Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Pengaturan Bati Ekualiser Grafik dengan Remote Control Via Bluetooth T1 612009067 BAB II
BAB II
DASAR TEORI
Bab ini akan berisi mengenai penjelasan teori-teori yang digunakan sebagai
acauan pembuatan tugas akhir. Teori-teori yang digunakan antara lain bluetooth,
mikrokontroler, potensiometer, ekualiser , LCD.
2.1.
Bluetooth
Bluetooth adalah sebuah teknologi komunikasi wireless (tanpa kabel) yang
beroperasi pada pita frekuensi 2,4 GHz. Bluetooth menggunakan teknik pengiriman
dengan pola lompatan frekuensi yang mampu menyediakan layanan komunikasi data
dan suara secara real-time (waktu nyata) antar perangkat bluetooth dengan jarak
jangkauan layanan yang terbatas (sekitar 10 meter).
Pada dasarnya bluetooth diciptakan bukan hanya untuk menggantikan atau
menghilangkan penggunaan kabel di dalam melakukan pertukaran informasi, tetapi
juga mampu menawarkan fitur yang baik untuk teknologi mobile wireless dengan
biaya yang relatif rendah, konsumsi daya yang rendah, mudah dalam pengoperasian
dan mampu menyediakan bermacam-macam layanan .
2.1.1 Bluetooth HC-05
Modul Bluetooth yang digunakan sebagai antarmuka nirkabel pada
pembuatan skrisi ini adalah HC-05. Modul HC-05 adalah sebuah modul
bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk komunikasi
serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial ke bluetooth. HC-05
menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR (Enchanced Data Rate) 3 Mbps
dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz. Modul ini dapat
diguanakan sebagai mode slave maupun mode master. HC-05 dapat berkerja
dengan 2 mode konfigurasi yaitu mode setting (modul berkerja dalam mode
respon perintah) dan mode komunikasi (modul bekerja dalam mode koneksi
otomatis). Saat mode setting
digunakan AT command untuk melakukan
pengaturan konfigurasi dari HC-05. Sedangkan saat mode komunikasi bluetooth
berfungsi untuk melakukan komunikasi bluetooth dengan piranti lain.
5
Berikut ini adalah spesifikasi dari bluetooth HC-05 [2] :
Bluetooth protocal: Bluetooth Specification v2.0+EDR
Frequency: 2.4GHz ISM band
Modulation: GFSK(Gaussian Frequency Shift Keying)
Emission power: =4dBm, Class 2
Sensitivity: =-84dBm at 0.1% BER
Speed: Asynchronous: 2.1Mbps(Max) / 160 kbps, Synchronous:
1Mbps/1Mbps
Security: Authentication and encryption
Profiles: Bluetooth serial port Power supply: +3.3VDC 50mA
Working temperature: -20 ~ +75
Centigrade Dimension: 26.9mm x 13mm x 2.2 mm
Gambar 2.1. Bluetooth HC-05 [2 ]
2.2.
Mikrokontroler
Secara umum mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer mini yang di
dalamnya telah terdapat prosesor, RAM, dan ROM serta interface IO untuk
berhubungan dengan dunia luar. Mikrokontroler memiliki fungsi utama yaitu sebagai
pusat sistem kendali yang dapat diatur sesuai dengan keinginan pengguna. Pengaturan
tersebut dilakukan melalui algoritma yang ditanamkan pada mikrokontroler tersebut.
Saat ini, mikrokontroler telah mengalami kemajuan pesat, dahulu fitur mikrokontroler
6
hanya sebatas pada IO saja, kini untuk mikrokontroler jenis AVR telah memiliki
fasilitas yaitu sistem mikrokontroler RISC (Reduced
(Reduced Instruction Set Computing
Computing),
memiliki flash ROM yang cukup besar, memiliki ADC internal, terdapat timer yang
dapat digunakan sebagai penghasil PWM, terdapat jalur komunikasi serial, SPI dan
I2C, terdapat pula jalur interupsi, serta memiliki analog komparator
komparator.
2.2.1. Mikrokontroler ATMega16
ATMega
Mikrokonntroler ATMEGA16 ini memiliki spesifikasi sebagai berikut:
berikut
Saluran Input/Output (I/O) ada 32 buah, yaitu PORTA, PORTB, PORTC,
PORTD
ADC / Analog to Digital Converter 10 bit sebanyak 8 channel pada
PORTA
2 buah timer/counter 88-bit dan 1 buah timer/counter
counter 16
16-bit dengan
prescalers dan kemampuan pembanding
Watchdog timer dengan osilator internal
Tegangan operasi 2,75 - 5,5 V pada ATMega16L dan 4,5 - 5,5 V pada
ATMega16
EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi
Antarmuka komparator analog
channel PWM
kecepatan nilai (speed grades) 0 - 8 MHz untuk ATMega16L dan 0 - 16
MHz untuk ATMega16
Gambar 2.
