Sistem Monitoring Kekeruhan Dengan Metode Pendeteksi Warna Pada Air Dengan Sms Gateway
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1.Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk
mengubah getaran listrik menjadi getaran suara getaran listrik menjadi getaran
suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loudspeaker, jadi
buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian
kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi
akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas
magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan
kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat
udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai
indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat
(alarm).
2.2. Sensor RF (Radio Frekuensi)
Sensor RF (Radio Frekuensi) adalah komponen yang dapat mendeteksi
sinyal gelombang elektromagnetik yang digunakan oleh sistem komunikasi untuk
mengirim informasi melalui udara dari satu titik ke titik lainnya yang merambat di
antara
antena
pemancar
pengirim
dan
penerima.Sinyal
gelombang
elektromagnetik yang dipancarkan melalui antena memiliki amplitudo, frekuensi,
interval, dan mempunyai sifat-sifat yang dapat berubah-ubah setiap saat untuk
mempersentasikan informasi.
5
Universitas Sumatera Utara
Sensor RF mempunyai 2 perangkat elektronik untuk mengirimkan sinyal
gelombang elektromagnetik yang terdapat pada perangkat transmitter dan
kemudian untuk menerima sinyal gelombang elektromagnetik tersebut yang
terdapat pada perangkat receiver.
Saat sinyal radio frekuensi merambat melalui udara, sinyal tersebut akan
kehilangan amplitudonya apabila jarak antara pengirim dan penerima bertambah
yang berakibat amplitude sinyal menurun secara eksponensial. Jadi, sinyal harus
memiliki cukup energi untuk mencapai jarak di mana tingkat sinyal bisa diterima
sesuai yang dibutuhkan receiver.Sensor RF sering digunakan pada pengendali
jarak jauh tanpa kabel (remote control) dengan menggunakan Amplitude Shift
Keying (ASK).
Pada pemancar (transmitter) RF terdapat IC PT2262 yang berfungsi
sebagai pemancar sinyal dan juga terdapat rangkaian encoder yang berfungsi
untuk mengubah sinyal seperti data atau bitstream ke dalam bentuk yang dapat
diterima untuk transmisi data atau penyimpanan data yang kemudian transmisi
data tersebut akan diterima oleh penerima (receiver) RF.
RF
(Radio
Frekuensi)
adalah
sebuah
perangkat
yang
mampu
menerimasetiap frekuensi antara sekitar 9 Hz yang berarti 9Hz getaran/detik dan
300 gigahertz (GHz) yang berarti 300 miliar getaran/detik dapat dianggap sebagai
gelombang radio, meskipun hanya frekuensi dekat tengah kisaran ini digunakan
dalam siaran radio yang sebenarnya. RF digunakan dalam beragam teknologi
komunikasi nirkabel untukinformasi dan transfer data. Pemancar RF(Transmitter)
dan penerima RF (Receiver) digabungkanbersama-sama dalam satu sirkuit yang
sering disebut sebagai transceiver. Sebuah penerima RF(Transmitter) menerima
6
Universitas Sumatera Utara
sinyal dari pemancar, yang mana untuk mendapatkan sinyal yang sangatjelas
tergantung pada rasio sinyal/noise.Rasio sinyal/noise didapat dari angka yang
diberikandengan membagi jumlah ukuran dari intensitas sinyal dengan jumlah
ukuran intensitas kebisingan.Untuk mengirim suatu sinyal dari pemancar RF ke
penerima RF jarak jauh, amplifikasi sinyalharus sama besar yang didapatkan dari
pengkontrolan rasio sinyal/noise.
2.3. Photodioda
Photodioda adalah jenis dioda yang berfungsi untuk mendeteksi
cahaya.Berbeda dengan dioda biasa, komponen elektronik ini akan mengubah
cahayamenjadi arus listrik. Cahaya yang dapat di deteksi oleh dioda ini, mulai dari
infrared, sinar ultra violet, sampai dengan sinar X.
Photodioda dibuat dari semikonduktor dengan bahan yang populer
adalahsilicon (Si) arau galium arsenida (GaAs), dan yang lain meliputi InSb,
InAs, PbSe.Material ini menyerap cahay dengan karakteristik panjang gelombang
mencakup :2500 Å – 11000 Å untuk silicon, 8000 Å - 20000 Å untuk GaAs.
Ketika sebuah42photon (satu satuan energi dalam cahaya) dari sumber cahaya
diserap, hal tersebutmembangkitkan suatu elektron dan menghasilkan sepasang
pembawa muatantunggal sebuah elektron dan sebuah hole, dimana suatu hole
adalah bagian dariksisi-kisi semikonduktor yang kehilangan elektron. Arah arus
yang melaluisebuah semikonduktor adalah kebalikan dari gerakan muatan
pembawa.
Caratersebut
mengumpulkan photon
didalam
sebuah
photodiode
digunakan
untuk
menyebabkan pembawa muatan (seperti arus atau
tegangan) mengalir/terbentuk di
7
Universitas Sumatera Utara
bagian-bagian elektroda.Photodioda dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1.Fotodioda
2.4. LCD (Liquid Crystal Display)
LCD merupakan salah satu perangkat penampil yang sekarang ini mulai
banyak digunakan.Penampil LCD mulai dirasakan menggantikan fungsi dari
penampil CRT (Cathode Ray Tube), yang sudah berpuluh-puluh tahun digunakan
manusia sebagai penampil gambar/text baik monokrom (hitam dan putih),
maupun yang berwarna.Teknologi LCD memberikan keuntungan dibandingkan
dengan teknologi CRT, kaena pada dasarnya, CRT adalah tabung triode yang
digunakan sebelum transistor ditemukan.
