai variabel dari hasil pengukuran tersebut.

4) Koefisien suhu (gelang kelima), parameter ini hanya digunakan untuk

rangkaian elektronika di tempat-tempat yang memiliki suhu yang sangat

ekstrem. Gelang kelima ini jarang terlihat pada resistor.

Untuk mengukur nilai hambatan pada resistor karbon dapat dilakukan dengan

membaca gelang-gelang warna pada tabel warna. Gelang pertama, dan gelang

kedua merupakan informasi dua digit harga resistansi. Gelang ketiga merupakan

pengali (jumlah nol yang ditambahkan setelah dua digit resistansi), dan gelang

keempat merupakan toleransi harga resistansi. Kadang-kadang gelang kelima

Page 10: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

14

menunjukkan koefisien suhu, tetapi ini harus dibedakan dengan sistem lima warna

sejati yang menggunakan tiga digit resistansi.

Sumber : http://skemaku.com/kode-warna-resistor-dan-cara-membacanya/

Gambar II.8 Warna-warna dan nilainya pada gelang resistor

Sebagai contoh, hijau-biru-kuning-merah adalah 56 x 104 Ω = 560 KΩ ± 2%

Deskripsi yang lebih mudah adalah gelang pertama (hijau mempunyai harga 5 dan

gelang kedua (biru) mempunyai harga 6, dan keduanya dihitung sebagai 56. Gelang

ketiga (kuning) mempunyai harga 104, yang menambahkan empat nol di belakang

56, sedangkan gelang keempat (merah) merupakan kode untuk toleransi ± 2%

memberikan nilai 560.000 Ω pada keakuratan ± 2%.

Metode paling mudah untuk mengukur hambatan adalah dengan

menggunakan multimeter. Untuk multimeter digital dapat dengan mudah kita

lakukan dengan memindah sakelar ke posisi hambatan dan melihat nilai yang

Page 11: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

15

tertampil pada layar display pada saat kedua ujung kabel multimeter kita hubungkan

dengan resistor.

Sumber : http://duniaelektro14.blogspot.co.id/2016/08/dasar-elektronika-pengertian-dan-jenis.html

Gambar II.9 Resistor Karbon

b) Resistor Pasang Permukaan (Surface Mount Device / SMD)

Resistor pasang permukaan (lebih dikenal dengan istilah SMD), dewasa ini

dikembangkan untuk membuat desain yang lebih ringkas dan kompak. Dimensinya

yang sangat kecil dan hanya memerlukan satu sisi PCB untuk penyolderan

membuat desainnya sangat kecil dan ekonomis karena biaya cetak PCB menjadi

lebih murah. Disamping itu, komponen SMD tidak memerlukan pengeboran pada

PCB sehingga proses pembuatan PCB akan jauh lebih mudah.

Untuk resistor SMD terdapat parameter yang juga perlu diperhatikan yaitu

dimensi. Oleh karena itu, untuk memilih nilai resistor SMD, biasanya digunakan

nilai hambatan dan dimensi. Satuan dimensi yang digunakan untuk ini adalah inci.

Contoh, SMD 0805 berarti resistor tersebut memiliki 0,08 inci x 0,05 inci.

Page 12: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

16

Untuk menentukan nilai ohm pada resistor SMD terdapat 3 digit angka

dimana digit pertama dan kedua adalah nilai, dan digit terakhir adalah jumlah

pengali. Contoh pada resistor yang tertulis 153, nilai yang diperoleh adalah 15 x

103 atau 15 KΩ.

Sumber : https://dir.indiamart.com/impcat/chip-resistors.html

Gambar II.10 Resistor SMD

2. Kapasitor

Menurut Winarno dan Arifianto (2011:43) “Kapasitor merupakan komponen

elektronik yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik sementara”.

Satuan kapasitansi yang digunakan adalah farad. Dengan penyimpan muatan,

maka pada aplikasi dalam rangkaian elektronika fungsi kapasitor dapat

dikembangkan menjadi filter, waktu tunda (delay), atau pembangkit getaran

(osilator).

Dalam fungsinya sebagai filter, terutama filter frekuensi rendah (low pass

filter), kapasitor diletakkan secara paralel terhdap bagian-bagian yang akan di filter.

Di sana arus listrik yang tidak stabil akan tersimpan di dalam kapasitor sehingga

diperoleh tegangan yang lebih rata. Semakin besar nilai kapasitor, semakin rata

Page 13: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

17

tegangan yang diperoleh. Hal ini biasa digunakan pada adaptor (power supply) DC

di mana tegangan yang rata sangat dibutuhkan.

Sumber : http://4.bp.blogspot.com/-wxkwEbJ3TaQ/U1IA3w8N0fI/AAAAAAAACWs/

jqqev6MiEn4/s1600/symbol+Elco.jpg

Gambar II.11 Simbol Kapasitor

Dengan adanya sifat pengisian muatan pada kapasitor, komponen ini juga

dapat berfungsi sebagai pembangkit waktu tunda di mana tegangan yang

dibangkitkan akan tertunda terlebih dahulu dengan adanya waktu untuk mengisi

muatan. Proses waktu tunda dapat dianalogikan dengan proses pengisian air pada

gelas ukur di mana dibutuhkan waktu tertentu agar diperoleh air dengan volume

yang ditentukan. Demikian pula pada kapasitor, pada kondisi awal kapasitor ibarat

gelas kosong yang akan diisi terlebih dahulu oleh muatan listrik yang dihasilkan

karena adanya aliran arus ke dalamnya sehingga pada waktu tertentu nilai tegangan

kapasitor (Vc) sama dengan tegangan sumber (V). Dengan adanya nilai Vc = V ,

tegangan pada VR atau Vout berubah menjadi 0 volt. Dari sini akan diperoleh waktu

tunda di mana Vout akan sama dengan tegangan sumber untuk beberapa saat

sebelum turun menjadi 0 volt.

Pada fungsi kapasitor sebagai pembangkit getaran listrik (osilator), efek

pengisian dan pembuangan muatan pada kapasitorlah yang digunakan. Dengan

adanya proses pengisian dan pembuangan yang berulang-ulang, tegangan pada titik

Page 14: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

18

tersebut akan naik turun seiring dengan proses pengisian dan pembuangan. Kondisi

itu mengakibatkan terjadinya osilasi (getaran).

Proses ini dapat dilakukan dengan menggunakan dua buah sakelar di mana

saat sakelar pertama menutup, arus akan mengalir dan mengisi muatan kapasitor.

Kemudian, saat sakelar pertama membuka dan sakelar kedua menutup, arus akan

mengalir keluar dari kapasitor dan membuang muatan. Efek ini yang

mengakibatkan naik-turunnya tegangan sehingga timbul osilasi.

Selain fungsi-fungsi yang telah disebutkan, kapasitor juga dapat difungsikan

sebagai kopling sinyal, starting capacitor pada motor, dan lain-lain.

a) Kapasitor Elektrolit

Kapasitor elektrolit didesain dengan bahan elektrolit dan memiliki polaritas

positif dan negatif. Polaritas negatif biasanya digambarkan pada tubuh kapasitor

dan polaritas positif biasanya berada pada kaki yang terpanjang. Kapasitor ini

biasanya memiliki nilai yang cukup besar, yaitu mulai dari 1uF hingga puluhan ribu

uF (mikrofarad) dan biasanya digunakan untuk filter pada power supply.

Sumber : http://4.bp.blogspot.com/-yjs7bCt24NE/U1H_5Ro32jI/AAAAAAAACWk/

IThGWFEr79Y/s1600/Kapasitor.jpg

Gambar II.12 Kapasitor Elektrolit

Page 15: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

19

b) Kapasitor Keramik

Kapasitor keramik didesain dengan menggunakan bahan keramik dan

berkisar pada nilai 1 pF hingga 680 nF. Cara menghitung nilai kapasitor jenis ini

sama dengan cara menghitung nilai resistor SMD, yaitu dua digit pertama adalah

nilai dan ketiga adalah faktor pengali. Contoh, 224 adalah 22 x 104 pF atau 220 nF.

Namun, sering kali diperoleh kapasitor dengan satu atau dua digit saja. Pada

kapasitor jenis ini, nilai tersebut adalah nilai kapasitansi kapasitor dalam pF.

