Rancang Bangun Penjejak Matahari Dual Axis Menggunakan Sensor LDR Serta Pengaruh Suhu dan Kelembaban Terhadap Optimalisasi Penyerapan Tenaga Surya

5

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Panel Surya
Energi merupakan salah satu masalah utama yang dihadapi oleh hampir
seluruh negara di dunia. Hal ini mengingat energi merupakan salah satu faktor
utama bagi terjadinya pertumbuhan ekonomi suatu negara. Permasalahan energi
menjadi semakin kompleks ketika kebutuhan yang meningkat akan energi dari
seluruh negara di dunia untuk menopang pertumbuhan ekonominya justru
membuat persediaan cadangan energi konvensional menjadi semakin sedikit.
Saat ini total kebutuhan energi di seluruh dunia mencapai 10 Terra Watt
(setara dengan 3 x 1020 Joule/ tahun). Kebutuhan yang meningkat terhadap energi
juga pada kenyataanya bertabrakan dengan kebutuhan umat manusia untuk
menciptakan lingkungan yang bersih dan bebas dari polusi. Berbagai masalah ini
menuntut perlunya dikembangkan sumber energi alternatif yang dapat menjawab
tantangan di atas tersebut.
Solar cell merupakan sebuah hamparan semi konduktor yang dapat menyerap
photon dari sinar matahari dan mengubahnya menjadi listrik. Sel surya tersebut

dari potongan silikon yang sangat kecil dengan dilapisi bahan kimia khusus untuk
membentuk dasar dari sel surya. Sel surya pada umumnya memiliki ketebalan
minimum 0,3 mm yang terbuat dari irisan bahan semikonduktor dengan kutub
positif dan negatif. Pada sel surya terdapat sambungan (function) antara dua
lapisan tipis yang terbuat dari bahan semikonduktor yang masing - masing yang
diketahui sebagai semikonduktor jenis “P” (positif) dan semikonduktor jenis “N”
(Negatif). Silikon jenis P merupakan lapisan permukaan yang dibuat sangat tipis
supaya cahaya matahari dapat menembus langsung mencapai junction. Bagian P
ini diberi lapisan nikel yang berbentuk cincin, sebagai terminal keluaran positif .
Dibawah bagian P terdapat bagian jenis N yang dilapisi dengan nikel juga sebagai
terminal keluaran negatif.(digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-13287Chapter1I.pdf)

Universitas Sumatera Utara

6

Solar cell merupakan pembangkit listrik yang mampu mengkonversi sinar
matahari menjadi arus listrik. Energi matahari sesungguhnya merupakan sumber
energi yang paling menjanjikan mengingat sifatnya yang berkelanjutan
(sustainable) serta jumlahnya yang sangat besar. Matahari merupakan sumber

energi yang diharapkan dapat mengatasi permasalahan kebutuhan energi masa
depan setelah berbagai sumber energi konvensional berkurang jumlahnya serta
tidak ramah terhadap lingkungan.
Pada solar cell dibutuhkan material yang dapat menangkap matahari, dan
energi tersebut digunakan untuk memberikan energi keelektron agar dapat
berpindah melewati band gapnya ke pita konduksi, dan kemudian dapat berpindah
ke rangkaian luar. Melaui proses tersebutlah arus listrik dapat mengalir dari solar
cell. Umumnya devais dari solar cell ini menggunakan prinsip PN junction.
Energi yang dikeluarkan oleh sinar matahari sebenarnya hanya diterima oleh
permukaan bumi sebesar 69% dari total energi yang dipancarkan matahari. Suplai
energi surya dari sinar matahari yang diterima oleh permukaan bumi sangat luar
biasa besarnya yaitu mencapai 0,5 miliar energi matahari atau kira-kira 1,3 x 1017
Watt (Karmon Sigalingging, 1994).
Melihat energi yang dikeluarkan dari pancaran matahari yang begitu besar,
pemanfaatan energi matahari menjadi salah satu daya tarik tersendiri untuk
dilakukan. Salah satu pemanfaatan energi matahari adalah penggunaan sel surya
yang berfungsi mengubah energi matahari menjadi energi listrik. Dalam proses
konversi energi pada sel surya dipengaruhi banyak faktor yang dapat mengurangi
optimalisasi pada proses konversi energi. Diantaranya adalah faktor orientasi
terhadap matahari yang selalu berubah-ubah dapat mengurangi optimalisasi sel

