Sensor .1 Pengertian Umum Sensor Mikrokontroller

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