Sumber : http://1.bp.blogspot.com/-i88dlUpe-eY/UPpq6pQVEOI/AAAAAAAABGA/

iTm9wXcUjZA/s1600/capacitors-ceramic-disc.png

Gambar II.13 Kapasitor Keramik

c) Kapasitor Milar

Kapasitor ini biasanya berkisar antara 1 nF hingga 1 uF. Dibandingkan

dengan kapasitor keramik, jenis ini lebih tahan terhadap suhu panas.

Sumber : https://djukarna.files.wordpress.com/2012/03/kap4.jpg

Gambar II.14 Kapasitor Milar

Page 16: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

20

d) Kapasitor Pasang Permukaan (Surface Mount Device / SMD)

Selain nilai faradnya, pada kapasitor SMD atau kapasitor pasang permukaan,

seperti pada resistor SMD, parameter dimensi juga menjadi parameter utama.

Untuk kapasitor berukuran 0,08 x 0,05 inci, tipe dimensinya adalah 0805.

Sumber : http://4.bp.blogspot.com/-tRr3cFgomBU/UnT5iaNBF5I/AAAAAAAAAJA/

QE6lzOXIc3c/s1600/capasitor+solid.jpg

Gambar II.15 Kapasitor SMD

Selain nilai kapasitansi, satu parameter lain yang tak kalah penting pada

kapasitor adalah tegangan. Pastikan kapasitor memiliki parameter tegangan yang

jauh lebih besar daripada tegangan yang terjadi pada rangkaian. Jenis keramik dan

milar biasanya memiliki tegangan puluhan volt sehingga tidak memerlukan

perhatian khusus bila anda bekerja pada rangkaian dengan sumber tegangan baterai

6 atau 12 volt. Namun, untuk jenis elektrolit di mana ada banyak yang memiliki

tegangan 16 atau 25 volt, hal ini perlu mendapat perhatian khusus dan usahakan

untuk menggunakan tegangan yang jauh di atas sumber daya rangkaian.

Page 17: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

21

3. Transistor

Menurut Nalwan (2012:45) Transistor adalah “komponen semikonduktor

yang dapat digunakan untuk penguat, rangkaian pemutus dan penyambung,

stabilitas tegangan, modulasi sinyal, dan sebagainya”.

Menurut Winarno dan Arifianto (2011:48) “Transistor merupakan komponen

elektronik pertama yang mengantarkan dunia elektronika kuno menuju elektronika

modern”.

Sumber : http://1.bp.blogspot.com/-EAA7m59yKl8/VFdNjtrnxCI/AAAAAAAAAH0/

s2Cn4fLZZSw/s1600/simbol%2Btransistor.jpg

Gambar II.16 Simbol Transistor

Umumnya, transistor berfungsi sebagai sakelar dan komponen penguat

tegangan. Dan transistor yang banyak digunakan adalah jenis BJT, jenis ini

memiliki dua dioda yang kutub positif atau kutub negatifnya berhimpit, dan

memiliki tiga terminal, yaitu emiter (E), kolektor (C), dan basis (B). Transistor jenis

BJT dibagi menjadi dua jenis berikut ini :

Page 18: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

22

a) PNP (Positive Negative Positive)

Transistor ini terdiri dari selapis semikonduktor tipe N diantara dua lapis

semikonduktor tipe P. Arus kecil yang meninggalkan basis pada moda tunggal

emiter dikuatkan pada keluaran kolektor. Dengan kata lain, transistor PNP hidup

ketika tegangan basis lebih rendah daripada tegangan emiter. Tanda panah pada

simbol dilletakan pada emiter dan menunjuk ke dalam.

b) NPN (Negative Positive Negative)

N dan P pada transistor jenis ini menunjukkan pembawa muatan mayoritas

pada daerah yang berbeda pada transistor. Transistor NPN terdiri dari selapis

semikonduktor tipe P diantara dua lapis semikonduktor tipe N. Arus kecil yang

memasuki basis pada moda tunggal emitor dikuatkan di keluaran kolektor. Dengan

kata lain, transistor NPN hidup ketika tegangan basis lebih tinggi daripada tegangan

emiter. Tanda panah dalam simbol diletakkan pada kaki emiter dan menunjuk

keluar (arah aliran arus konvesional ketika peranti dipanjar maju).

Sumber : http://www.robotpark.com/image/cache/data/PRO/92166/92166-BD139-NPN-

Transistor-Pic001-700x700.jpg

Gambar II.17 Transistor

Page 19: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

23

4. Diode

Menurut Winarno dan Arifianto (2011:46) “Diode merupakan salah satu

komponen aktif yang berfungsi sebagai penyearah”.

Arus yang bergerak melalui diode hanya dapat mengalir searah dari bagian

positif ke bagian negatifnya, sedangkan arah sebaliknya akan terhambat. Hal ini

dapat dianalogikan dengan pintu putar pada supermarket yang hanya dapat berputar

searah dan tidak dapat berputar ke arah sebaliknya. Seperti pintu mengalir dari

positif ke negatif (selanjutnya akan disebut arah maju, sedangkan arah sebaliknya

adalah arah mundur) sehingga terjadi penurunan tegangan.

Sumber : https://dlnmh9ip6v2uc.cloudfront.net/assets/d/6/b/f/a/5171b6bece395ff53c000000.PNG

Gambar II.18 Simbol Diode

Untuk diode jenis germanium penurunan tegangannya adalah 0,2 volt,

sedangkan untuk diode jenis silikon (paling banyak dijumpai di pasaran) adalah 0,7

volt. Oleh karena itu, fungsi diode dapat dikembangkan menjadi penurunan

tegangan sebesar 0,7 volt dan penyearah tegangan (AC ke DC).

a) Penurunan tegangan sebesar 0,7 volt, apabila penurunan tegangan tidak terlalu

besar dan terjadi pada arus yang cukup besar di mana metode resistor pembagi

tegangan kurang efektif, dengan memberikan diode arah maju, penurunan

tegangan sebesar 0,7 volt tanpa harus memperhatikan impedansi rangkaian

beban dapat dilakukan.

Page 20: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

24

b) Penyearah tegangan (AC ke DC), hal ini biasa digunakan pada rangkaian

power supply yang menyearahkan tegangan sinus dari trafo menjadi bentuk DC

tak teregulasi melalui empat buah diode yang biasa disebut bridge atau

penyearah gelombang penuh (full wave rectifier). Untuk membuat desain yang

ringkas dan lebih ekonomis, sering kali penyearah ini juga terdiri atas dua buah

diode, yaitu penyearah setengah gelombang (half wave rectifier).

c) Sebagai pengaman komponen-komponen induktif seperti motor dan relay.

Motor dan relay memiliki kumparan, yaitu komponen yang bersifat induktif di

mana medan magnet yang ditimbulkan oleh aliran arus pada kumparan tersebut

sering kali memberikan tegangan balik yang cukup besar. Penggunaan diode

yang dipasang secara membalik dan paralel pada kumparan akan

mengakibatkan arus balik mengalir melalui diode tersebut dan efek medan

magnet akan segera hilang. Hal ini dibutuhkan untuk mengamankan

komponen-komponen lain dari kerusakan. Pada motor dimana arah arus yang

mengalir dapat dilakukan secara bolak-balik dibutuhkan empat buah diode

yang akan mengamankan transistor-transistornya dari tegangan induksi balik.

Sumber : http://teknikelektronika.com/fungsi-dioda-cara-mengukur-dioda/

Gambar II.19 Diode

Page 21: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

25

5. LED (Light Emitting Diode)

Menurut Winarno dan Arifianto (2011:36) “LED (Light Emitting Diode)

merupakan komponen eletronik berbahan semikonduktor yang dapat memancarkan

cahaya monokromatik jika diberi tegangan maju”.

Sumber : http://mhg-tutor.weebly.com/uploads/5/1/7/8/51787179/3701775.jpg

Gambar II.20 Simbol LED (Light Emitting Diode)

LED juga termasuk dalam jenis diode, hanya saja LED akan mengeluarkan

cahaya apabila arus mengalir maju terjadi. Namun, ada hal yang perlu di perhatikan

pada LED, yaitu tegang maju. LED memiliki tegangan maju yang terbatas sesuai

dengan spesifikasinya yang disebutkan pada lembar data atau datasheet-nya,

biasanya berkisar antara 2,5 hingga 3 volt walaupun kadang-kadang ada juga yang

lebih. Oleh karena itu, dalam mendesain rangkaian mengaktifkan LED, perlu

diperhatikan agar tegangan yang terjadi tidak melebihi tegangan maju yang

diizinkan.