surya dalam proses konversi energi matahari menjadi energi listrik. Sel surya akan
menghasilkan daya maksimal ketika posisinya saling tegak lurus dengan cahaya
matahari.(Karmon Sigalingging, 1994).
Faktor dari pengoperasian sel surya agar didapatkan nilai yang maksimum
sangat tergantung pada beberapa hal, antara lain.
a. Suhu sel surya
Sebuah sel surya dapat beroperasi secara maksimum jika Suhu sel tetap
normal (pada 25º C), kenaikan Suhu lebih tinggi dari Suhu normal pada Sel Surya

Universitas Sumatera Utara

7

akan melemahkan tegangan (Voc). Gambar 2.1 menunjukkan setiap kenaikan
Suhu sel surya 10 º Celsius (dari 25º) akan berkurang sekitar 0,4 % pada total
tenaga yang dihasilkan atau akan melemah dua kali (2x) lipat untuk kenaikan
Suhu sel per 10º C.

Gambar 2.1. Karakteristik Suhu sel surya terhadap tegangan keluaran (Eduardo
Lorenzo, 1994)

b. Radiasi matahari
Radiasi matahari di bumi dan berbagai lokasi bervariasi dan sangat
tergantung keadaan spektrum matahari ke bumi. Pengaruh intensitas matahari
memiliki pengaruh yang besar terhadap arus (I) sebagaimana diperlihatkan pada
Gambar 2.2

Gambar 2.2 Pengaruh intensitas matahari pada nilai arus dan tegangan(Eduardo
Lorenzo, 1994)
c. Kecepatan angin bertiup
Kecepatan tiupan angin disekitar lokasi sel surya dapat membantu
mendinginkan permukaan Suhu kaca-kaca sel surya.

Universitas Sumatera Utara

8

d. Keadaan atmosfir bumi
Keadaan atmosfir bumi seperti berawan, mendung, jenis partikel debu udara,
asap, uap air udara (Rh), kabut dan polusi sangat menentukan hasil maksimum

arus listrik dari sel surya.

e. Orientasi sel surya
Orientasi dari rangkaian sel surya ke arah matahari secara optimum adalah
penting agar sel surya dapat menghasilkan energi maksimum. Selain arah
orientasi, sudut orientasi dari sel surya juga sangat mempengaruhi hasil energi
maksimum. Sebagai contoh, untuk lokasi yang terletak di belahan utara latitude,
maka panel atau deretan sel surya sebaiknya diorientasikan ke Selatan, orientasi
ke timur-barat walaupun juga dapat menghasilkan sejumlah energi dari panelpanel sel surya, tetapi tidak akan mendapatkan energi matahari optimum.

f. Posisi letak sel surya terhadap matahari (tilt angle)
Sel surya pada Equator (latitude 0o) yang diletakkan mendatar (tilt angle = 0)
akan menghasilkan energi maksimum, sedangkan untuk lokasi dengan latitude
berbeda harus dicarikan “tilt angle” yang berbeda. Dengan mempertahankan sinar
matahari jatuh ke sebuah permukaan sel surya secara tegak lurus akan
menghasilkan energi maksimum ± 1000 W/m 2 atau 1 kW/m2. Kalau tidak dapat
mempertahankan ketegaklurusan antara sinar matahari dengan sel surya, maka
energi yang didapatkan akan tidak maksimal.

2.2 Sensor LDR (Light Dependent Resistor)

Sensor adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi dan mengetahui
magnitude tertentu. Sensor merupakan jenis transduser yang digunakan
untuk

mengubah variasi mekanis, magnetis,panas,sinar dan kimia menjadi

tegangan dan arus

listrik.