2.2. Rangkaian ATMega16
16 Sistem [3]
7
2.3. Potensiometer Digital
Potensiometer Digital adalah Potensiometer digital adalah sebuah komponen
elektronik yang dikendalikan secara digital yang mirip seperti fungsi analog suatu
potensiometer.
2.3.1. IC MCP42100
IC MCP42100 adalah sebuah komponen elektronika potensiometer
digital. IC MCP42100 memiliki nilai resistansi potensiometer 100 kΩ sebagai
pengganti pontensiometer mekanikal, dalam 1 buah IC tipe ini memiliki dua
potensiometer digital.
Gambar 2.3. Potensiometer digital MCP42100
Potensiometer digital ini merupakan sebuah komponen elektronik yang
dikendalikan secara digital yang mirip seperti fungsi analog suatu potensiometer.
Potensiometer jenis ini sering dipakai untuk memotong dan mengukur sinyal analog
oleh
mikrokontroler.
Potensiometer
digital
ini
biasanya
digunakan
untuk
mengendalikan piranti elektronik seperti pengendali suara pada penguat dan sebagai
pengendali masukan untuk sirkuit elektronik. Sebuah potensiometer digital umumnya
dikendalikan oleh protokol digital seperti I2C dan SPI.
Suatu potensiometer digital memiliki step atau langkah. Jumlah step yang
tersedia menentukan resolusi potensiometer digital. Jumlah step dari potensiometer
digital biasanya ditandai dengan nilai bit, misalnya 8 bit setara dengan 256 step.
8
Tabel dibawah ini merupakan nilai step atau langkah yang tersedia, termasuk jumlah
bit.
Tabel 2.1 Nilai Step dan Bit
Bits
Steps
5
32
Urutan Step
7
8
128
256
6
64
9
512
10
1024
2.4. Ekualiser
Rangkaian ekualiser adalah sebuah rangkaian yang digunakan untuk mengatur
suatu
band
frekuensi tertentu.
suatu rangkaian
ekualiser
berfungsi
untuk
menambahkan frekuensi yang kita inginkan pada saat sistem bersuara kecil dan
mengurangi frekuensi yang tidak kita inginkan pada saat kita mengangkat volume atau
gain lebih keras. Digunakan rangkaian ekualiser yaitu 10 band x2 mini graphic
equalizer type AF-030. Dibawah ini merupakan rangkaian ekualiser 10 band :
R23
10k
R25
1k
C22
150p R27
330R
16kHz
VR1a
8kHz
VR2a
4kHz
VR3a
C1
R1
4,7kp 470R
C3
10kp R3
470R
C5
15kp
C2
150p
C4
330p
C6
470p
R5
470R
R24
10k
C24
150p
R28
330R
R4
470k
R6
470k
1kHz
2kHz
VR5a
VR4a
C7
33kp
R7
470R
C8
1kp
+
R2
470k
BYPASS L
OUT
C23
10u
+
R8
470k
15v
-15v
C9
68kp
C10
2.2kp
R10
470k
R9
470R
R26
1M
250Hz
500Hz
C11
0.1u R11
470R
C12
4.7kp
R12
470k
125Hz
C13
0.22u R13
470R
C14
10kp
64Hz
VR8a
VR7a
VR6a
C15 R15
0.33u 470R
C16
15kp
15v
32Hz
VR10a
VR9a
C17 R17
1u 470R
C18
33kp
+
R22
15k
+
R21
10k
+
C21
1u
+
+
L
IN
C19
2.2u
C20
47kp
+
R14
470k
R16
470k
-15v
R18
470k
R20
470k
Gambar 2.4. Rangkaian 10 band x2 mini graphic equalizer type AF-030.
9
R19
470R
2.5.
LCD (Liquid Chrystal Display) 16x2
Dalam perancangan skripsi ini digunakan LCD karakter sebagai antarmuka
sistem. LCD yang digunakan adalah LCD karakter 16x2, yaitu LCD yang memiliki 2
baris karakter dan setiap barisnya terdiri dari 16 karakter.
Konfigurasi dari pin-pin LCD ini ditunjukan Tabel 2.2
Tabel 2.2 Konfigurasi Pin LCD 16x2
No. Pin Nama Pin
Keterangan
1
Vss
Ground
2
Vdd
Catu daya LCD 5V.
3
VO
Kontras
4
RS
Register Select
5
R/W
6
E
7
DB0
Data bit 0
8
DB1
Data bit 1
9
DB2
Data bit 2
10
DB3
Data bit 3
11
DB4
Data bit 4
12
DB5
Data bit 5
13
DB6
Data bit 6
14
DB7
Data bit 7
15
LED +
Catu daya positif LED
16
LED -
Catu daya negatif LED
Read/Write
Enable
10
DASAR TEORI
Bab ini akan berisi mengenai penjelasan teori-teori yang digunakan sebagai
acauan pembuatan tugas akhir. Teori-teori yang digunakan antara lain bluetooth,
mikrokontroler, potensiometer, ekualiser , LCD.