Sumber : http://belajararm.blogspot.co.id/2015/01/pendeteksi-kereta-api-sebagai.html

Gambar II.21 LED (Light Emitting Diode)

Page 22: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

26

LED biasanya berfungsi sebagai indikator tegangan pada suatu titik. Contohnya

pada input power supply di mana nyala LED mengindikasikan masuknya tegangan,

atau pada jalur data di mana kedipan LED mengindikasikan lewatnya aliran data,

dan lain-lain.

6. Buzzer

Menurut Supriatna (2013:16) menerangkan bahwa “Buzzer merupakan alat

yang dapat menghasilkan bunyi atau suara karena mempunyai membran yang

terhubung dengan magnet dan koil”. Pada dasarnya prinsip kerja Buzzer hampir

sama dengan loud speaker, jadi Buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang

pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi

elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari

arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma

maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik

sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa

digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan

pada sebuah alat (alarm).

Sumber : https://i1.wp.com/www.ngarep.net/wp-content/uploads/2017/01/Buzzer-piezoelectric-

struktur.jpg?resize=600%2C273

Gambar II.22 Buzzer

Page 23: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

27

7. Motor DC

Menurut Winarno dan Arifianto (2011:60) “jenis motor elektrik yang bekerja

pada arus searah”.

Sumber : http://3.bp.blogspot.com/-H13HzxIknas/VXdT5g-gy0I/AAAAAAAAAto/w-rrXuSGJgY/

s1600/schematic_symbol_4270_thumb.png

Gambar II.23 Simbol Motor DC

Motor ini menggunakan sumber tegangan DC. Motor DC atau motor arus

searah sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung dan tidak langsung /

direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana

diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran

kecepatan yang luas. sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama :

a) Kutub Medan Magnet

Secara sederhana digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan

menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan

yang stasioner dan kumparan motor DC yang menggerakan bearing pada ruang

diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub

utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan

diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau

lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet

menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.

Page 24: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

28

b) Kumparan Motor DC

Bila arus masuk menuju kumparan motor DC, maka arus ini akan menjadi

elektromagnet. kumparan motor DC yang berbentuk silinder, dihubungkan ke

as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil,

kumparan motor DC berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-

kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini

terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan

kumparan motor DC.

c) Commutator Motor DC

Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah

untuk membalikan arah arus listrik dalam kumparan motor DC. Commutator

juga membantu dalam transmisi arus antara kumparan motor DC dan sumber

daya.

Sumber : http://robotechshop.com/wp-content/uploads/2015/12/micro-DC-motor1.jpg

Gambar II.24 Motor DC

Page 25: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

29

8. Transformator

Menurut Tanjung (2015:294) Transformator adalah “suatu alat yang

digunakan untuk mentranformasi tegangan yaitu menaikan tegangan (step up

tranformator), dan menurunkan tegangan (step down transformator)”.

prinsip kerja trafo adalah bila pada kumparan sisi primer dialiri arus bolak

balik maka pada inti besi akan dibangkitkan garis-garis gaya magnet (fluks magnet)

yang mengalir mengelilingi inti. Fluks magnet yang sama akan dilingkup oleh

kumparan sisi sekunder sehingga pada sisi sekunder akan dibangkitkan tegangan

induksi. Bila pada sisi sekunder merupakan rangkaian tertutup maka akan ada arus

yang mengalir.

Sumber : http://belajarelektronika.net/pengertian-fungsi-transformator-dan-prinsip-kerja-trafo/

Gambar II.25 Transformator dan simbolnya

Pembagian trafo adalah berdasarkan perbandingan jumlah lilitannya, yaitu :

a) Trafo step up, menyediakan tegangan sisi sekunder lebih tinggi dari sisi

primer.

b) Trafo step down, menyediakan tegangan sisi sekunder lebih rendah dari sisi

primer.

Page 26: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

30

c) Trafo isolasi, tegangan sisi sekunder sama dengan tegangan sisi primer, untuk

mengisolasi suplai daya listrik dari jala-jala, untuk pelayanan proteksi.

2.1.4. Modul Bluetooth HC-05

Menurut Sofana (2008 : 354), “Bluetooth adalah salah satu alternatif

teknologi wireless yang dibuat untuk peralatan mobile (mobile device)”.

Bluetooth digunakan untuk melakukan tukar menukar informasi di antara

peralatan-peralatan elektronik, secara wireless pada Personal Area Network (PAN).

Spesifikasi dari peralatan bluetooth dikembangkan dan didistribusikan oleh

Bluetooth Special Interest Group (B-SIG), dan dipromotori oleh Ericson, IBM,

Intel, Nokia, Toshiba, 3com, Lucen Technologies, Microsoft, dan Motorola.

Bluetooth berbeda dengan wifi (keluarga 802.11) standar yang digunakan oleh

bluetooth mengacuh pada spesifikasi IEEE 802.15. Buetooth menggunakan

frekuensi 2.4 GHz, dengan keceptan transfer data kurang dari 1 Mbps (sekitar 800

Kbps), dan jarak jangkauan yang terbatas (± 10 meter / 30 kaki).

Module bluetooth HC serial digunakan untuk mengirimkan atau menerima

data serial TTL via bluetooth. Modul bluetooth seri HC memiliki banyak jenis atau

varian, yang secara garis besar terbagi menjadi dua yaitu jenis Industrial series

(HC-03 / HC04) dan Civil series (HC-05 / HC-06).

Page 27: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

31

Untuk melihat metode kerja module bluetooth master atau slave dapat

dikenali dari nomor serinya, jika nomor seri genap maka module bluetooth tersebut

telah di-setting oleh pabrik dengan bekerja sebagai slave mode atau master mode

dan tidak dapat diubah cara kerjanya. Sedangkan buetooth HC dengan nomor seri

ganjil, kondisi default di-setting sebagai slave mode, tetapi dapat diubah menjadi

master dengan AT Command.

Sumber : https://arduino-info.wikispaces.com/BlueTooth-HC05-HC06-Modules-How-To

Gambar II.26 Modul Bluetooth HC-05

2.1.5. Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan

komponen elektromekanikal (electromechanical) yang terdiri dari 2 bagian utama

yakni elektromagnet (Coil) dan mekanikal (seperangkat kontak saklar / Switch).

Relay menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakkan kontak

saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan

listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan relay yang

menggunakan elektromagnet 5 volt dan 50 mA mampu menggerakkan Armature

Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220 volt 2

ampere.

Page 28: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

32

Pada peralatan elektronika relay digunakan untuk menjalankan fungsi logika

(Logic Function), relay digunakan untuk memberikan fungsi penundaan waktu

(Time Delay Function), relay digunakan untuk mengendalikan sirkuit tegangan

tinggi dengan bantuan dari signal tegangan rendah, dan ada juga relay yang

berfungsi untuk melindungi motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan

tegangan ataupun hubung singkat (short).

Sumber : http://teknikelektronika.com/wp-content/uploads/2015/03/Gambar-bentuk-dan-Simbol-

relay.jpg?x22079

Gambar II.27 Relay dan simbolnya

2.1.6. Mikrokontroler Arduino UNO

Menurut Wardoyo dan Pramudyo (2015:65) Mikrokontroler adalah “IC

(Integrated Circuit) single chip yang didalamnya terkandung RAM (Random

Access Memory), ROM (Read Only Memory), mikroprosesor, dan piranti I/O

(Input/Output) yang saling terkoneksi, serta dapat diprogram berulang kali, baik

ditulis atau dihapus”.

Ada banyak jenis mikrokontroler yang masing-masing memiliki keluarga

atau series sendiri. Secara garis besar pengelompokan keluarga mikrokontroler

ditentukan oleh perusahaan tertentu sesuai dengan spesifikasi khusus yang

Page 29: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

33

dimilikinya sehingga dapat dibedakan dengan mikrokontroler keluarga lain,

terutama menyangkut kompabilitas dalam hal pemrograman.

Mikrokontroler dalam keluarga yang sama akan memiliki kesamaan dalam

hal arsitektur dan kompabilitas pemrograman, yang membedakan hanya dalam

kemasan fisik, jumlah pin, dan fitur-fitu yang dimiliki dari mikrokontroler tersebut.

