Perancangan Sistem Pemanasan Mesin Sepeda Motor Secara Otomatis Berbasis Arduino

6

BAB II
DASAR TEORI
2.1.

Arduino
Arduino adalah platform pembuatan prototipe elektronik yang bersifat

open-source hardware yang berdasarkan pada perangkat keras dan perangkat lunak
yang fleksibel dan mudah digunakan. Arduino ditujukan bagi para seniman,
desainer, dan siapa pun yang tertarik dalam menciptakan objek atau lingkungan
yang interaktif [2].
Platform arduino terdiri dari arduino board, shield, bahasa pemrograman
arduino, dan arduino development environment. arduino board biasanya memiliki
sebuah chip dasar mikrokontroler Atmel AVR Atmega8 berikut turunannya.
Diagram blok arduino board yang sudah disederhanakan dapat dilihat pada gambar
2.1.

Gambar 2. 1 Diagram blok Arduino Board [3]
Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman yang umum

digunakan untuk membuat perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board .
bahasa pemrograman arduino mirip dengan bahasa pemrograman c++.

Universitas Sumatera Utara

7

Arduino development environment adalah perangkat lunak yang digunakan
untuk menulis dan meng-compile program untuk arduino. Arduino development
environment juga digunakan untuk meng-upload program yang sudah di-compile
ke memori program arduino board.
2.2.

Sensor
Sensor merupakan komponen elektronik yang berfungsi untuk mengubah

besaran mekanis, magnetis, suhu, cahaya, dan kimia menjadi besaran listrik berupa
tegangan, resistansi dan arus listrik [4].

2.1.1. Modul Sensor tegangan DC

Modul sensor tegangan DC merupakan modul yang berfungsi untuk
mengubah tegangan DC 0V-25V menjadi tegngan DC 0V-5V. Gambar 2.2
memperlihatkan bentuk dari modul sensor tegangan DC [5].

Gambar 2. 2 Modul sensor tegangan DC
2.3.

Dioda Bridge
Dioda bridge merupakan sebuah komponen yang terdiri dari empat buah

dioda yang berguna untuk mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC. Dioda
bridge di bentuk dari empat buah dioda dengan susunan seperti pada gambar 2.3.

Universitas Sumatera Utara

8

kapasitor berfungsi untuk mengurangi riak gelombang pada tegangan DC
keluarannya sehingga gelombang tegangan DC yang dihasilkan lebih stabil.
Semakin besar nilai kapasitor tersebut maka semakin stabil tegangan DC yang

dihasilkan [6].

Gambar 2. 3 Rangkaian dioda bridge

2.4.

IC RTC DS3231
Untuk keperluan data waktu dan kalender digunakan sebuah serpih

rangkaian terpadu (IC) yang dikenal sebagai RTC (Real Time Clock). Salah satu
jenis IC RTC yang digunakan dalam sistem tertanam

adalah tipe DS3231.

Komunikasi piranti ini dengan perangkat luarnya menggunakan komunikasi seri
sinkron sederhana [7].
DS3231 menghitung detik, menit, jam, tanggal, bulan, tahun dan hari.
Tanggal pada setiap akhir bulan yang memiliki jumlah tanggal kurang dari 30 hari
secara otomatis telah diatur, termasuk koreksi pada setiap pergantian tahun.
Pewaktuan tersedia dalam format 24 jam dan 12 jam dengan indikator AM/PM pada

format 12 jam. DS3231 juga menyediakan dua alarm yang dapat di program dan
sebuah keluaran dengan bentuk gelombang petak yang dapat diprogram.

Universitas Sumatera Utara

9

2.5.

Modul 2 Channel 5V Relay
Modul relay merupakan relay yang dibuat khusus dalam bentuk modul

untuk aplikasi pada arduino. Modul relay ini mempunyai 4 terminal masukan VCC,
IN1, IN2 dan GND. IN1 berfungsi untuk mengontrol relay 1 sedangkan IN2
berfungsi untuk mengontrol relay2. Modul relay berfungsi sebagai sakelar jika
rangkaian masukan dan dan rangkaian keluaran mempunyai catu daya yang
berbeda. LED pada module ini akan menyala setiap kali kumparan pada relay
terhubung. Berikut spesifikasi dari Modul relay [8]:



5V - 12V TTL sinyal kontrol



Arus dan tegangan AC maksimum: 10A dan 250VAC



Arus dan tegangan DC maksimum: 10A dan 30VDC



Sinyal masukan dapat berupa tegangan DC maupun AC



Terdapat sebuah kontak normally open dan sebuah kontak normally
close pada masing - masing relay




Koil pada relay dapat bekerja jika sinyal masukan bernilai 0 pada
terminal sinyal.

Gambar 2. 4 Modul 2 Channel 5V Relay

Universitas Sumatera Utara

10

2.6.

