BAB II
TEORI DASAR
2.1 Asap Rokok
Rokok merupakan campuran dari tembakau, cengkeh dan bahan lainnya yang dibungkus oleh kertas. Kandungan zat-zat yang ada pada rokok terdiri dari
nikotin, karbon monoksida CO , Tar yang bersifat karsinogenikdan radikal
bebas, seperti radikal nitric oxide -NO, -NO2 dan sebagainya. Namun pada aplikasi ini hanya dibatasi dengan mengukur gas-gas yang dianggap mewakili
kandungan asap rokok secara keseluruhan. Gas tersebut adalah Hydrogen dan Ethanol
. Kebiasaan merokok tidak baik sebab lebih baik tidak merokok. Hal ini
terbukti bahwa merokok bukan saja membahayakan bagi perokok aktif akan tetapi juga membahayakan kesehatan bagi perokok pasif . Artinya , merokok
mendatangkan penyakit bagi perokok itu sendiri dan juga menggangu kesehatan orang lain atau lingkungan kesehatan. Pemerintah dan semua elemen masyarakat
harus dapat mencegah jangan terus meluas atau bertambah jumlah perokok aktif di Indonesia sebab bila semakin banyak jumlah perokok aktif maka bertambah
pula jumlah perokok pasif. Artinya, semakin banyak masyarakat yang terganggu kesehatannya dan semakin banyak limgkungan yang tidak sehat membuat orang
yang berada pada lingkungan itu menjadi tidak sehat pula.
2.2 Sensor 2.2.1 Pengertian Umum Sensor
Secara umum sensor didefenisikan sebagai alat yang mampu menangkap fenomena fisika atau kimia kemudian mengubahnya menjadi sinyal elektrik baik
arus listrik ataupun tegangan. Fenomena fisik yang mampu menstimulus sensor untuk menghasilkan sinyal elektrik meliputi temperature, tekanan, gaya, medan
magnet cahaya, pergerakan dan sebagainya.
Universitas Sumatera Utara
Secara garis besar sensor dapat dibagi menjadi 2 bagian, yaitu : a Sensor kimia
b Sensor fisika Sensor fisika adalah alat yang mampu mendeteksi besaran suatu besaran
berdasarkan hukum-hukum fisika. Ada beberapa jenis sensor fisika yang kita kenal seperti sensor suhu, sensor cahaya, sensor gerak dan lain-lain.
2.2.2 Sensor Asap MQ2
Sensor asap MQ2 merupakan sensor yang biasanya digunakan untuk mengetahui kualitas udara atau untuk mengetahui kandungan yang terjadi dalam udara. Sensor
MQ2 tersebut terbuat dari bahan peka gas yaitu SnO2 . Jika sensor tersebut mendeteksi keberadaan gas tersebut di udara dengan tingkat konsentrasi tertentu,
maka sensor akan menganggap terdapat asap rokok di udara. Ketika sensor mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut, maka re-sistansi elektrik sensor akan
turun. Dengan memanfaatkan prinsip kerja dari sensor MQ 2 ini, kandungan gas tersebut dapat diukur.
Cara mendeteksi asap rokok yaitu dengan meletakkan sensor MQ 2 di dalam suatu ruangan, bila di dalam ruangan tersebut terdapat asap rokok, maka
sensor akan mengeluarkan sinyal hambatan yang akan diolah oleh komputer. Gambar berikut menunjukkan dimensi sensor MQ 2 :
Gambar 2.1 Dimensi sensor MQ 2
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2 Penampang atas sensor MQ 2
2.3 Mikrokontroller
Mikrokontroller adalah computer yang ekonomis yang dikemas dalam satu chip tetapi sudah mempunyai pengolah mikro, memori dan system IO.Dengan
demikian mikrokontroller dapat melakukan berbagai tugas , sesuai perintah dan data yang diisikan pada memorinya.
Dalam mempelajari mikrokontroller , pengetahuan dasar dari satu jenis mikrokontroller saja sudah cukup untuk mengetahui jenis mikrokontroler jenis
lain, karena pada dasarnya prinsip operasi mikrokontroller adalah relative sama. Dengan demikian mempelajari mikrokontroller 8 bit sangat menarik, karena
dimulai dari aliran data yang sederhana di dalam bagian – bagian yang jelas
hubungannya dengan fungsinya, sehingga akan dapat dibayangkan urutan pekerjaan bagian
– bagian dan aliran data di dalamnya.Program dalam bahasa Assembly dapat dengan jelas menggambarkan proses dan aliran data di dalam
chip sesuai perintah pada program sejak data masuk, kemudian diolah sampai data dikirimkan keluar dari chip untuk ditampilkan. Di samping bahasa Assembly,
dapat juga dipakai bahasa C dan basic ; tetapi karena kesederhanaan bahsa Assembly dan juga kecepatan eksekusinya , membuat bahasa ini cukup disenangi.
2.3.1 Mikrokontroler ATmega 8
Mikrokontroler ATMega8 yang merupakan bagian dari keluarga mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel. AVR mempunyai 32 register general-purpose,
timercounter fleksibel dengan mode compare, interrupt internal dan eksternal,
serial UART, programmable Watchdog Timer, dan mode power saving.