Beberapa contoh keluarga mikrokontroler antara lain :

1. Keluarga MCS-48 (Intel)

2. Keluarga MCS-51 (Intel)

3. Keluarga AT89S (Atmel)

4. Keluarga AT90, ATTiny, ATMega (Atmel)

5. Keluarga MC68HC05 (Motorola)

6. Keluarga MC68HC08 (Motorola)

7. Keluarga MC68HC11 (Motorola)

8. Keluarga PIC 8 (Mikrochip)

9. Keluarga Z80 (Zilog)

Perbedaan mendasar dari mikrokontroler yang ada adalah berdasarkan

arsitekturnya. Terdapat dua jenis arsitektur yang sering dijumpai yaitu arsitektur

CISC (Complex Instruction Set Computing), dan arsitektur RISC (Reduced

Intsruction Set Computing).

Arsitektur CISC, yaitu mikrokontroler yang memiliki instruksi yang lebih

banyak, tetapi memiliki fasilitas yang terbatas, salah satunya keluarga AT89S, yang

merupakan satu keluarga mikrokontroler pendahulu Atmel dan juga MCS-51.

Arsitektur RISC, yaitu mikrokontroler yang memiliki instruksi yang terbatas, tetapi

Page 30: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

34

memiliki fasilitas yang banyak, keluarga AT-Mega merupakan salah satu

perkembangan teknologi mikrokontroler produksi Atmel jenis AVR, atau sering

disebut mikrokontroler AVR.

Perkembangan teknologi mikrokontroler berarsitektur CISC ke arsitektur

RISC, bertujuan untuk mempercepat mikrokontroler dalam melaksanakan suatu

instruksi. Mikrokontroler jenis MCS memiliki kecepatan frekuensi kerja 1/12 kali

dari frekuensi oscilator yang digunakan, sedangkan pada jenis AVR frekuensi

kerjanya sama dengan kecepatan frekuensi kecepatan oscilator yang digunakan.

Mikrokontroler AVR mempunyai kepanjangan Advanced Versatile RISC,

atau Alf and Vergard’s Risc processor yang berasal dari nama dua mahasiswa

Norwegian Institute of Technology (NTH), yaitu Alf-Egil Bogen, dan Vegard

Wollan. Secara umum mikrokontroler AVR dapat dikelompokan menjadi 5

kelompok, yaitu keluarga ATtiny, AT90Sxx, ATMega, AVR XMega, dan AVR32

UC3.

Tabel 1

Tabel memori mikrokontroler AVR

Sumber : Andrianto, dan Darmawan (2016:12)

Mikrokontroler AVR Memori

Tipe Jumlah

Pin

Flash EEPROM SRAM

TinyAVR (8 bit) 8 - 32 1 – 2K 64 – 128 0 – 128

AT90Sxx (8 bit) 20 - 44 1 – 8K 128 – 512 0 – 1K

ATMega (8 bit) 32 - 64 8 – 128K 512 – 4K 512 – 4K

AVR XMega (8/16 bit) 44 - 100 16 – 384K 512 – 4K 1K – 16K

AVR32 UC3 (32 bit) 48 - 144 16 – 512K - 32K – 128K

Page 31: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

35

Sumber : https://2.bp.blogspot.com/-SDaVW1cal80/WK7HwmxbU5I/AAAAAAAAATQ/

T1sZVgDU03cbIqFKyNwHomNtzzO3zzUhgCEw/s1600/Atmega328Pin.jpg

Gambar II.28 Pin mapping mikrokontoler ATMega 328 pada Arduino UNO

Menurut Andrianto, dan Darmawan (2016:13) Arduino adalah “Sebuah

board mikrokontroler yang bersifat open source, dimana desain skematik dan PCB

bersifat open source, sehingga kita dapat menggunakannya maupun memodifikasi”.

Menurut Kadir (2015:17) Arduino adalah “Jenis suatu papan (board) yang

berisi mikrokontroler. Dengan perkataan lain, Arduino dapat disebut sebagai papan

mikrokontroler”.

Arduino dikembangkan dari thesis Hernando Barragan pada tahun 2004,

seorang mahasiswa asal Kolombia. Judul thesisnya yaitu “Arduino-Revolusi Open

Hardware”. Arduino diawali di ruang kelas Interactive Design Institute (IDII), pada

tahun 2005 di Ivrea, Italia. Arduino ditemukan oleh Massimo Banzi dan David

Page 32: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

36

Cuartielles dengan tujuan awal yaitu untuk membantu para siswa membuat

perangkat desain dan interaksi.

Arduino berasal dari bahasa Itali yang berarti teman yang berani. Arduino

saat ini sudah menjadi salah satu platform OSHW (Open Source HardWare).

Sumber : https://images.g2crowd.com/uploads/product/image/social_landscape/social_landscape

1489713252/arduino-ide.png

Gambar II.29 Logo Arduino

Bootloader Chip/IC Arduino Board telah diisi oleh program yang dinamakan

Arduino Bootloader, yang memungkinkan untuk meng-upload code program tanpa

hardware tambahan, seperti AVR-ISP atau usb programmer. Bootloader akan aktif

selama beberapa detik ketika board mengalami reset.

Menurut Kadir (2013:25) Arduino Uno adalah “salah satu produk berlabel

Arduino yang sebenarnya adalah suatu papan eletronik yang mengandung

mikrokontroler ATMega328 (sebuah keping yang secara fungsional bertindak

seperti sebuah komputer). Piranti ini dapat dimanfaatkan untuk mewujudkan

rangkaian elektronik dari yang sederhana hingga yang kompleks”.

Page 33: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

37

Arduino UNO mengandung mikroprosesor berupa ATMega 328 (8 bit)

keluaran Atmel AVR. Komponen ini adalah sebuah IC (Integrated Circuit), yang

dipasangkan ke header socket sehingga memungkinkan dilepas.

Arduino UNO dilengkapi dengan Static Random-Access Memory (SRAM)

berukuran 2KB, digunakan sebagai memori kerja selama sketch dijalankan.

Memori inilah yang digunakan untuk menyimpan variabel. flash memory berukuran

32KB, digunakan untuk menyimpan sketch. Dan Electrically Erasable

Programmable Read-Only Memory (EEPROM) adalah memori yang dapat

digunakan untuk menyimpan data secara permanen. Arduino UNO juga dilengkapi

dengan oscillator 16MHz (yang memungkinkan operasi berbasis waktu

dilaksanakan dengan tepat).

Konektor USB (Universal Serial Bus) berfungsi sebagai penghubung ke PC.

Konektor ini sekaligus berfungsi sebagai pemasok tegangan bagi papan Arduino.

Konektor catu daya berfungsi sebagai penghubung ke sumber tegangan eksternal.

Hal ini diperlukan sekiranya konektor USB tidak terhubung ke PC. Adaptor AC ke

DC atau baterai dapat dihubungkan ke konektor ini. Konektor ini dapat menerima

tegangan +7 hingga +12 volt dan diturunkan dengan regulator (pembangkit

tegangan) 5 volt.

Sejumlah pin tersedia di papan Arduino UNO, pin-pin ini digunakan untuk

menerima atau mengirim isyarat 1 (dinyatakan sebagai HIGH) direpresantasikan

dalam bentuk tegangan 5 volt, dan isyarat 0 (dinyatakan dengan LOW) diwujudkan

dalam bentuk tegangan 0 volt.

Page 34: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

38

Pin 0 hingga 13 digunakan untuk isyarat digital, yang hanya bernilai 0 atau 1.

Beberapa pin digital dinamakan sebagai pin PWM (Pulse Width Modulation), dapat

digunakan sebagai keluaran analog. Pin PWM ditandai dengan simbol ~. Ada 6 pin

PWM, yaitu 3, 5, 6, 9, 10, dan 11.

Pin A0 hingga A5 adalah pin analog. Pin ini dipakai untuk menerima nilai

analog. jika dinyatakan dalam tegangan, nilai analog akan berkisar antara 0 volt

sampai 5 volt, pada pin ini Arduino bisa menerima nilai tegangan seperti 1,0 volt

atau 2,5 volt. Biasanya pin ini digunakan untuk input dari sensor.

Pin sumber tegangan adalah pin yang memberikan catu daya kepada pin-pin

lain yang membutuhkannya. Vin, berasal dari voltage in, adalah pin yang

memberikan tegangan sama dengan tegangan luar yang diberikan ke papan

Arduino. GND, berasal dari ground. Pin 5V, berisi tegangan 5 volt. Pin 3,3V berisi

tegangan 3,3 volt.