Sim800l
Sim800L adalah sebuah modul GSM/GPRS yang berkomunikasi pada

empat lebar frekuensi yaitu: GSM850MHZ, EGSM900MHZ, DCS1800MHZ dan
PCS1900MHZ. Pemilihan frekuensi dapat dilakukan secara otomatis maupun
secara manual menggunakan AT command “AT+CBAND”.

Tabel 2.1


memperlihatkan spesifikasi dari Sim800L, Tabel 2.2 menunjukkan AT command
dalam mengkonfigurasikan Sim800l dan Tabel 2.5 menunjukkan AT command
untuk mengatur metode HTTP GET [9].
Tabel 2. 1 Spesifikasi Sim 800l
Fitur

Implementasi

Catu daya

3,4 V ~ 4,4 V

Penghemat daya

Konsumsi daya pada sleep mode adalah 0,7mA

Lebar frekuensi

• Quad_band: GSM 850, EGSM 900, DCS 1800, PCS

1900. SIM800L mampu mencari keempat lebar band
tersebut secara otomatis dan juga dapat diatur melalui
Atcommand “AT+CBAND”

• Menurut GSM tahap 2/2+
Penyaluran daya

• Kelas 4 (2W) pada GSM 850 dan EGSM 900
• Kelas 1 (1W) pada DCS 1800 dan PCS 1900

Koneksi Gprs

• GPRS multi_slot kelas 12 (default)
• GPRS multi-slot kelas 1-12(option)

Universitas Sumatera Utara

11

Tabel 2. 2 AT command dalam mengkonfigurasikan Sim800l

Komentar

keterangan

AT+SAPBR=3,1,”Contype”,”GPRS” Konfigurasi jaringan dan APN
AT+SAPBR=3,1.”APN”,”CWNET”

AT+SAPBR=1,1

Untuk membuka status GPRS

AT+SAPBR=2,1

Untuk memastikan status GPRS

AT+SAPBR=0,1

Menutup status GPRS

Tabel 2. 3 AT command untuk mengatur metode HTTP GET

komentar

keterangan

AT+HTTPINIT

Menginisialisasi layanan HTTP

AT+HTTPPARA=”CID”,1

Mengatur alamat pada HTTP

AT+HTTPARA=”URL”,”www.som.com”

AT+HTTPACTION=0

Memulai akses HTTP

AT+HTTPREAD


Membaca data dari server

AT+HTTPTERM

Menutup akses HTTP

2.7.

Web Programming
Web programming adalah proses penulisan ataupun coding yang

berhubungan dengan pengembangan web seperti konten web, penulisan script pada
web client dan server, dan juga keamanan jaringan (network security). Bahasa yang
umum digunakan pada web programming adalah xml, html, php, dan javascript.

Universitas Sumatera Utara

12

2.7.1. HTML
Pada awalnya, semua halaman web ditulis dengan menggunakan HTML
(Hyper Text Markup Language). HTML adalah bahasa yang dapat menampilkan
informasi melalui internet dengan menggunakan suatu perangkat lunak standar,
yang dikenal dengan istilah web browser. Awalnya dikembangkan oleh ilmuwan
British Tim Berners-Lee pada awal tahun 1990-an.
Web browser yang dapat diakses dengan gratis, koneksi internet baik
dengan menggunakan kabel maupun nirkabel pada area perkantoran ataupun di
rumah, mesin pencari yang hebat, sudah membuat perkembangan yang sangat pesat
untuk perkembangan WWW (World Wide Web) terutama diakhir abad 20 dan awal
abad 21. Web semakin banyak digunakan sebagai sarana untuk membeli (ataupun
mengunduh secara gratis) musik, buku, film, mencari tempat liburan dan membeli
berbagai barang dan kebutuhan.
Semua halaman web ditulis dengan menggunakan HTML. Halaman web
yang dibuat secara manual oleh penulis, termasuk setiap rincian isi dan bentuk
halamannya disebut static webpage. Halaman web dapat juga dibuat secara
otomatis, yaitu dengan menggunakan bahasa pemograman lainnya, salah satu yang
popular saat ini adalah PHP. Setiap halaman web, baik itu ditulis dengan
menggunakan HTML maupun PHP, akan diterjemahkan (intrepret) oleh web
browser ketika diambil dari server [10].
Secara umum, terdapat dua cara untuk membuat file HTML. Cara yang
pertama dan paling mudah adalah dengan mengetik langsung kode program baris
demi baris pada text editor seperti WordPad atau Sublime dan menyimpannya