Sensor

memegang

peranan

penting

dalam

mengendalikan proses pabrikasi modern. (Petruzella, 2001 : 157) .
Sensor yang sering digunakan dalam berbagai rangkaian elektronik salah
satunya adalah sensor cahaya (LDR). Sensor cahaya adalah alat yang
digunakan dalam

bidang

elektronika

yang

berfungsi

untuk

mengubah

Universitas Sumatera Utara

9

besaran

cahaya menjadi

Dependent

besaran

listrik.

Sensor

cahaya

LDR

(Light

Resistor) merupakan suatu jenis resistor yang peka terhadap

cahaya. Nilai resistansi LDR akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya
yang diterima. Jika LDR tidak terkena cahaya maka nilai tahanan akan
menjadi besar (sekitar 10MΩ) dan jika terkena cahaya nilai tahanan akan
menjadi kecil (sekitar 1kΩ). (Novianty,Lubis,& Tony, 2012 : 1).
Cara kerja dari sensor ini adalah mengubah energi dari foton menjadi
elektron, umumnya satu foton dapat membangkitkan satu elektron. Sensor
ini mempunyai kegunaan yang sangat luas salah satu yaitu sebagai pendeteksi
cahaya pada tirai otomatis. Beberapa komponen yang biasanya digunakan
dalam rangkaian sensor cahaya adalah LDR (Light Dependent Resistor),
Photodiode, dan Photo Transistor.

Gambar 2.3 Sensor cahaya (LDR)
(sumber : http://komponenelektronika.biz/sensor-cahaya.html)
Salah satu komponen yang menggunakan sensor adalah LDR (Light
Dependent

Resistor), adalah suatu komponen elektronika yang memiliki

hambatan yang dapat berubah sesuai perubahan intensitas cahaya, resistensi dari

LDR akan menurun jika ada penambahan intensitas cahaya yangmengenainya.
Pada dasarnya komponen ini merupakan suatu resistor

yang memiliki nilai

hambatan bergantung pada jumlah cahaya yang jatuh pada permukaan sensor
tersebut. LDR dapat dibuat dari semikonduktor beresistensi tinggi yang tidak
dilindungi dari cahaya. Jika cahaya yang mengenainya memiliki frekuensi yang
cukup

tinggi, foton yang diserap oleh semikonduktor akan menyebabkan

elektron memiliki energi yang cukup untuk meloncat ke pita konduksi. Elektron
bebas yangdihasilkan dan pasangan

lubangnya akan mengalirkan listrik,

sehingga menurunkan resistansinya.
Komponen yang menggunakan sensor cahaya berikutnya adalah Photo

Universitas Sumatera Utara

10

Transistor , secara sederhana adalah sebuah transistor bipolar yang memakai
kontak(junction)base-collector yang menjadi permukaan agardapat menerima
cahaya sehingga dapat digunakan menjadi konduktivitas transistor. Secara lebih
detail PhotoTransistor merupakan sebuah benda padat pendeteksi cahaya yang
memiliki gain internal. Hal ini yang membuat foto transistor memiliki sensivitas
yang lebih tinggi dibandingkan photodiode / foto diode, dalam ukuran yang sama.
Alat ini dapat menghasilkan sinyal analog maupun sinyal digital. Photo
Transistor sejenis dengan transistor pada umumnya,bedanya pada Photo
Transistor dipasang

sebuah lensa pemfokus sinar pada kaki basis untuk

memfokuskan sinar jatuh pada pertemuan PN.(sumber: komponenelektronika.biz)
2.3 Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah mikrokomputer chip-tunggal yang dirancang secara
spesifik untuk aplikasi-aplikasi kontrol dan bukan untuk aplikasi-aplikasi
serbaguna. Aplikasi-aplikasi yang tipikal meliputi kontrol perangkat perangkatperangkat peripheral seperti motor, penggerak, printer, dan komponen-komponen
subsistem minor.(Tooley, 2003)
Mikrokontroller sesuai dengan namanya adalah suatu alat atau komponen
pengontrol atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil. Bila dibandingkan
dengan mikroprosesor, mikrokontroller jauh lebih unggul kerena terdapat berbagai
alasan diantaranya :
1. Tersedianya Input/Outout
I/O dalam mikrokontroller sudah tersedia, sementara pada mikroprosesor
dibutuhkan IC tambahan untuk menangani I/O tersebut, IC yang dimaksud
adalah PPI 8255.
2. Memori Internal
Memori merupakan media untuk menyimpan program dan data sehingga
mutlak harus ada. Mikroprosesor belum memiliki memori internal sehingga
memerlukan IC memori eksternal
Dengan kelebihan-kelebihan diatas mikroprosesor tetap digunakan sebagai
dasar dalam mempelajari mikrokontroller. Inti kerja dari keduanya adalah sama,

