Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Sistem Teks Bergerak 7 Warna Berbasis Mikrokontroler T1 612006046 BAB II
BAB II
DASAR TEORI
Pada bab ini akan dije
ijelaskan teori dan konsep yang mendasari peranc
ancangan sistem
teks bergerak tujuh warnaa yang
y
dibuat pada skripsi, yaitu teori yang memb
mbahas tentang
konsep dasar dari warna LED
L
dan hubungannya dengan warna-warna yan
yang digunakan
pada sistem, sehingga bisa
sa didapatkan
d
tujuh pilihan variasi warna.
D dan
d Warnanya
2.1. Konsep Dasar LED
Dioda pancaran caha
haya atau yang dikenal dengan nama LED mer
merupakan suatu
semikonduktor yang mema
mancarkan cahaya monokromatik yang tidak ko
koheren ketika
diberi tegangan maju. LED
D sama seperti sebuah dioda normal, yang terdir
diri dari sebuah
chip bahan semikonduktor
tor yang didop / diisi penuh dengan ketidakmu
murnian untuk
menciptakan sebuah struktu
tur yang disebut p-n junction. Pembawa muatan
tan elektron dan
hole mengalir ke junction
on dari elektroda dengan tegangan berbeda. Ke
Ketika elektron
bertemu dengan hole, maka
ka akan jatuh ke tingkat energi yang lebih rendah,
ah, dan melepas
energi dalam bentuk foton
n / cahaya, dengan proses kerja ditunjukkan pada
da Gambar 2.1.
Gejala ini dikenal dengan nama
n
elektroluminesensi [5, h.1].
Gambar
Gam
2.1. Cara kerja di dalam sebuah LED.
Warna dari sebuah LED
L
sebenarnya bukan ditentukan oleh warna
na plastik keras
pembungkusnya, melainka
kan dari panjang gelombang cahaya yang dip
dipancarkannya.
7
8
Warna LED bergantung pada selisih pita energi dari bahan yang membentuk p-n
junction. Tidak seperti lampu pijar maupun neon yang tidak bergantung pada adanya
polarisasi, LED mempunyai kecenderungan polarisasi. Chip LED mempunyai kutub
positif dan kutub negatif (p-n), dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju.
Karakteristik chip LED secara umum sama dengan karakteristik dioda yang hanya
memerlukan tegangan minimal tertentu untuk dapat beroperasi, namun tidak boleh
diberi tegangan maju yang terlalu besar, karena LED akan rusak. Tegangan yang
diperlukan sebuah diode untuk dapat beroperasi disebut tegangan maju / forward
voltage (Vf). LED dengan warna yang berbeda pada umumnya memiliki nilai Vf yang
berbeda pula.
LED dapat memancarkan cahaya dengan warna yang berbeda karena dibuat dari
bahan semikonduktor yang berbeda. Bahan semikonduktor akan menghasilkan cahaya
dengan panjang gelombang dengan nilai tertentu. Cahaya dengan panjang gelombang
yang berbeda akan memiliki warna pancaran yang berbeda pula. LED yang dikenal
secara umum merupakan LED konvensional, dibuat dari mineral anorganik yang
bervariasi [6, h.1]. Hubungan bahan penyusun LED dan warna pancaran yang
dihasilkan ditunjukkan pada Tabel 2.1. Pada tabel tersebut ditunjukkan bahwa warna
pancaran sebuah LED sangat ditentukan oleh perbandingan dari tiap komposisi bahan
penyusunnya.
Tabel 2.1. Bahan semikonduktor penyusun LED dan warna yang dihasilkan.
Bahan Penyusun
Warna LED
Aluminium Gallium Arsenide (AlGaAs)
Merah dan Inframerah
Gallium Aluminium Phosphide (GaAlP)
Hijau
Gallium Arsenida Phosphide (GaAsP)
Merah, Oranye merah,
Oranye dan Kuning
Gallium Nitrida (GaN)
Hijau, dan Biru
Gallium Phosphide (GaP)
Merah, Kuning, dan Hijau
Zinc Selenide (ZnSe)
Biru
Indium Gallium Nitride (InGaN)
Hijau kebiruan dan Biru
Indium Gallium Aluminium Phosphide Oranye merah, Oranye,
(InGaAlP)
Kuning, dan Hijau
9
Silicon Carbide (SiC)
Biru
Diamond (C)
Ultraviolet
Silicon (Si)
Biru (dalam pengembangan)
Sapphire (Al2O3)
Biru
2.2. Konsep Dasar Warna RGB dan Kombinasinya
Warna RGB adalah warna additive yang bertujuan sebagai penginderaan dan
presentasi gambar dalam tampilan pada peralatan elektronik. Warna additive adalah
warna yang berasal dari cahaya, dan disebut spektrum. Warna primer atau pokok
additive ada tiga, yaitu red, green, dan blue. Warna pokok additive dalam komputer
disebut model warna RGB [7]. Model warna RGB adalah model warna berdasarkan
konsep penambahan kuat cahaya primer yang berorientasi pada perangkat keras /
hardware, model warna ini dikhususkan untuk warna tampilan pada monitor, kamera
video, dan berbagai peralatan elektronika penampil gambar.