Arduino UNO mempunyai 4 buah Indikator LED, LED ON, akan menyala

jika papan Arduino diberi sumber tegangan. LED RX dan LED TX, akan menyala

jika suatu data sedang dikirim dan diterima oleh papan Arduino. Dan LED L, adalah

LED yang terhubung ke pin 13.

Page 35: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

39

Tombol reset akan membuat sketch dijalankan ulang. Kadangkala, instruksi

yang diberikan pada Arduino UNO menimbulkan hal yang tidak normal. Pada

keadaan seperti itu, tombol reset yang ditekan akan membuat sistem di-reset dan

kemudian diaktifkan kembali.

Sumber : http://www.elecrom.com/introduction-arduino-uno-uses-avr-atmega328/

Gambar II.30 Arduino UNO Board

Page 36: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

40

2.2. Perangkat Lunak

2.2.1. Bahasa Pemrograman

Menurut Irawan (2009:137) program adalah “perangkat lunak yang terdiri

dari sekumpulan kode, bisa dieksekusi dan dijalankan melalui sistem operasi”.

Menurut Munir (2007:13) bahasa pemrograman adalah “bahasa komputer

yang digunakan dalam menulis program”.

Berdasarkan tujuan aplikasinya bahasa pemrograman digolongkan menjadi 2

kelompok, yaitu bahasa pemrograman khusus (Specific Purpose Programming

Language), seperti Cobol (untuk terapan bisnis dan administrasi), Fortran (aplikasi

komputer ilmiah), Bahasa Assembly (aplikasi pemrograman mesin), Prolog

(aplikasi buatan), dan lainnya. sedangkan kelompok lainnya adalah bahasa

pemrograman bertujuan umum (General Purpose Programming Language), yang

digunakan untuk berbagai aplikasi seperti Bahasa Pascal, Basic, C, C++.

Berdasarkan kedekatan bahasa pemrograman apakah lebih condong ke

bahasa manusia, maka pemrograman juga dapat dikelompokan menjadi dua

macam, yaitu bahasa tingkat rendah dan bahasa tingkat tinggi. Bahasa tingkat

rendah dirancang agar setiap instruksinya langsung dikerjakan oleh komputer,

seperti bahasa mesin (Machine Language), dan Bahasa Assembly. Sedangkan

bahasa tingkat tinggi lebih mudah dipahami, dan lebih dekat dengan bahasa

manusia. Bahasa ini memerlukan kompiler untuk menerjemahkan bahasa ini

menjadi bahasa mesin agar dapat dieksekusi oleh CPU, contoh dari bahasa tingkat

ini adalah C, C++, dan sebagainya.

Page 37: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

41

Menurut Febrian (2007:342) programmer adalah “orang yang membuat

program, dengan membuat perintah-perintah yang dimengerti oleh mesin”.

1. Bahasa Pemrograman C

Bahasa C dirancang oleh Dennis M. Ritchie, staf AT&T Bell Laboratories di

New Jersey, pada tahun 1972. Bahasa C semula dirancang untuk digunakan didalam

pengembangan piranti lunak sistem yang berjalan di atas sistem operasi UNIX,

bukan untuk belajar menulis program komputer. Kernel sistem operasi UNIX

ditulis kembali dengan menggunakan bahasa C pada tahun 1973. Walaupun bahasa

C merupakan bahasa pemrograman tingkat tinggi (high level), namun bahasa ini

memungkinkan system programmer untuk mengakses perangkat keras komputer,

memiliki instruksi untuk mengendalikan proses, dan menyediakan sejumlah

struktur data. Berdasarkan paradigma pemrograman, bahasa C termasuk kelompok

imperative programming language, atau procedural programming language.

Dalam beberapa literatur, C terkadang dikelompokan pada bahasa pemrograman

beraras menengah (medium level). Pengelompokan ini bukan berarti bahwa bahasa

C kurang ampuh atau lebih sulit dibandingkan dengan bahasa beraras tinggi seperti

Java atau BASIC, melainkan menegaskan bahwa C juga menyediakan fasilitas yang

memungkinkan pemrogram menggunakan kode rakitan, selain menggunakan

perintah yang berorientasi pada manusia.

Publikasi bahasa C dilakukan oleh Brian W. Kernighan dan Dennis M.

Ritchie melalui buku The C Programming Language pada tahun 1978. Versi C ini

diistilahkan dengan versi K&R. Pada tahun 1982 komisi X3J11 dari Amerika

National Standard Institute (ANSI) menyusun formal baku bahasa C yang selesai

Page 38: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

42

pada tahun 1989. Pada tahun 1999 dilakukan pembaruan baku dan tercantum pada

dokumen ISO/IEC 9899:1999. Standar ini biasanya dikenal sebagai C99.

Bahasa C mempunyai beberapa kelebihan, diantarnya adalah :

a. C memiliki banyak operator untuk memanipulasi data.

b. Berbagai struktur data dan pengendalian proses disediakan dalam C sehingga

memungkinkan untuk membuat program yang terstruktur, yaitu bentuk

program yang mudah dipahami maupun dikembangkan.

c. Dibandingkan dengan bahasa mesin atau bahasa rakitan, C jauh lebih mudah

dipahami dan pemrogram tidak perlu tahu detail mesin komputer sehingga

tidak menyita waktu dalam menyelesaikan masalah dan mewujudkannya

dalam bentuk program.

d. Kecepatan eksekusi C boleh dikatakan menyamai kecepatan eksekusi program

yang dibuat dengan menggunakan bahasa beraras rendah.

e. C memungkinkan manipulasi data dalam bentuk bit maupun byte secara

efisien. Disamping itu, C juga memungkinkan untuk memanipulasi alamat

suatu data (melalui pointer).

Dan kelemahan-kelemahan bahasa C, antara lain :

a. Operator yang terlalu banyak dan fleksibilitas penulisan program terkadang

membingungkan pemakai. Kalau hal itu tidak dikuasai, sudah tentu akan

menimbulkan masalah.

Para pemrogram C tingkat pemula umumnya belum pernah mengenal pointer

dan tidak terbiasa menggunakannya (sebab bahasa lain seperti BASIC maupun Java

tidak mengenal pointer). Padahal, kemampuan C justru terletak pada pointer.

Page 39: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

43

2. Bahasa Pemrograman Java

Menurut Raharjo et all (2007:1) Java adalah “bahasa pemrograman yang

disusun oleh James Gosling yang dibantu oleh rekan-rekannya seperti Patrick

Naugton, Chris Warth, Ed Frank, dan Mike Sheridan di suatu perusahaan perangkat

lunak yang bernama Sun Microsystem, pada tahun 1991. Bahasa pemrograman ini

mula-mula diinisialisasi dengan nama Oak, namun pada tahun 1995 diganti

namanya menjadi Java”.

Java bersifat portabel atau yang sering disebut flat platform independent

(tidak tergantung pada platform). Itulah yang menyebabkan dalam dunia

pemrograman Java, dikenal adanya istilah “Write Once, Run Everywhere”, yang

berarti kode program hanya ditulis sekali, namun dapat dijalankan di bawah

platform manapun, tanpa harus melakukan perubahan kode program.

Menurut Hariyanto (2011:12) “Java merupakan penyeimbangan antara

mazhab orientasi objek “murni” yang memandang (semua harus objek) dan mazhab

pragmatis yang menerapkan model pragmatis (stay out my way)”.

Sebagian dari suatu program Java dan jendela yang ditampilkan program

tersebut. Ketika programmer mengompilasi program kodebyte dan tidak

bergantung pada mesin. Java lalu menggunakan just-in-time (JIT) compiler untuk

mengonversi kodebtye menjadi kode yang bergantung pada mesin. Programmer

menggunakan Java Platform, Standard Edition (Java SE) yang dikembangkan oleh

Sun Microsystems untuk menciptakan program-program mandiri yang digunakan

pada komputer desktop dan server. Programmer juga menggunakan Java Platform,

Page 40: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

44

Micro Edition (Java ME) untuk menciptakan program-program yang dapat

digunakan pada Smartphone dan perangkat mobile lainnya.