Universitas Sumatera Utara

11

yakni sebagai pegendali suatu sistem. Dengan menggunakan mikrokontroller
maka:
1. Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas.
2. Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar dari
sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi.
3. Pencarian gangguan lebih mudah ditelesuri karena sistemnya yang kompak.
Namun tidak sepenuhnya mikrokontroller bisa komponne IC TTl dan CMOS
yang sering kali masih diperlukan untuk aplikasi kecepatan tinggi atau sekedar
menambah jumlah saluran input dan output (I/O) dengan kata lain,
mikrokontroller adalah versi mini atau mikro dari sebuah komputer karena
mikrokontroller

sudah

mengandung

beberapa

bagian

yang

langsung

dimanfaatkan, misalnya port paralel, port serial, komparator, konversi digital ke
analog (DAC), konversi analog ke digital (ADC), dan sebagainya hanya
menggunakan Sistem Minimum yang tidak rumit.
Mikrokontroller adalah otak dari suatu sistem elektronika seperti halnya
mikroprosesor sebagai otak komputer. Namun mikrokontroller memiliki nilai
tambah karena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output dalam
suatu kemasan IC. Mikrokontroller AVR (Alf and Vegard’s RISC processor)
standart memiliki arsitektur 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode
16-bit dan sebagian besar instriksi dieksekusi dalam satu siklus clock. Berbeda
dengan instruksi MCS-51 yang membutuhkan 12 siklus clock karena memiliki
arsitektur CISC (seperti komputer).
Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga
ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT89RFxx. Pada dasarnya
yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan
fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka dikatakan
hampir sama. Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu
ATMega8535. Selain mudah didapatkan dan lebih murah ATMega 8535 juga
memiliki fasilitas yang lebih lengkap. Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu ATTiny,
AVR klasik, dan ATMega. Perbedaannya hanya pada fasilitas dan I/O yang
tersedia serta fasilitas lainnya seperti ADC, EEPROM, dan lain sebagainya. Salah
satu contohnya adalah ATMega8535. Memiliki teknologi RISC dengan kecepatan

Universitas Sumatera Utara

12

maksimal 16 MHz membuat ATMega 8535 lebih cepat bila dibandingkan dengan
varian MCS51. Dengan fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan ATMega 8535
sebagai mikrokontroller yang powerfull. Adapun diagram blok ATMega 8535
adalah sebagai berikut:

rr
Gambar 2.4 Diagram Blok ATMega 8535 (Lingga,2006)
Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa ATMega 8535 memiliki bagian
sebagai berikut :
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D.
2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.
4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5. Watchdog timer dengan osilator internal.
6. SRAM sebesar 512 byte.
7. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.
8. Unit interupsi internal dan eksternal.

Universitas Sumatera Utara

13

9. Port antarmuka SPI.
10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
11. Antarmuka komparator analog.
12. Port USART untuk komunikasi serial

Kapabilitas detail dari ATMega 8535 adalah sebagai berikut:
1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16
MHz.
2. Kapasitas memori flash 8 Kb, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM
(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte.
3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.
4. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
5. Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.

2.3.1

Konfigurasi PIN ATMega 8535

Mikrokontroller ATMega 8535 mempunyai pin sebanyak 40 buah, dimana 32
pin diantaranya untuk keperluan port I/O yang dapat menjadi pin input/output
sesuai konfigurasi. Pada 32 tersebut terbagi atas 4 bagian (port), yang masingmasing terdiri dari 8 pin. Pin lainya digunakan untuk keperluan rangkaian osilator,
supplay tegangan, reset, serta tegangan reverensi untuk ADC. Konfigurasi pin
ATMega 8535 digambarkan sebagai berikut:

Gambar 2.5 Konfigurasi Pin ATMega 8535

Universitas Sumatera Utara

14

Dari gambar diatas dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin
ATMega 8535 adalah sebagai berikut :


VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya.