Model warna RGB didasarkan pada teori bahwa mata manusia peka terhadap
panjang gelombang 630 nm untuk red, 530 nm untuk green, dan 450 nm untuk blue.
RGB merupakan warna dasar yang difungsikan untuk berbagai intensitas cahaya,
dengan mengatur intensitas cahaya ketiga warna primer tersebut maka dapat dihasilkan
warna-warna yang berlainan. Paduan dari warna primer dengan intensitas yang sama
akan menghasilkan empat warna baru yang ditunjukkan pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Representasi campuran warna RGB.
Empat warna baru tersebut terdiri dari tiga warna sekunder dan satu warna tersier.
Warna sekunder adalah warna yang dibentuk dari dua warna primer, sedangkan warna
10
tersier dibentuk dari tiga warna primer. Irisan dari dua warna primer pada Gambar 2.2
merupakan warna sekunder yang dihasilkan dari paduan dua warna primer
pembentuknya. Tiga warna sekunder tersebut adalah cyan, magenta, dan yellow. Warna
sekunder yang didapat dari kombinasi dua warna primer ditunjukkan pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2. Kombinasi dua warna primer.
Kombinasi warna primer
Warna sekunder
Green + Blue
Cyan
Red + Blue
Magenta
Red + Green
Yellow
Setiap warna sekunder adalah komplemen dari satu warna primer. Gabungan dari
dua warna primer merupakan komplemen dari warna primer yang lain, yang
ditunjukkan pada Tabel 2.3. Pada Gambar 2.2 dapat dilihat bahwa warna primer dan
komplemennya terletak saling berseberangan. Gabungan dari tiga warna primer atau
sebuah warna primer dengan komplemennya menghasilkan warna tersier, yaitu white.
Warna white pada Gambar 2.2 dapat dilihat dari irisan ketiga warna primer.
Tabel 2.3. Komplemen warna primer.
Warna sekunder
Komplemen warna primer
Cyan
Red
Magenta
Green
Yellow
Blue
Dengan mengombinasikan tiga warna primer RGB maka dapat dihasilkan empat
warna baru, sehinga total warna yang tersedia ada tujuh, yaitu red, green, blue, cyan,
magenta, yellow, dan white [8].
Sistem teks bergerak yang dibuat pada skripsi menggunakan penampil yang terdiri
dari paduan dot matrix RGB yang masing-masing berukuran delapan kolom kali tujuh
baris. Tiap piksel dot matrix RGB terdiri dari tiga warna primer, yaitu red, green, dan
blue yang ditunjukkan pada Gambar 2.3.
11
Gambar 2.3. Komposisi tiap piksel dot matrix RGB.
Tiga warna primer tersebut dan empat warna hasil kombinasinya ditampilkan
pada dot matrix RGB ukuran delapan kolom kali tujuh baris yang ditunjukkan pada
Gambar 2.4.
Gambar 2.4. Tujuh warna dasar yang tersedia.
Dengan berdasar warna primer, sekunder, dan tersier tersebut maka tampilan
warna teks bergerak dapat dibuat bervariasi, yang meliputi warna teks dan warna latar
belakang. Ada dua pilihan tampilan teks bergerak yang dapat digunakan, yaitu tampilan
tanpa warna latar belakang seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.5 dan dengan
warna latar belakang seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.6. Warna latar belakang
maksimal dapat terdiri dari dua warna yang berbeda, dan warna teks maksimal dapat
terdiri tiga warna berbeda. Contoh dari tampilan teks bergerak dengan dua warna teks
dan tanpa warna latar belakang ditunjukkan pada Gambar 2.7.
Gambar 2.5. Contoh tampilan teks satu warna tanpa warna latar belakang.
12
Gambar 2.6. Contoh tampilan teks satu warna dengan warna latar belakang.