2.1.
Bluetooth
Bluetooth adalah sebuah teknologi komunikasi wireless (tanpa kabel) yang
beroperasi pada pita frekuensi 2,4 GHz. Bluetooth menggunakan teknik pengiriman
dengan pola lompatan frekuensi yang mampu menyediakan layanan komunikasi data
dan suara secara real-time (waktu nyata) antar perangkat bluetooth dengan jarak
jangkauan layanan yang terbatas (sekitar 10 meter).
Pada dasarnya bluetooth diciptakan bukan hanya untuk menggantikan atau
menghilangkan penggunaan kabel di dalam melakukan pertukaran informasi, tetapi
juga mampu menawarkan fitur yang baik untuk teknologi mobile wireless dengan
biaya yang relatif rendah, konsumsi daya yang rendah, mudah dalam pengoperasian
dan mampu menyediakan bermacam-macam layanan .
2.1.1 Bluetooth HC-05
Modul Bluetooth yang digunakan sebagai antarmuka nirkabel pada
pembuatan skrisi ini adalah HC-05. Modul HC-05 adalah sebuah modul
bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk komunikasi
serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial ke bluetooth. HC-05
menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR (Enchanced Data Rate) 3 Mbps
dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz. Modul ini dapat
diguanakan sebagai mode slave maupun mode master. HC-05 dapat berkerja
dengan 2 mode konfigurasi yaitu mode setting (modul berkerja dalam mode
respon perintah) dan mode komunikasi (modul bekerja dalam mode koneksi
otomatis). Saat mode setting
digunakan AT command untuk melakukan
pengaturan konfigurasi dari HC-05. Sedangkan saat mode komunikasi bluetooth
berfungsi untuk melakukan komunikasi bluetooth dengan piranti lain.
5
Berikut ini adalah spesifikasi dari bluetooth HC-05 [2] :
Bluetooth protocal: Bluetooth Specification v2.0+EDR
Frequency: 2.4GHz ISM band
Modulation: GFSK(Gaussian Frequency Shift Keying)
Emission power: =4dBm, Class 2
Sensitivity: =-84dBm at 0.1% BER
Speed: Asynchronous: 2.1Mbps(Max) / 160 kbps, Synchronous:
1Mbps/1Mbps
Security: Authentication and encryption
Profiles: Bluetooth serial port Power supply: +3.3VDC 50mA
Working temperature: -20 ~ +75
Centigrade Dimension: 26.9mm x 13mm x 2.2 mm
Gambar 2.1. Bluetooth HC-05 [2 ]
2.2.
Mikrokontroler
Secara umum mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer mini yang di
dalamnya telah terdapat prosesor, RAM, dan ROM serta interface IO untuk
berhubungan dengan dunia luar. Mikrokontroler memiliki fungsi utama yaitu sebagai
pusat sistem kendali yang dapat diatur sesuai dengan keinginan pengguna. Pengaturan
tersebut dilakukan melalui algoritma yang ditanamkan pada mikrokontroler tersebut.
Saat ini, mikrokontroler telah mengalami kemajuan pesat, dahulu fitur mikrokontroler
6
hanya sebatas pada IO saja, kini untuk mikrokontroler jenis AVR telah memiliki
fasilitas yaitu sistem mikrokontroler RISC (Reduced
(Reduced Instruction Set Computing
Computing),
memiliki flash ROM yang cukup besar, memiliki ADC internal, terdapat timer yang
dapat digunakan sebagai penghasil PWM, terdapat jalur komunikasi serial, SPI dan
I2C, terdapat pula jalur interupsi, serta memiliki analog komparator
komparator.
2.2.1. Mikrokontroler ATMega16
ATMega
Mikrokonntroler ATMEGA16 ini memiliki spesifikasi sebagai berikut:
berikut
Saluran Input/Output (I/O) ada 32 buah, yaitu PORTA, PORTB, PORTC,
PORTD
ADC / Analog to Digital Converter 10 bit sebanyak 8 channel pada
PORTA
2 buah timer/counter 88-bit dan 1 buah timer/counter
counter 16
16-bit dengan
prescalers dan kemampuan pembanding
Watchdog timer dengan osilator internal
Tegangan operasi 2,75 - 5,5 V pada ATMega16L dan 4,5 - 5,5 V pada
ATMega16
EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi
Antarmuka komparator analog
channel PWM
kecepatan nilai (speed grades) 0 - 8 MHz untuk ATMega16L dan 0 - 16
MHz untuk ATMega16
Gambar 2.