Java Platform, Enterprise Edition (Java EE) adalah kumpulan teknologi yang

dibangun pada Java SE dan memungkinkan programmer untuk mengembangkan

serta meluncurkan aplikasi besar bagi perusahaan, sering kali digunakan dalam

lingkungan Web2.0 (Aplikasi Web). Tujuannya dibuatnya Java EE adalah untuk

menyederhanakan dan mengurangi waktu pengembangan program dengan cara

mengembangkan objek-objek standar yang dapat digunakan berkali-kali.

2.2.2. Software Editor

1. Arduino IDE

Menurut Wardoyo dan Pramudyo (2015:95), Arduino IDE (Integrated

Development Environment) adalah “software yang sangat canggih ditulis

menggunakan Java”.

Arduino IDE (Integrated Development Environment) adalah alat

pengembang program yang terintegrasi yang bersifat Open Source, sehingga

berbagai keperluan disediakan dalam bentuk antarmuka berbasis menu yang

disediakan di situs arduino.cc yang ditujukan sebagai perangkat pengembang

sketch yang digunakan sebagai program di papan Arduino. (sumber :

https://www.arduino.cc/en/Guide/HomePage)

Page 41: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

45

Sumber : https://i.stack.imgur.com/6bDVW.png

Gambar II.31 Splash Screen Arduino IDE

Arduino IDE terdiri atas :

a) Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan

mengedit program dalam bahasa Processing.

b) Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing)

menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah mikrokontroler tidak akan bisa

memahami bahasa Processing. Kode yang bisa dipahami oleh mikrokontroler

adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini.

c) Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer kedalam

memory di dalam papan Arduino.

Sebuah kode program Arduino umumnya disebut dengan istilah sketch. Kata

“sketch” digunakan secara bergantian dengan “kode program” yang keduanya

memiliki arti yang sama. File ini berekstensi .ino.

Page 42: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

46

Sumber : https://d1nocd4j7qtmw4.cloudfront.net/wp-content/uploads/20160616151042/

Arduino- IDE-paste-example-sketch-for-connection.png

Gambar II.32 Arduino IDE

a. User Interface

1) Verify

Berfungsi untuk melakukan checking kode yang dibuat oleh programmer,

apakah kode tersebut sudah sesuai dengan kaidah pemrograman yang ada.

2) Upload

Berfungsi untuk melakukan kompilasi program atau kode yang telah dibuat

menjadi bahasa yang dapat dipahami oleh IC digital yang tertanam pada

Arduino.

Page 43: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

47

3) New

Berfungsi untuk membuat Sketch baru.

4) Open

Berfungsi untuk membuka sketch yang pernah dibuat.

5) Save

Berfungsi untuk menyimpan Sketch yang telah dibuat.

6) Serial Monitor

Berfungsi untuk membuka serial monitor. Serial monitor disini merupakan

jendela yang menampilkan data apa saja yang dikirimkan atau

dipertukarkan antara Arduino dengan sketch pada port serialnya. Serial

monitor ini sangat berguna sekali ketika seorang programmer ingin

membuat program atau melakukan debugging tanpa menggunakan LCD

(Liquid Crystal Display) pada Arduino. Serial monitor ini dapat digunakan

untuk menampilkan nilai proses, nilai pembacaan, bahkan pesan error.

7) File

a) New

Berfungsi untuk membuat membuat sketch baru dengan bare minimum

yang terdiri void setup() dan void loop().

b) Open

Berfungsi membuka sketch yang pernah dibuat di dalam drive.

c) Open Recent

Merupakan menu yang berfungsi mempersingkat waktu pembukaan

file atau sketch yang baru-baru ini sudah dibuat.

Page 44: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

48

d) Sketchbook

Berfungsi menunjukan hirarki sketch yang telah dibuat, termasuk

struktur foldernya.

e) Example

Berisi contoh-contoh pemrograman yang disediakan pengembang

Arduino, sehingga user dapat mempelajari program-program dari

contoh yang diberikan.

f) Close

Berfungsi menutup jendela Arduino IDE dan menghentikan aplikasi.

g) Save

Berfungsi menyimpan sketch yang dibuat atau perubahan yang

dilakukan pada sketch.

h) Save as…

Berfungsi menyimpan sketch yang sedang dikerjakan atau sketch yang

sudah disimpan dengan nama yang berbeda.

i) Page Setup

Berfungsi mengatur tampilan page pada proses pencetakan.

j) Print

Berfungsi mengirimkan file sketch ke mesin cetak untuk dicetak.

k) Preferences

Disini kam dapat merubah tampilan interface IDE Arduino.

Page 45: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

49

l) Quit

Berfungsi menutup semua jendela Arduino IDE. Sketch yang masih

terbuka pada saat tombol Quit ditekan, secara otomatis akan terbuka

pada saat Arduino IDE dijalankan.

8) Edit

a) Undo/Redo

Berfungsi untuk mengembalikan perubahan yang sudah dilakukan pada

sketch beberapa langkah mundur dengan undo atau maju dengan redo.

b) Cut

Berfungsi untuk meremove teks yang terpilih pada editor dan

menempatkan teks tersebut pada clipboard.

c) Copy

Berfungsi menduplikasi teks yang terpilih kedalam editor dan

menempatkan teks tersebut pada clipboard.

d) Copy for Forum

Berfungsi melakukan copy kode dari editor dan melakukan formating

agar sesuai untuk ditampilkan dalam forum, sehingga kode tersebut bisa

digunakan sebagai bahan diskusi dalam forum.

e) Copy as HTML

Berfungsi menduplikasi teks yang terpilih kedalam editor dan

menempatkan teks tersebut pada clipboard dalam bentuk atau format

HTML. Biasanya ini digunakan agar code dapat diembededkan pada

halaman web.

Page 46: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

50

f) Paste

Berfungsi menyalin data yang terdapat pada clipboard, kedalam editor.

g) Select All

Berfungsi untuk melakukan pemilihan teks atau kode dalam halaman

editor.

h) Comment/Uncomment

Berfungsi memberikan atau menghilangkan tanda // pada kode atau

teks, dimana tanda tersebut menjadikan suatu baris kode sebagai komen

dan tidak disertakan pada tahap kompilasi.

i) Increase/Decrease Indent

Berfungi untuk mengurangi atau menambahkan indetntasi pada baris

kode tertentu. Indentasi adalah “tab”.

j) Find

Berfungsi memanggil jendela window find and replace, dimana kamu

dapat menggunakannya untuk menemukan variabel atau kata tertentu

dalam program atau menemukan serta menggantikan kata tersebut

dengan kata lain.

k) Find Next

Berfungsi menemukan kata setelahnya dari kata pertama yang berhasil

ditemukan.

l) Find Previous

Berfungsi menemukan kata sebelumnya dari kata pertama yang berhasil

ditemukan.

Page 47: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

51

9) Sketch

a) Verify/Compile

Berfungsi untuk mengecek apakah sketch yang sudah dibuat ada

kekeliruan dari segi sintaks atau tidak. Jika tidak ada kesalahan, maka

sintaks yang telah dibuat akan dikompile kedalam bahasa mesin.

b) Upload

Berfungsi mengirimkan program yang sudah dikompilasi ke Arduino

Board.

c) Uplad Using Programmer

Menu ini berfungsi untuk menuliskan bootloader kedalam IC

Mikrokontroler Arduino. Pada kasus ini user membutuhkan perangkat

tambahan seperti USBAsp untuk menjembatani penulisan program

bootloader ke IC Mikrokontroler.

d) Export Compiled Binary

Berfungsi untuk menyimpan file dengan ekstensi .hex, dimana file ini

dapat disimpan sebagai arsip untuk di upload ke board lain

menggunakan tools yang berbeda.

e) Show Sketch Folder

Berfungsi membuka folder sketch yang saat ini dikerjakan.

f) Include Library

Berfungsi menambahkan library (pustaka) kedalam sketch yang dibuat

dengan menyertakan sintaks #include di awal kode. Selain itu juga bisa

menambahkan library eksternal dari file .zip kedalam Arduino IDE.

Page 48: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

52

g) Add File…

Berfungsi untuk menambahkan file kedalam sketch arduino (file akan

dikopikan dari drive asal). File akan muncul sebagai tab baru dalam

jendela sketch.