Universitas Sumatera Utara

13

dengan format text file. Cara kedua, dengan menggunakan perangkat lunak seperti
Dreamweaver yang dapat menampilkan tampilan halaman yang lebih kompleks
seperti huruf cetak tebal, cetak miring, dan sebagainya.
2.7.2. PHP
PHP adalah bahasa pemograman yang didesain untuk era World Wide Web.
PHP dibuat oleh Rasmus Lerdorf pada tahun 1994 dan awalnya digunakan untuk
mengatur halaman web pribadinya. Awalnya, PHP merupakan kepanjangan dari
Personal Home Page, tetapi kini PHP lebih sering diartikan sebagai ‘ PHP:
Hypertext Preprocessor’ .
Program yang ditulis dalam PHP atau bahasa sejenisnya umumnya disebut
scripts, dan PHP umumnya disebut sebagai scripting language. PHP juga sering
digunakan bersama dengan MySQL untuk mengolah database. PHP juga
merupakan interpreter bukan compiler [10].
2.7.3.

CSS
CSS adalah bahasa yang digunakan untuk mendesain halaman HTML, dan

juga mengatur bagaimana tampilan dari elemen-elemen dari HTML. CSS
merupakan singkatan dari Cascading Style Sheet. Ketika CSS digunakan pada
halaman HTML, format style HTML yang sebelumnya telah digunakan menjadi
tidak berfungsi, dan digantikan dengan style oleh CSS. CSS dapat digunakan untuk
mengatur ukuran, warna, tipe huruf, posisi suatu konten pada halaman web.
2.7.4.

MySQL Databases
Jenis database yang dapat diakses menggunakan PHP disebut relational

database. Pada relational database, informasi disimpan pada struktur dua dimensi

Universitas Sumatera Utara

14

yang disebut tabel. Hanya terdapat satu nilai (atau tidak mempunyai nilai sama
sekali) pada setiap sel dari tabel. Setiap baris dari tabel disebut record atau tuple,
dan setiap kolom disebut field.
Jenis relational database yang sering digunakan bersamaan dengan PHP
adalah MySQL database. Hal ini merupakan versi open-source dari sistem
managemen relational dabase SQL (Structured Query Language) yang pada
awalnya dikembangkan pada tahun 1970. MySQL disebut sebagai query language,
yang berarti meliputi sekumpulan pertanyaan (queries) yang dikirimkan ke
relational database untuk menanyakan ataupun memberikan perintah-perintah
seperti menambah record ataupun mengubah isi dari record yang sudah ada
sebelumnya [10].
2.7.5.

HTTP Method
Hypertext Transfer Protocol (HTTP) didesain agar server dan client dapat

saling berkomunikasi, web browser dapat dikatakan sebagai client dan komputer
yang menyimpan data web site dapat disebut sebagai server. Protokol dalam http
request sesuai dengan standar yang telah ditetapkan oleh The Internet Society yang
dikenal dengan nama “HTTP/1.1”. HTTP merupakan protokol yang sangat bagus

karena standar, sederhana, dan cara yang mudah untuk mengirim informasi ke web
server.
Hosting adalah jasa layanan internet yang menyediakan sumber daya
server-sever untuk disewakan sehingga memungkinkan organisasi atau indivudu
menempatkan informasi di internet berupa HTTP, FTP, EMAIL dan DNS.

Universitas Sumatera Utara

15

Ada beberapa janis layanan hosting yaitu hosting berbagi (shared hosting),
hosting dedikasi (dedicated hosting), VPS (Virtual Private Server) dan server
kolokasi (colocation sever).
2.8.

Android
Android adalah sistem operasi berbasis Linux yang dirancang untuk

perangkat bergerak (mobile) layar sentuh seperti smartphone dan komputer tablet.
Android merupakan sistem operasi yang opensource, dan Google merilis kodenya
di bawah lisensi Apache. Kode opensource dan lisensi perizinan pada Android
memungkinkan

perangkat

lunak

untuk

dimodifikasi

secara

bebas

dan

didistribusikan oleh para pembuat perangkat, operator nirkabel, dan pengembang
aplikasi.
Android merupakan subset perangkat lunak untuk perangkat mobile yang
meliputi sistem operasi, middleware dan aplikasi inti yang dirilis oleh Google.
Android dilengkapi dengan Android SDK (Software Development Kit) yang
menyediakan tools dan mendukung kebutuhan API (Application Programming
Interface) yang diperlukan untuk mengembangkan aplikasi pada platform Android
dengan menggunakan bahasa pemrograman Java.
Aplikasi Android ditulis dalam bahasa pemrograman Java, yaitu kode Java
yang terkompilasi bersama-sama dengan data dan file resources yang dibutuhkan
oleh aplikasi yang digabungkan oleh app tools menjadi paket Android, menjadi
. ile ini didistribusikan sebagai
sebuah file yang ditandai dengan ekstensi ‘ apk’ F

aplikasi dan diinstal pada perangkat mobile [11].