2.2. Rangkaian ATMega16
16 Sistem [3]
7
2.3. Potensiometer Digital
Potensiometer Digital adalah Potensiometer digital adalah sebuah komponen
elektronik yang dikendalikan secara digital yang mirip seperti fungsi analog suatu
potensiometer.
2.3.1. IC MCP42100
IC MCP42100 adalah sebuah komponen elektronika potensiometer
digital. IC MCP42100 memiliki nilai resistansi potensiometer 100 kΩ sebagai
pengganti pontensiometer mekanikal, dalam 1 buah IC tipe ini memiliki dua
potensiometer digital.
Gambar 2.3. Potensiometer digital MCP42100
Potensiometer digital ini merupakan sebuah komponen elektronik yang
dikendalikan secara digital yang mirip seperti fungsi analog suatu potensiometer.
Potensiometer jenis ini sering dipakai untuk memotong dan mengukur sinyal analog
oleh
mikrokontroler.
Potensiometer
digital
ini
biasanya
digunakan
untuk
mengendalikan piranti elektronik seperti pengendali suara pada penguat dan sebagai
pengendali masukan untuk sirkuit elektronik. Sebuah potensiometer digital umumnya
dikendalikan oleh protokol digital seperti I2C dan SPI.
Suatu potensiometer digital memiliki step atau langkah. Jumlah step yang
tersedia menentukan resolusi potensiometer digital. Jumlah step dari potensiometer
digital biasanya ditandai dengan nilai bit, misalnya 8 bit setara dengan 256 step.
8
Tabel dibawah ini merupakan nilai step atau langkah yang tersedia, termasuk jumlah
bit.
Tabel 2.1 Nilai Step dan Bit
Bits
Steps
5
32
Urutan Step
7
8
128
256
6
64
9
512
10
1024
2.4. Ekualiser
Rangkaian ekualiser adalah sebuah rangkaian yang digunakan untuk mengatur
suatu
band
frekuensi tertentu.
suatu rangkaian
ekualiser
berfungsi
untuk
menambahkan frekuensi yang kita inginkan pada saat sistem bersuara kecil dan
mengurangi frekuensi yang tidak kita inginkan pada saat kita mengangkat volume atau
gain lebih keras. Digunakan rangkaian ekualiser yaitu 10 band x2 mini graphic
equalizer type AF-030. Dibawah ini merupakan rangkaian ekualiser 10 band :
R23
10k
R25
1k
C22
150p R27
330R
16kHz
VR1a
8kHz
VR2a
4kHz
VR3a
C1
R1
4,7kp 470R
C3
10kp R3
470R
C5
15kp
C2
150p
C4
330p
C6
470p
R5
470R
R24
10k
C24
150p
R28
330R
R4
470k
R6
470k
1kHz
2kHz
VR5a
VR4a
C7
33kp
R7
470R
C8
1kp
+
R2
470k
BYPASS L
OUT
C23
10u
+
R8
470k
15v
-15v
C9
68kp
C10
2.2kp
R10
470k
R9
470R
R26
1M
250Hz
500Hz
C11
0.1u R11
470R
C12
4.7kp
R12
470k
125Hz
C13
0.22u R13
470R
C14
10kp
64Hz
VR8a
VR7a
VR6a
C15 R15
0.33u 470R
C16
15kp
15v
32Hz
VR10a
VR9a
C17 R17
1u 470R
C18
33kp
+
R22
15k
+
R21
10k
+
C21
1u
+
+
L
IN
C19
2.2u
C20
47kp
+
R14
470k
R16
470k
-15v
R18
470k
R20
470k
Gambar 2.4. Rangkaian 10 band x2 mini graphic equalizer type AF-030.
9
R19
470R
2.5.
LCD (Liquid Chrystal Display) 16x2
Dalam perancangan skripsi ini digunakan LCD karakter sebagai antarmuka
sistem. LCD yang digunakan adalah LCD karakter 16x2, yaitu LCD yang memiliki 2
baris karakter dan setiap barisnya terdiri dari 16 karakter.
Konfigurasi dari pin-pin LCD ini ditunjukan Tabel 2.2
Tabel 2.2 Konfigurasi Pin LCD 16x2
No. Pin Nama Pin
Keterangan
1
Vss
Ground
2
Vdd
Catu daya LCD 5V.
3
VO
Kontras
4
RS
Register Select
5
R/W
6
E
7
DB0
Data bit 0
8
DB1
Data bit 1
9
DB2
Data bit 2
10
DB3
Data bit 3
11
DB4
Data bit 4
12
DB5
Data bit 5
13
DB6
Data bit 6
14
DB7
Data bit 7
15
LED +
Catu daya positif LED
16
LED -
Catu daya negatif LED
Read/Write
Enable
10