10) Tools

a) Auto Format

Berfungsi melakukan pengaturan format kode pada jendela editor.

b) Archive Sketch

Berfungsi menyimpan sketch kedalam file .zip.

c) Fix Encoding & Reload

Berfungsi memperbaiki kemungkinan perbedaan antara pengkodean

peta karakter editor dan peta karakter sistem operasi yang lain.

d) Serial Monitor

Berungsi membuka jendela serial monitor untuk melihat pertukaran

data.

e) Board

Berfungsi memilih dan melakukan konfigurasi board yang digunakan.

f) Port

Memilih port sebagai kanal komunikasi antara software dengan

hardware.

g) Programmer

Menu ini digunakan ketika hendak melakukan pemrograman chip

mikrokontroler tanpa menggunakan koneksi Onboard USB-Serial.

Biasanya digunakan pada proses burning bootloader.

Page 49: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

53

h) Burn Bootloader

Mengizinkan user untuk mengkopikan program bootloader kedalam IC

mikrokontroler.

11) Help

Berisikan file-file dokumentasi yang berkaitan dengan masalah yang sering

muncul, serta penyelesaiannya. Selain itu pada menu help juga diberikan

link untuk menuju Arduino Forum, guna menanyakan serta mendiskusikan

berbagai masalah yang ditemukan.

b. Dasar Pemrograman

1) Struktur Program

Setiap program Arduino mempunyai dua buah fungsi yang harus ada :

a) void setup() { }

Semua kode didalam kurung kurawal akan djalankan hanya satu kali

ketika program Arduino dijalankan untuk pertama kalinya.

b) void loop() { }

Fungsi ini akan dijalankan setelah fungsi setup dijalankan. Fungsi ini

akan dijalankan lagi, dan lagi secara terus menerus sampai catu daya

(power) dilepaskan.

2) Syntax

Berikut ini adalah elemen bahasa C yang dibutuhkan untuk format

penulisan.

Page 50: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

54

a) // (komentar satu baris)

Diperlukan untuk memberi catatan pada suatu blok program untuk arti

dari kode-kode yang dituliskan. Apapun yang dituliskan atau diketikan

dibelakang dua buah garis miring ini akan diabaikan oleh program.

b) /* */ (komentar banyak baris)

Jika programmer memerlukan banyak catatan yang akan dituliskan

pada beberapa baris, pada suatu blok program. Semua yang dituliskan

atau diketikan diantara dua simbol tersebut akan diabaikan oleh

program.

c) { } (kurung kurawal)

Digunakan untuk mendefinisikan kapan blok program mulai dan

berakhir, biasanya digunakan pada fungsi atau perulangan.

d) ; (titik koma)

Setiap baris kode harus diakhiri dengan titik koma, jika suatu blok

program tidak diakhiri titik koma, maka program tidak akan bisa

dijalankan, dan compiler akan menyatakan error.

3) Variabel

Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi

untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas. Variabel inilah yang

digunakan untuk memindahkannya.

a) int (integer)

Digunakan untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16 bit). Tidak

mempunyai angka desimal dan menyimpan nilai dari -32.786 dan

32.767.

Page 51: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

55

b) short (short)

Identik dengan int, menyimpan angka dalam 2 byte (16 bit).

c) unsigned int (unsigned int)

Digunakan untuk menyimpan bilangan bulat yang berkisar 0 dan

65535. Menyimpan angka dalam 2 byte (16 bit).

d) word (word)

Identik dengan unsigned int. Memiliki jumlah byte, 2 byte (16 bit).

e) long (long)

Digunakan ketika integer tidak mencukupi lagi. Memakai 4 byte (32

bit) dari memori (RAM) dan mempunyai rentang dari -2.147.483.684

dan 2.147483.647.

f) unsigned long (unsigned long)

Digunakan untuk menyimpan bilang bulat yang berkisar 0 dan

4292967295. Memakai 4 byte (32 bit) dari memori (RAM).

g) boolean (boolean)

Variabel sederhana yang digunakan untuk menyimpan nilai TRUE

(benar) atau FALSE (salah). Hanya menggunakan 1 bit dari RAM.

h) float (float)

Digunakan untuk angka desimal (floating point). Memakai 4 byte (32

bit) dari RAM dan mempunyai rentang dari -3,4028235E+38 dan

3,4028235E+38.

i) double (double)

Sama seperti float. Dan memakai 4 byte (32 bit) dari RAM.

Page 52: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

56

j) char (character)

Menyimpan 1 karakter menggunakan kode ASCII (misalnya ‘A’ = 65).

Hanya memakai 1 byte (8 bit) dari RAM.

k) byte (byte)

Menyatakan sebuah byte yang dapat menampung sebuah bilangan bulat

antara 0 dan 255. Memakai 1 byte (8 bit) dari RAM.

l) String (teks)

Menyatakan deretan karakter, yang biasa dipakai untuk menyatakan

teks. Penggunaannya dengan mengetikan karakter didalam double

quotes (“ ”).

4) Operator Matematika

Operator yang digunakan untuk memanipulasi angka (bekerja seperti

matematika yang sederhana).

a) = (sama dengan)

Membuat suatu variabel yang berada didepan operator ini, akan

menjadi sama dengan nilai yang lain (nilai yang berada dibelakang

operator ini).

b) % (modulo)

Menghasikan sisa dari hasil pembagian suatu anga dengan angka yang

lain.

c) + (penjumlahan)

Untuk melakukan operasi matematika penjumlahan.

d) - (pengurangan)

Untuk melakukan operasi matematika pengurangan.

Page 53: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

57

e) * (perkalian)

Untuk melakukan operasi matematika perkalian.

f) / (pembagian)

Untuk melakukan operasi matematika pembagian.

5) Operator Pembanding

Digunakan untuk membandingkan nilai logika.

a) == (sama dengan)

Untuk membandingkan dua nilai, dan akan menghasilkan benar atau

TRUE, jika kedua nilai yang dibandingkan sama.

b) != (tidak sama dengan)

Untuk membandingkan dua nilai, dan akan menghasilkan benar atau

TRUE, jika kedua nilai yang dibandingkan tidak sama.

c) < (lebih kecil dari)

Untuk membandingkan dua nilai, dan akan menghasilkan benar atau

TRUE, jika nilai yang dibandingkan lebih kecil daripada nilai

pembandingnya.

d) <= (lebih kecil dari sama dengan)

Untuk membandingkan dua nilai, dan akan menghasil kan benar atau

TRUE, jika nilai yang dibandingkan lebih kecil atau sama dengan nilai

pembandingnya.

e) > (lebih besar dari)

Untuk membandingkan dua nilai, dan akan menghasilkan benar atau

TRUE, jika nilai yang dibandingkan lebih besar daripada nilai

pembandingnya.

Page 54: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

58

f) >= (lebih besar sama dengan)

Untuk membandingkan dua nilai, dan akan menghasilkan benar atau

TRUE, jika nilai yang dibandingkan lebih besar atau sama dengan nilai

pembandingnya.

6) Struktur Pengaturan

Program sangat tergantung pada pengaturan apa yang akan dijalankan

berikutnya. Berikut ini adalah elemen dasar pengaturan :

a) if

Digunakan bersamaan dengan operator pembanding, menguji apakah

suatu kondisi tertentu telah tercapai.

b) if...else

Digunakan bersamaan dengan operator pembanding, menguji apakah

seuatu kondisi tertentu telah tercapai, namun jika kondisi tidak tercapai,

maka akan menjalankan perintah lainnya, yang berada pada blok else.

c) for

Digunakan untuk mengulangi satu blok pernyataan yang dilingkupi

kurung kurawal. Perulangan akan terus terjadi selama kondisi

perulangan terpernuhi, dan akan berhenti berulang jika kondisinya tidak

lagi terpenuhi.

d) switch...case

Mengendalikan aliran program dengan membiarkan pemrogram

menentukan kode berbeda yang harus dijalankan dalam berbagai

kondisi. Secara khusus, pernyataan ini membandingkan nilai variabel

dengan nilai yang ditentukan dalam pernyataan case. Ketika sebuah

Page 55: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

59

pernyataan pada blok switch ditemukan yang nilainya sesuai dengan

variabel pada blok case, kode yang berada didalam blok case akan

dijalankan.

7) Fungsi Input / Output

a) pinMode(pin, mode)

Digunakan untuk menetapkan mode dari suatu pin. Pin adalah nomor

pin yang akan digunakan dari 0 - 19 (pin analog A0 – A5, dan pin digital

0 - 13). Mode yang biasa digunakan INPUT atau OUTPUT.