Gambar 2.7. Contoh tampilan teks dua warna tanpa warna latar belakang.
DASAR TEORI
Pada bab ini akan dije
ijelaskan teori dan konsep yang mendasari peranc
ancangan sistem
teks bergerak tujuh warnaa yang
y
dibuat pada skripsi, yaitu teori yang memb
mbahas tentang
konsep dasar dari warna LED
L
dan hubungannya dengan warna-warna yan
yang digunakan
pada sistem, sehingga bisa
sa didapatkan
d
tujuh pilihan variasi warna.
D dan
d Warnanya
2.1. Konsep Dasar LED
Dioda pancaran caha
haya atau yang dikenal dengan nama LED mer
merupakan suatu
semikonduktor yang mema
mancarkan cahaya monokromatik yang tidak ko
koheren ketika
diberi tegangan maju. LED
D sama seperti sebuah dioda normal, yang terdir
diri dari sebuah
chip bahan semikonduktor
tor yang didop / diisi penuh dengan ketidakmu
murnian untuk
menciptakan sebuah struktu
tur yang disebut p-n junction. Pembawa muatan
tan elektron dan
hole mengalir ke junction
on dari elektroda dengan tegangan berbeda. Ke
Ketika elektron
bertemu dengan hole, maka
ka akan jatuh ke tingkat energi yang lebih rendah,
ah, dan melepas
energi dalam bentuk foton
n / cahaya, dengan proses kerja ditunjukkan pada
da Gambar 2.1.
Gejala ini dikenal dengan nama
n
elektroluminesensi [5, h.1].
Gambar
Gam
2.1. Cara kerja di dalam sebuah LED.
Warna dari sebuah LED
L
sebenarnya bukan ditentukan oleh warna
na plastik keras
pembungkusnya, melainka
kan dari panjang gelombang cahaya yang dip
dipancarkannya.
7
8
Warna LED bergantung pada selisih pita energi dari bahan yang membentuk p-n
junction. Tidak seperti lampu pijar maupun neon yang tidak bergantung pada adanya
polarisasi, LED mempunyai kecenderungan polarisasi. Chip LED mempunyai kutub
positif dan kutub negatif (p-n), dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju.
Karakteristik chip LED secara umum sama dengan karakteristik dioda yang hanya
memerlukan tegangan minimal tertentu untuk dapat beroperasi, namun tidak boleh
diberi tegangan maju yang terlalu besar, karena LED akan rusak. Tegangan yang
diperlukan sebuah diode untuk dapat beroperasi disebut tegangan maju / forward
voltage (Vf). LED dengan warna yang berbeda pada umumnya memiliki nilai Vf yang
berbeda pula.
LED dapat memancarkan cahaya dengan warna yang berbeda karena dibuat dari
bahan semikonduktor yang berbeda. Bahan semikonduktor akan menghasilkan cahaya
dengan panjang gelombang dengan nilai tertentu. Cahaya dengan panjang gelombang
yang berbeda akan memiliki warna pancaran yang berbeda pula. LED yang dikenal
secara umum merupakan LED konvensional, dibuat dari mineral anorganik yang
bervariasi [6, h.1]. Hubungan bahan penyusun LED dan warna pancaran yang
dihasilkan ditunjukkan pada Tabel 2.1. Pada tabel tersebut ditunjukkan bahwa warna
pancaran sebuah LED sangat ditentukan oleh perbandingan dari tiap komposisi bahan
penyusunnya.
Tabel 2.1. Bahan semikonduktor penyusun LED dan warna yang dihasilkan.
Bahan Penyusun
Warna LED
Aluminium Gallium Arsenide (AlGaAs)
Merah dan Inframerah
Gallium Aluminium Phosphide (GaAlP)
Hijau
Gallium Arsenida Phosphide (GaAsP)
Merah, Oranye merah,
Oranye dan Kuning
Gallium Nitrida (GaN)
Hijau, dan Biru
Gallium Phosphide (GaP)
Merah, Kuning, dan Hijau
Zinc Selenide (ZnSe)
Biru
Indium Gallium Nitride (InGaN)
Hijau kebiruan dan Biru
Indium Gallium Aluminium Phosphide Oranye merah, Oranye,
(InGaAlP)
Kuning, dan Hijau
9
Silicon Carbide (SiC)
Biru
Diamond (C)
Ultraviolet
Silicon (Si)
Biru (dalam pengembangan)
Sapphire (Al2O3)
Biru
2.2. Konsep Dasar Warna RGB dan Kombinasinya
Warna RGB adalah warna additive yang bertujuan sebagai penginderaan dan
presentasi gambar dalam tampilan pada peralatan elektronik. Warna additive adalah
warna yang berasal dari cahaya, dan disebut spektrum. Warna primer atau pokok
additive ada tiga, yaitu red, green, dan blue. Warna pokok additive dalam komputer
disebut model warna RGB [7]. Model warna RGB adalah model warna berdasarkan
konsep penambahan kuat cahaya primer yang berorientasi pada perangkat keras /
hardware, model warna ini dikhususkan untuk warna tampilan pada monitor, kamera
video, dan berbagai peralatan elektronika penampil gambar.