GND merupakan pin ground.



Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC



Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
Timer/Counter, komparator analog dan SPI.



Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
TWI, komparator analog dan Timer Oscilator.



Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
komparator analog, interupsi eksternal dan komunikasi serial.



RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.



XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.



AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.



AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

2.3.2

Peta Memori ATMega 8535

ATMega memiliki dua jenis memori yaitu Data Memory dan Program
Memory ditambah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memory untuk
menyimpan data.

2.3.3

Program Memory

ATMega memiliki On-Chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk
menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memory dibagi menjadi
dua bagian, yaitu Boot Flash Section dan Application Flash Section. Boot Flash
Section digunakan untuk menyampaikan program Boot Loader, yaitu program
yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan.
Application Flash Section digunakan untuk menyampaikan program aplikasi
yang dibuat user. AVR tidak dapat menjalankan program aplikasi ini sebelum
menjalankan program Boot Loader. Berdasarkan memori Boot Flash Section
dapat deprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada

Universitas Sumatera Utara

15

konfigurasi bit di register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka program
pada Application Flash Section juga sudah aman.

Gambar 2.6 Peta Memori Program

2.3.4

EEPROM Data Memori

ATMega 8535 memiliki EEPROM 8 bit sebesar 512 byte untuk menyimpan
data. Lokasinya terpisah dengan sistem address register, data register dan control
register yang dibuat khusus untuk EEPROM. Alamat EEPROM dimulai dari $000
sampai $1FF.

$000

EEPROM

$01FF
Gambar 2.7 EEPROM Data Memori
2.4 Motor Steper
Motor stepper adalah suatu alat penggerak yang memanfaatkan gaya tarik
magnet. Rotornya berhenti pada posisi kutub yang dieksitasi oleh arus yang
mengalir pada lilitan. Rotor pada motor biasanya berputar secara kontinyu jika
motor dieksitasi, tetapi rotor pada motor stepper berubahdari posisi diam dengan

Universitas Sumatera Utara

16

mengubah eksitasi kutub. Arus yang mengalir pada setiap lilitan hanya sesaat
sehingga bentuk arusnya berupa pulsa. Rotor berputar karena pulsa yang
bergantian. Kecepatan putaran rotor ditentukan oleh kecepatan perpindahan
pulsa

dan

sudut

putaran

sebanding

dengan banyaknya pulsa yang

diberikan. Apabila satu pulsa input menghasilkan perputaran sejauh 1,8
derajat, sehingga 20 pulsa akan menghasilkan perputaran penuh sebesar 36
derajat dan untuk mendapatkan satu putaran penuh 360 derajat dibutuhkan 200
pulsa.
Rotor yang digunakan terbuat dari baja lunak dan memiliki sejumlah
gigi

yang jumlahnya kurang dari jumlah kutub pada stator. Stator memiliki

beberapa pasang kutub dimana setiap pasang kutub diaktifkan melalui prinsip
elektromagnetik oleh arus yang mengalir melalui kumparan yang dililitkan
pada masing - masing kutub. Pada saat sepasang kutub dalam keadaan aktif
sehingga akan timbul medan magnet yang kemudian menarik pasangan gigi
rotor terdekat, sehingga gigi akan bergerak ke posisi segaris dengan kutub.
Untuk menggerakkan sebuah motor stepper setiap pasang kumparan stator
harus disambungkan dengan aliran listrik dan diputuskan secara bergantian dalam
urutan yang benar. Dengan demikian, input ke motor berupa deretan pulsa yang
menghasilkan output ke setiap pasang kumparan stator.
Sistem penggerak yang biasa digunakan terdiri dari dua blok utama yaitu
pengatur urutan