Universitas Sumatera Utara
Beberapa dari mikrokontroler atmel AVR mempunyai ADC internal dan PWM internal. AVR juga mempunyai In-Sistem Programmable Flash on-chip
yang mengijinkan memori program untuk diprogram berulang-ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI.
RESET PC 6 RXD PD 0
TXD PD1 INT0 PD2
INT1 PD3 XCKT0 PD4
VCC GND
XTAL1TOSC1 PB6 XTAL2TOSC2 PB2
T1 PD5 AIN0 PD6
AIN1 PD7 ICP1 PB0
PC5 ADC5SCL PC4 ADC4SD4
PC3 ADC3 PC2 ADC2
PC1 ADC1 PC0 ADC0
GND AREF
AVCC PB5 SCK
PB4 MISO PB3 MOSIOC2
PB2 SSOC1B PB1 OC1A
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
11 12
13 14
15 16
17 18
19 20
21 22
23 24
25 26
27 28
A T
M E
G A
8
Gambar 2.3 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMEGA 8
2.3.2 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AVR ATMEGA 8 VCC
Suplai tegangan digital. Besarnya tegangan berkisar antara 4,5 – 5,5V untuk
ATmega8 dan 2,7 – 5,5V untuk ATmega8L.
GND
Ground. Referensi nol suplai tegangan digital.
PB7..PB0
PORTB adalah port IO dua-arah bidirectional 8-bit dengan resistor pull-up internal yang dapat dipilih. Buffer keluaran port ini memiliki karakteristik yang
simetrik ketika digunakan sebagai source ataupun sink. Ketika digunakan sebagai input, pin yang di pull-low secara eksternal akan memancarkan arus jika resistor
pull-up-nya diaktifkan. Pin-pin PORTB akan berada pada kondisi tri-state ketika RESET aktif, meskipun clock tidak running.
Universitas Sumatera Utara
PORTCPC5..PC0
PORTC adalah port IO dua-arah bidirectional 7-bit dengan resistor pull-up internal yang dapat dipilih. Buffer keluaran port ini memiliki karakteristik yang
simetrik ketika digunakan sebagai source ataupun sink. Ketika digunakan sebagai input, pin yang di pull-low secara eksternal akan memancarkan arus jika resistor
pull-up-nya diaktifkan. Pin-pin PORTC akan berada pada kondisi tri-state ketika RESET aktif, meskipun clock tidak running.
PC6RESET
Jika Fuse RSTDISBL diprogram, maka PC6 berfungsi sebagai pin IO akan tetapi dengan karakteristik yang berbeda dengan PC5..PC0. Jika Fuse RSTDISBL tidak
diprogram, maka PC6 berfungsi sebagai masukan Reset. Sinyal LOW pada pin ini dengan lebar minimum 1,5 mikrodetik akan membawa mikrokontroler ke kondisi
Reset, meskipun clock tidak running.
PORTD PD7..PD0
PORTD adalah port IO dua-arah bidirectional 8-bit dengan resistor pull-up internal yang dapat dipilih. Buffer keluaran port ini memiliki karakteristik yang
simetrik ketika digunakan sebagai source ataupun sink. Ketika digunakan sebagai input, pin yang di pull-low secara eksternal akan memancarkan arus
jika resistor pull-up-nya diaktifkan. Pin-pin PORTD akan berada pada kondisi tri-state
ketika RESET aktif, meskipun clock tidak running.
RESET
Pin masukan Reset. Sinyal LOW pada pin ini dengan lebar minimum 1,5 mikrodetik akan membawa mikrokontroler ke kondisi Reset, meskipun clock
tidak running. Sinyal dengan lebar kurang dari 1,5 mikrodetik tidak menjamin terjadinya kondisi Reset.
AVCC
AVCC adalah pin suplai tegangan untuk ADC, PC3..PC0, dan ADC7..ADC6. Pin
Universitas Sumatera Utara
ini harus dihubungkan dengan VCC, meskipun ADC tidak digunakan. Jika ADC digunakan, VCC harus dihubungkan ke AVCC melalui low-pass filter untuk
mengurangi noise.
AREF
Pin Analog Reference untuk ADC.
ADC7.ADC6
Analog input ADC. Hanya ada pada ATmega8 dengan package TQFP dan QFPMLF.