Penggunaan INPUT, menginisialisasikan bahwa pin yang akan

digunakan tersebut, akan digunakan sebagai inputan (pemberi nilai

masukkan) bagi Arduino tersebut, sedangkan penggunaan OUTPUT,

menginisialisasikan bahwa pin yang akan digunakan tersebut, akan

digunakan sebagai output (pemberi nilai keluaran), pada Arduino

tersebut.

b) digitalWrite(pin, value)

Penggunaan digitalWrite(), adalah untuk pin yang modenya berupa

OUTPUT. Pemberian nilai yang bisa dilakukan adalah HIGH dan LOW,

jika pemberian nilai berupa HIGH, maka pin tersebut akan diberikan

tegangan maksimal yang mampu ditahan Arduino yaitu 5 volt. Dan jika

pemberian nilai berupa LOW, maka pin tersebut akan diberikan nilai

terendah Arduino, yaitu 0 volt. Pemberian 0 volt atau 5 volt, adalah

realisasi dari nilai digital yaitu 0 atau 1. Dimana 0 untuk 0 volt, dan 1

untuk 5 volt.

Page 56: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

60

c) digitalRead(pin)

Penggunaan digitalRead(), adalah untuk pin yang modenya berupa

INPUT. Pemberian nilai yang bisa dilakukan adalah HIGH dan LOW,

jika pemberian nilai berupa HIGH, maka pin tersebut akan diberikan

tegangan maksimal yang mampu ditahan Arduino yaitu 5 volt. Dan jika

pemberian nilai berupa LOW, maka pin tersebut akan diberikan nilai

terendah Arduino, yaitu 0 volt. Pemberian 0 volt atau 5 volt, adalah

realisasi dari nilai digital yaitu 0 atau 1. Dimana 0 untuk 0 volt, dan 1

untuk 5 volt.

d) analogWrite(pin, value)

Beberapa pin pada Arduino mendukung PWM (Pulse With

Modulation), yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, 11. Ini dapat merubah pin hidup

(on) atau mati (off), dengan sangat cepat sehingga membuatnya dapat

berfungsi layaknya keluaran analog. Value (nilai) pada format kode

tersebut adalah angka antara 0 (0 % duty cycle ~ 0 volt) dan 255 (100

% duty cycle ~ 5 volt).

e) analogRead(pin)

Ketika pin analog ditetapkan sebagai INPUT, maka pin tersebut akan

dapat digunakan untuk membaca keluaran voltasenya. Keluarannya

berupa angka antara 0 (untuk 0 volt) dan 1024 (untuk 5 volt).

8) Fungsi Waktu

a) milis()

Menghasilkan nilai waktu dalam satuan mili detik dihitung sejak sketch

dijalankan.

Page 57: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

61

b) delay(ms)

Menghentikan sementara program dalam satuan mili detik.

c) delayMicrosecond(ms)

Menghentikan sementara program dalam satuan mikro detik.

9) Fungsi Matematika

a) min(x, y)

Menghasilkan nilai terkecil diantara x dan y.

b) max(x, y)

Menghasilkan nilai terbesar diantara x dan y.

c) abs(x, y)

Menghasilkan nilai absolut dari nilai x.

d) map(value, fromLow, fromHigh, toLow, toHigh)

Mengubah skala antara formLow sampai dengan fromHigh menjadi

toLow sampai dengan toHigh. Biasanya digunakan untuk pembacaan

sensor.

e) pow(base, exponent)

Menghasilkan nilai pangkat eksponensial dari nilai base.

f) sqrt(x)

Menghasilkan nilai akar kuadrat dari nilai x.

g) sin(rad)

Menghasilkan nilai sinus dari nilai rad yang diinputkan.

h) cos(rad)

Menghasilkan nilai cosinus dari nilai rad yang diinputkan.

Page 58: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

62

i) tan(rad)

Menghasilkan nilai tangen dari nilai rad yang diinputkan.

10) Fungsi Komunikasi Serial

f) Serial.begin(speed)

Membuat komunikasi serial dengan kecepatan transfer data sebesar

nilai parameter speed.

g) Serial.print(data) dan Serial.print(data, encoding)

Mengirim data ke serial. Encoding dapat berupa DEC, HEC, OCT, BIN,

dan BYTE.

h) Serial.println(data) dan Serial.println(data, Encoding)

Mengirim data ke serial dengan tiap akhir data akan ditambahkan

karakter carriage return. Encoding dapat berupa DEC, HEX, OCT,

BIN, dan BYTE.

i) Serial.available()

Menghitung berapa banyak komunikasi serial yang tersedia.

j) Serial.read()

Menangkap satu byte dari data yang akan datang.

k) Serial.flush()

Data yang datang ada kemungkinan sangat cepat sehingga tidak sempat

diproses. Arduino menyimpan data-data tersebut di buffer. Fungsi flush

digunakan untuk mengosongkan buffer tersebut.

Page 59: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

63

2. Android Studio

Android Studio adalah Lingkungan Pengembangan Terpadu (Integrated

Development Environtment / IDE) resmi untuk pengembangan aplikasi android

berdasarkan IntelliJ IDEA. Selain alat editor dan pengembang kode IntelliJ yang

hebat, Android Studio menawarkan banyak fitur yang meningkatkan produktivitas

saat membangun aplikasi android, seperti :

a. Sistem Build berbasis Gradle yang fleksibel.

b. Emulator yang cepat dan kaya fitur.

c. Lingkungan terpadu yang dapat dikembangkan untuk semua perangkat

android.

d. Instant Run, untuk mendorong perubahan pada aplikasi yang sedang berjalan

tanpa membangun APK baru.

e. Template kode dan terintegrasi dengan GitHub, untuk membantu user

membangun fitur aplikasi umum, dan mengimpor contoh kode.

f. Alat pengujian dan kerangka kerja yang luas.

g. Lint Tools, untuk menangkap dan mengambil kinerja, kegunaan, kompatibilitas

versi, dan masalah lainnya.

h. Dukungan C++ dan NDK

Page 60: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

64

Dukungan terintegrasi untuk Google Cloud Platform, sehingga mudah

mengintegrasikan Google Cloud Messaging dan App Engine. (sumber :

https://developer.android.com/studio/intro/index.html)

Sumber : https://tctechcrunch2011.files.wordpress.com/2017/02/android-studio-logo.png

Gambar II.33 Logo Android Studio

Beberapa fitur dasar Android Studio, adalah :

a. Struktur Proyek

Setiap proyek di Android Studio berisi satu atau lebih modul, dengan file

kode sumber dan file sumber daya. Jenis modul meliputi :

1) Modul aplikasi Android.

2) Modul perpustakaan.

3) Modul Google App Engine.

Secara default, Android Studio menampilkan file proyek dalam tampilan

proyek android. Tampilan ini disusun oleh modul untuk menyediakan akses secara

cepat ke file sumber utama proyek tersebut.

Semua file build berada di atas Gradle Scripts, dan setiap modul aplikasi

berisi folder berikut :

a) Manifest : berisi file AndroidManifest.xml.

Page 61: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

65

b) Java : berisi file kode java, termasuk kode uji JUnit.

c) Res : berisi semua file non-kode, seperti layout XML, string UI, dan

gambar bitmap.

b. User Interface

Adapun menu bar yang ada di Android Studio adalah :

1) Toolbar

Melakukan berbagai jenis tindakan, termasuk menjalankan aplikasi dan

meluncurkan alat android.

2) Navigasi Bar

Membantu bernavigasi di antara proyek dan membuka file untuk di edit. Bilah

ini memberikan tampilan struktur yang terlihat lebih ringkas dalam jendela

Project.

3) Editor window

Adalah tempat membuat memodifikasi kode. Bergantung pada jenis file saat

ini, editor dapat merubah.

4) Tool window bar

Muncul di luar jendela IDE dan berisi tombol yang memungkinkan

memperbesar tampilan Android Studio.

5) Tool windows

Pengelolaan proyek, penulusuran, kontrol versi, dan banyak lagi.

6) Statur bar

Menampilkan status proyek dan IDE itu sendiri, serta peringatan atau pesan.

Page 62: BAB II LANDASAN TEORI - repository.bsi.ac.id file5 BAB II LANDASAN TEORI Dalam proses pembuatan alat robotika diperlukan perancangan dan perencanaan terhadap pembuatan alat tersebut,

66

Sumber : https://developer.android.com/studio/intro/index.html

Gambar II.34 Tampilan Editor Android Studio