logika

dimana

menerima

pulsa

-

pulsa

input

dan

menghasilkan pulsa - pulsa output dalam urutan sebagai mana yang
dibutuhkan untuk mengontrol

penggerak agar menghasilkan pulsa output

dengan amplitudo yang sesuai.
Motor langkah (stepper) banyak digunakan dalam berbagai aplikasi,
dipergunakan apabila dikehendaki jumlah putaran yang tepat atau diperlukan
sebagian dari putaran motor. Aplikasi penggunaan motor langkah dapat juga
dijumpai dalam bidang industri atau untuk jenis motor langkah kecil dapat
di gunakan dalam perancangan suatu alat mekatronik atau robot. Pada
gambar 2.1 berikut ditunjukkan

dasar susunan

sebuah motor langkah

(stepper).

Universitas Sumatera Utara

17

Gambar 2.8 Diagram motor langkah (stepper)
Magnet permanen berputar kearah medan magnet yang aktif. Apabila
kumparan stator dialiri arus sedemikian rupa, sehingga akan timbul medan
magnet dan rotor akan berputar mengikuti medan magnet tersebut. Setiap
pengalihan arus ke kumparanberikutnya menyebabkan medan magnet berputar
menurut suatu sudut tertentu, biasanya informasi besar sudut putar tertulis pada
badan motor langkah yang bersangkutan. Jumlah keseluruhan pengalihan
menentukan sudut perputaran motor. Jika pengalihan arus ditentukan, sehingga
rotor akan berhenti pada posisi terakhir. Jika kecepatan pengalihan tidak terlalu
tinggi, sehingga slip akan dapat dihindari. Memerlukan umpan balik (feedback)
pada pengendalian motor langkah.
Motor langkah yang akan di gunakan memiliki 4 fasa (pole atau kutub),
pengiriman pulsa dari mikrokontroler ke rangkaian motor langkah dilakukan
secara bergantian, masing-masing 3 data (sesuai dengan jumlah fasa-nya),
sebagian di tunjukkan pada gambar 2.2 berikut.
I

II
III

IV

Gambar 2.9 Pemberian data/pulsa pada motor stepper
Pada saat yang sama, untuk tiap motor langkah, tidak boleh ada 2 (dua)
masukan atau lebih yang mengandung pulsa sama dengan 1 (high), atau dengan

Universitas Sumatera Utara

18

kata lain, pada suatu saat hanya sebuah masukan yang bernilai 1 (satu) sedangkan
lainnya bernilai 0 (nol).
Sistem penggerak yang biasa digunakan terdiri dari dua blok utama yaitu
pengaturan urutan logika dan sebuah penggerak ditunjukkan pada gambar 2.3.
Kumparan

Pengatur
Urutan
Logika

Kumparan

1

1

2

2

3

4

Penggerak

Motor

3
4

Gambar 2.10 Sistem Penggerak Motor stepper
Pengatur urutan logika menerima pulsa – pulsa input dan menghasilkan
pulsa output dalam urutan sebagaimana yang dibutuhkan untuk mengontrol
penggerak agar menghasilkan pulsa output dengan amplitude yang sesuai.

2.5 Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai
sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi
sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran
listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET),
memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber
listriknya.
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E)
dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat
dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input
Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.
Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat).
Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator)
dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan
sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai
sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi
rangkaian-rangkaian lainnya.

Universitas Sumatera Utara

19

2.6 Modul LCD (Liquid Crystal Display)
M1632 merupakan modul LCDmatrix dengan konfigurasi 16 karakter dengan
2 baris dengan setiap karakernya dibentuk oleh 8 baris pixel dan 5 kolom pixel (1
baris pixel terakhir adalah kursor). HDD44780 ini sudah tersedia dalam modul
M1632 yang dikeluarkan oleh Hitachi, Hyundai dan modul-mosul M1632 lainnya.
HDD44780 sebetulnta merupakan mikrokontroller yang dirancang khusus
untuk mengendalikan LCD da mempunyaii kemampuan untuk mengatur proses
scanning pada layar LCD yang terbentuk oleh 16 COM dan 40 SEG sehingga
mikrokontroller/perangkat yang mengakses modul LCD ini tidak erlu lagi
mengatur proses scanningpada layar LCD. Kikrokontroller atau perangkat
tersebut hanya mengirimkan data-data yang merupakan karakter yang akan
ditampilkan pada layar LCD atau perintah yang mengatur proses tampilan pada
LCD saja.