2.3.3 Arsitektur Mikrokontroler ATMega 8
ATmega8 memiliki banyak fitur yang sama dengan ATmega32. Tapi itu telah mengurangi jumlah fitur dan kemampuan, namun memiliki fitur yang cukup
untuk bekerja. Untuk membuat sebuah proyek lebih baik dengan menggunakan
ATmega8. Salah satu fitur dalam ATMega 8 adalah antarmuka JTAG.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 Arsitektur Atmega 8
Pada AVR status register mengandung beberapa informasi mengenai hasil dari kebanyakan hasil eksekusi instruksi aritmatik. Informasi ini digunakan untuk
altering arus program sebagai kegunaan untuk meningkatkan performa pengoperasian. Register ini di-update setelah operasi ALU Arithmetic Logic unit
hal tersebut seperti yang tertulis dalam datasheet khususnya pada bagian Instruction Set Reference. Dalam hal ini untuk beberapa kasus dapat membuang
penggunaan kebutuhan instrukasi perbandingan yang telah didedikasikan serta
Universitas Sumatera Utara
dapat menghasilkan peningkatan dalam hal kecepatan dan kode yang lebih sederhana dan singkat. Register ini tidak secara otomatis tersimpan ketika
memasuki sebuah rutin interupsi dan juga ketika menjalankan sebuah perintah setelah kembali dari interupsi. Namun hal tersebut harus dilakukan melalui
software. Berikut adalah gambar status register.
I T
H S
V N
Z C
7 6
5 4
3 2
1 SREG
Bit
Read Write
RW Initial
Value RW
RW RW
RW RW
RW RW
Gambar 2.5 Status Register ATMega8
Bit 7I
Merupakan bit Global Interrupt Enable. Bit ini harus di-set agar semua perintah interupsi dapat dijalankan. Untuk perintah interupsi individual akan di jelaskan
pada bagian yang lain. Jika bit ini di-reset, maka semua perintah interupsi baik yang individual maupun yang secara umum akan di abaikan. Bit ini akan
dibersihkan atau cleared oleh hardware setelah sebuah interupsi di jalankan dan akan di-set kembali oleh perintah RETI. Bit ini juga dapat diset dan di-reset
melalui aplikasi dan intruksi SEI dan CLL. Bit 6T
Merupakan bit Copy Storage. Instruksi bit Copy Instructions BLD Bit Load and BST Bit Store menggunakan bit ini sebagai asal atau tujuan untuk bit yang telah
dioperasikan. Sebuah bit dari sebuah register dalam Register File dapat disalin ke dalam bit ini dengan menggunakan instruksi BST, dan sebuah bit di dalam bit ini
Universitas Sumatera Utara
dapat disalin ke dalam bit di dalam register pada Register File dengan menggunakan perintah BLD.
Bit 5H
Merupakan bit Half Carry Flag. Bit ini menandakan sebuah Half Carry dalam beberapa operasi aritmatika. Bit ini berfungsi dalam aritmatika BCD.
Bit 4S
Merupakan Sign bit. Bit ini selalu merupakan sebuah ekslusif di antara Negative Flag N dan two’s Complement Overflow Flag V.
Bit 3V
Merupakan bit Two’s Complement Overflow Flag. Bit ini menyediakan fungsi aritmatika dua komplemen.
Bit 2N
Merupakan bit Negative Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah hasil negative di dalam sebuah fungsi logika atai aritmatika.
Bit 1Z
Merupakan bit Zero Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah jasil nol “0” dalam sebuah fungsi aritmatika atau logika.
Bit 0C
Universitas Sumatera Utara
Merupakan bit Carry Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah Carry atau sisa dalam sebuah aritmatika atau logika.
2.3.4 Memori AVR Atmega
Flash
Boot Section
F_END 000
Data Memory
32 General purpose
registers
Additional IO
registers 64 IO
register s
Internal RAM
EEPROM 0000
001F 0020
005F 0060
RAMEND 000
E_END
Gambar 2.6 Peta Memori Atmega
Memori atmega terbagi menjadi tiga yaitu : 1. Memori Flash
Memori flash adalah memori ROM tempat kode-kode program berada. Kata flash menunjukan jenis ROM yang dapat ditulis dan dihapus secara elektrik. Memori
Universitas Sumatera Utara
flash terbagi menjadi dua bagian yaitu bagian aplikasi dan bagian boot. Bagian aplikasi adalah bagian kode-kode program apikasi berada. Bagian boot adalah
bagian yang digunakan khusus untuk booting awal yang dapat diprogram untuk menulis bagian aplikasi tanpa melalui programmerdownloader, misalnya melalui
USART.
2. Memori Data
Memori data adalah memori RAM yang digunakan untuk keperluan program. Memori data terbagi menjadi empat bagian yaitu :32 GPR General Purphose
Register adalah register khusus yang bertugas untuk membantu eksekusi program oleh ALU Arithmatich Logic Unit, dalam instruksi assembler setiap instruksi
harus melibatkan GPR. Dalam bahasa C biasanya digunakan untuk variabel global atau nilai balik fungsi dan nilai-nilai yang dapat memperingan kerja ALU. Dalam
istilah processor komputer sahari- hari GPR dikenal sebagai “chace memory”. IO
register dan Aditional IO register adalah register yang difungsikan khusus untuk mengendalikan berbagai pheripheral dalam mikrokontroler seperti pin port,
timercounter, usart dan lain-lain. Register ini dalam keluarga mikrokontroler MCS51 dikenal sebagi SFRSpecial Function Register.
3. EEPROM
EEPROM adalah memori data yang dapat mengendap ketika chip mati off, digunakan untuk keperluan penyimpanan data yang tahan terhadap gangguan catu
daya.
2.4 Modulasi