Universitas Sumatera Utara

16

2.8.1. Arsitektur Android
Arsitektur Android diibaratkan seperti sebuah tumpukan software. Pendapat
tersebut dikemukakan oleh Open Handset Alliance yang mengasuh Google sebagai
pencipta Android, yang mana setiap lapisan dari tumpukan ini menghimpun
beberapa program yang mendukung fungsi-fungsi spesifik dari sistem operasi. Pada
Gambar 7.1 di bawah ini akan menggambarkan arsitektur Android dari setiap
arasnya yang mana diibaratkan seperti tumpukan software.

Gambar 2. 5 Arsitektur Android
Tumpukan paling bawah adalah kernel. Google menggunakan kernel Linux
versi 2.6 untuk membangun Android, yang mencakup memory management,
security setting, power management, dan beberapa driver hardware. Bertempat di
level yang sama dengan library adalah lapisan runtime yang mencakup serangkaian
inti library Java. Dengan ini, programmer dapat mengembangkan aplikasi untuk
Android menggunakan bahasa pemrograman Java. Lapisan selanjutnya adalah

Universitas Sumatera Utara

17

application framework, yang mencakup program untuk mengatur fungsi-fungsi
dasar smartphone [12].

2.8.2. Android SDK
Android

SDK

mencakup

seperangkat

alat

pengembangan

yang

komperhensif. Android SDK terdiri atas debugger, libraries, handset emulator,
dokumentasi, contoh kode dan tutorial. Saat ini Android sudah mendukung
arsitektur x86 pada Linux (distribusi Linux apapun untuk desktop modern), MacOS
X 10.4.8 atau lebih, Windows XP atau Vista. Persyaratan mencakup JDK, Apache
Ant dan Python 2.2 atau yang lebih baru. IDE yang didukung secara resmi adalah
Eclipse 3.2 atau lebih dengan menggunakan plug-in Android Development Tools
(ADT), dengan ini pengembang dapat menggunakan teks editor untuk meng-edit
file Java dan XML serta menggunakan peralatan command line untuk menciptakan,
membangun, melakukan debug aplikasi Android dan pengendalian perangkat
Android (misalnya reboot, menginstal paket perangkat lunak dari jarak jauh) [12].

2.9.

Komponen Sepeda Motor Minerva MX 150

2.9.1. Baterai
Baterai sepeda motor berfungsi sebagai sumber daya sepeda motor. Baterai
sepeda motor Minerva MX 150 memiliki spesifikasi tegangan keluaran 12V/5A.
model baterai yaitu Maintenance Free YTX7A [14].

Universitas Sumatera Utara

18

2.9.2. Indikator Bahan Bakar
Idikator bahan bakar merupakan komponen otomotif yang berfungsi
sebagai informasi jumlah bahan bakar yang ada di dalam tangki bahan bakar kepada
pengemudi.
Sebuah gauge bahan bakar adalah sebuah alat yang digunakan untuk
menunjukan tingkat bahan bakar yang terkadung dalam tangki. Secara umum,
pelampung bahan bakar pada tangki akan menggerakkan sebuah plat tembaga yang
unjung nya mengecil, kemudian ujung plat ini akan menyentuh dan bisa bergeser –
geser pada sebuah untaian kawat. Pergeseran plat tembaga mengakibatkan
berubahnya aliran arud listrik dalam rangkainnya. Dengan mengukur perubahan ini
dapat dihitung tingkat bahan bakar didalam tangki bahan bakar [13].
2.9.3. Sistem Pengisian
sistem pengisian baterai Minerva MX 150 adalah AC magneto. Generator
berfungsi untuk membangkitkan tegangan AC 3 fasa untuk digunakan sebagai daya
pada sepeda motor. Tegangan keluaran generator ini berkisar antara 12VAC –
110VAC [14].
2.9.4. Indikator Transmisi Netral
Indikator transmisi netral adalah sebuah indikator pada sepeda motor yang
berfungsi sebagai penunjuk posisi transmisi netral atau tidak pada sepeda motor.
Pada gambar 2.7 diperlihatkan LED sebagai indikator transmisi. LED ini akan
menyala jika posisi transmisi sepeda motor berada pada posisi netral [14].

Universitas Sumatera Utara

19

Netral
Gambar 2. 6 Indikator transmisi netral [14]

2.9.5. Sakelar Power
Sakelar power adalah sakelar yang fungsi untuk menutup dan membuka
rangkaian power pada sepeda motor [14].
2.9.6. Sakelar Starter
Sistem starter pada sepeda motor berfungsi untuk memudahkan dalam
menghidupkan sepeda motor. Prinsip kerja sistem starter pada sepeda motor yaitu
mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Sakelar starter sepeda motor
berfungsi untuk menutup dan membuka rangkaian starter sepeda motor [14].

Universitas Sumatera Utara