2.6.1

Kaki-Kaki Modul LCD

Untuk

keperluan

antarmuka

suatu

komponen

elektronuk

degan

mikrokontroler, perlu diketahui fungsi dari setiap kaki yang ada pada komponen
tersebut.
a. Kaki 1 (GND)
Kaki ini berhubungan dengan tegangan +5 Volt yang merupakan tegangan
untuk sumber daya HD44780 (khusu untuk modul M1632 keluaran hitachi,
kaki ini adalah VCC).
b. Kaki 2 (VCC)
Kaki ini berhhubungan dengan tegangan 0 volt (ground) dan modul LCD
(khusus untuk modul M1632 keluaran hitachi, kaki ini adalah GND)
c. Kaki 3 (VEE)
Tegangan pengatur kontras LCD, kaki ini terhubung pada V5. Kontras
mencapai nilai maksimum pada saat kondisi kaki ini pada tegangan 0 volt.
d. Kaki 4 (RS)
Register select, kaki pemilih register yang akan diakses, untuk akses ke
register data, logika dari kaki ini adalah 1 dan untuk akses ke register perintah,
logika dari kaki ini adalah 0.

Universitas Sumatera Utara

20

e. Kaki 5 (R/W)
Logika 1 pada kaki ini menunjukkan bahwa modul LCD sedang pada
mode pembacaan dan logika 0 menunjukkan bahwa ,odul LCD sedang pada
mode penulisan. Untuk aplikasi yang tidak memerlukan pembacaan data pada
modul LCD, kaki ini dapat dihubungkan langsung ke ground.
f. Kaki 6 (F)
Enable Clock LCD, kaki ini mengaktifkan clock LCD. Logika 1 pada kaki
ini diberikan pada saat penulisan atau pembacaan data.
g. kaki 7-14 (D0-D7)
Data bus, kedelapan kaki modul LCD ini adalah bagian dimana aliran data
sebanyak 4-bit atau 8 -bit mengalir saat proses penulisan maupun pembacaan
data.
h. Kaki 15 (Anoda)
Berfungsi untuk tegangan positif dari backlight modul LCD sekitar 4,5
volt (hanya terdapat untuk M1632 yang memiliki backlight).
i. Kaki 16 (Katoda)
Tegangan negatif backlight modul LCD sebesar 0 volt (hanya untuk
M1632 yang memiliki backlight).

2.6.2

Struktur Memory LCD

Modul LCD M1632 memiliki beberapa jenis memory yang digunakan untuk
menyimpan atau memproses data-data yang akan ditampilkan pada layar LCD.
Setiap jenis memori mempunyai fungsi-fungsi tersendiri salah satunya yaitu
DDRAMmerupakan memori tempat karakter yang ditampilkan.

2.7 DHT11(Suhu And Humidity Sensor)
Sensor Suhu dan kelembaban yang dilakukan pada penelitian ini adalah
DHT11 Temperature and humidity sensor.DHT11merupakan sensor digital untuk
mengukur Suhu dan kelembaban udara di sekitarnya. Sensor ini memiliki tingkat
stabilitas yang sangat baik dengan fitur kalibrasi yang sangat akurat. Walaupun
ukurannya kecil, sensor ini mampu mentransmisikan sinyal hingga 20 meter.

Universitas Sumatera Utara

21

Gambar 2.11 Sensor DHT11 (Temperature And Humidity Sensor)
Sensor ini membutuhkan suplai voltase +5 volt. Pengukuran Suhu oleh alat ini
berkisar antara 0 – 50 oC, dengan eror ±2 oC. Sedangkan pada pengukuran
kelembaban berkisar antara 20 – 90 %RH, dengan eror ±5 %RH. Dimana data
luaran yang didapatkan merupakan data digital.

Universitas Sumatera Utara