Model warna RGB didasarkan pada teori bahwa mata manusia peka terhadap
panjang gelombang 630 nm untuk red, 530 nm untuk green, dan 450 nm untuk blue.
RGB merupakan warna dasar yang difungsikan untuk berbagai intensitas cahaya,
dengan mengatur intensitas cahaya ketiga warna primer tersebut maka dapat dihasilkan
warna-warna yang berlainan. Paduan dari warna primer dengan intensitas yang sama
akan menghasilkan empat warna baru yang ditunjukkan pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Representasi campuran warna RGB.
Empat warna baru tersebut terdiri dari tiga warna sekunder dan satu warna tersier.
Warna sekunder adalah warna yang dibentuk dari dua warna primer, sedangkan warna
10
tersier dibentuk dari tiga warna primer. Irisan dari dua warna primer pada Gambar 2.2
merupakan warna sekunder yang dihasilkan dari paduan dua warna primer
pembentuknya. Tiga warna sekunder tersebut adalah cyan, magenta, dan yellow. Warna
sekunder yang didapat dari kombinasi dua warna primer ditunjukkan pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2. Kombinasi dua warna primer.
Kombinasi warna primer
Warna sekunder
Green + Blue
Cyan
Red + Blue
Magenta
Red + Green
Yellow
Setiap warna sekunder adalah komplemen dari satu warna primer. Gabungan dari
dua warna primer merupakan komplemen dari warna primer yang lain, yang
ditunjukkan pada Tabel 2.3. Pada Gambar 2.2 dapat dilihat bahwa warna primer dan
komplemennya terletak saling berseberangan. Gabungan dari tiga warna primer atau
sebuah warna primer dengan komplemennya menghasilkan warna tersier, yaitu white.
Warna white pada Gambar 2.2 dapat dilihat dari irisan ketiga warna primer.
Tabel 2.3. Komplemen warna primer.
Warna sekunder
Komplemen warna primer
Cyan
Red
Magenta
Green
Yellow
Blue
Dengan mengombinasikan tiga warna primer RGB maka dapat dihasilkan empat
warna baru, sehinga total warna yang tersedia ada tujuh, yaitu red, green, blue, cyan,
magenta, yellow, dan white [8].
Sistem teks bergerak yang dibuat pada skripsi menggunakan penampil yang terdiri
dari paduan dot matrix RGB yang masing-masing berukuran delapan kolom kali tujuh
baris. Tiap piksel dot matrix RGB terdiri dari tiga warna primer, yaitu red, green, dan
blue yang ditunjukkan pada Gambar 2.3.
11
Gambar 2.3. Komposisi tiap piksel dot matrix RGB.
Tiga warna primer tersebut dan empat warna hasil kombinasinya ditampilkan
pada dot matrix RGB ukuran delapan kolom kali tujuh baris yang ditunjukkan pada
Gambar 2.4.
Gambar 2.4. Tujuh warna dasar yang tersedia.
Dengan berdasar warna primer, sekunder, dan tersier tersebut maka tampilan
warna teks bergerak dapat dibuat bervariasi, yang meliputi warna teks dan warna latar
belakang. Ada dua pilihan tampilan teks bergerak yang dapat digunakan, yaitu tampilan
tanpa warna latar belakang seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.5 dan dengan
warna latar belakang seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.6. Warna latar belakang
maksimal dapat terdiri dari dua warna yang berbeda, dan warna teks maksimal dapat
terdiri tiga warna berbeda. Contoh dari tampilan teks bergerak dengan dua warna teks
dan tanpa warna latar belakang ditunjukkan pada Gambar 2.7.
Gambar 2.5. Contoh tampilan teks satu warna tanpa warna latar belakang.
12
Gambar 2.6. Contoh tampilan teks satu warna dengan warna latar belakang.
Gambar 2.7. Contoh tampilan teks dua warna tanpa warna latar belakang.