Beberapa keuntungan LCD dibandingkan dengan CRT adalah konsumsi
daya yang relative kecil, lebih ringan, tampilan yang lebih bagus, dan ketika
berlama-lama di depan monitor, monitor CRT lebih cepat memberikan kejenuhan
pada mata dibandingkan dengan LCD.Bentuk LCD dapat pada Gambar 2.2.
8
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2.LCD
LCD memanfaatkan silicon atau gallium dalam bentuk Kristal cair sebagai
pemendar cahaya.Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua dimensi
piksel yang dibagi dalam baris dan kolom.Dengan demikian, setiap pertemuan
baris dan kolom adalah sebuah LED terdapat sebuah bidang latar (backplane),
yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi dalam yang
ditutupi oleh lapisan elektroda trasparan.Dalam keadaan normal, cairan yang
digunakan memiliki warna cerah. Daerah-daerah tertentu pada cairan akan
berubah warnanya menjadi hitam ketika tegangan diterapkan antara bidang latar
dan pola elektroda yang terdapat pad sisi dalam lempeng kaca bagian depan.
Keunggulan LCD adalah hanya menarik arus yang kecil (beberapa
microampere), sehingga alat atau sistem menjadi portable karena dapat
menggunakan catu daya yang kecil.Keunggulan lainnya adalah tampilan yang
diperlihatkan dapat dibaca dengan mudah di bawah terang sinar matahari.Di
bawah sinar cahaya yang remang-remang dalam kondisi gelap, sebuah lampu
(berupa LED) harus dipasang dibelakang layar tampilan.
LCD yang digunakan adalah jenis LCD yang mena mpilkan data dengan 2
baris tampilan pada display. Keuntungan dari LCD ini adalah :
1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk
membuat program tampilan.
2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya mengunakan 8 bit data
dan 3 bit control.
3. Ukuran modul yang proporsional.
4. Daya yang digunakan relative sangat kecil.
9
Universitas Sumatera Utara
Konfigurasi Pin LCD dapat dilihat pada Gambar 2.3.
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
V+BL15
11
12
13
11
12
13
14
RS
RW
EN
LCD 16x2
4
5
6
1
GND
3
LCD Drv
16
V-BL
10
VCC
2
+5VDC
Gambar 2.3. Konfigurasi Pin LCD
Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses
proses internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan
instruksi membaca data. ROM pembangkit sebanyak 192 tipe karakter, tiap
karakter dengan huruf 5x7 dot matrik.Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter
(membaca program), maksimum pembacaan 80x8 bit tampilan data.Perintah
utama LCD adalah Display Clear, Cursor Home, Display ON/OFF, Display
Character Blink, Cursor Shift, dan Display Shift. Tabel 2.1.menunjukkan operasi
dasar LCD dan Tabel 2.2. menunjukkan Konfigurasi LCD.
Tabel 2.1.Operasi Dasar LCD
RS
R/W
Operasi
0
0
Input Instruksi ke LCD
0
1
Membaca Status Flag (DB7) dan alamat counter
(DB0 ke DB6)
1
0
Menulis Data
1
1
Membaca Data
10
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2. Konfigurasi LCD
Pin
Bilangan biner
Keterangan
RS
0
Inisialisasi
1
Data
0
Tulis LCD / W (write)
1
Baca LCD / R (read)
0
Pintu data terbuka
1
Pintu data tertutup
RW
E
LCD membutuhkan tegangan dan daya yang kecil sehingga sangat popular
untuk aplikasi pada kalkulator, arloji digital, dan instrument elektronika lain
seperti Global Positioning System (GPS), baragraph display dan multimeter
digital. LCD umumnya dikemas dalam bentuk Dual In Line Package (DIP) dan
mempunyai kemampuan untuk menampilkan beberapa kolom dan baris dalam
satu panel. Untuk membentuk pola, baik karakter maupun gambar pada kolom
dan baris secara bersamaan digunakan metode Screening.
Metode screening adalah mengaktifkan daerah perpotongan suatu kolo dan
suatu
baris
secara
bergantian
dan
cepat
sehingga
seolah-olah
aktif
semua.Penggunaan metode ini dimaksudkan untuk menghemat jalur yang
digunakan untuk mengaktifkan panel LCD. Saat ini telah dikembangkan berbagai
jenis LCD, mulai jenis LCD biasa, Passive Matrix LCD (PMLCD), hingga ThinFilm Transistor Active Matrix (TFT-AMLCD). Kemampuan LCD juga telah
ditingkatkan daru yang monokrom hingga yang mampu menampilkan ribuan
warna.
11
Universitas Sumatera Utara
2.5.Mikrokontroler AVR Atmega8
AVR merupakan salah satu jenis mikrokontroler yang di dalamnya
terdapat berbagai macam fungsi.Perbedaannya pada mikro yang pada umumnya
digunakan seperti MCS51 adalah pada AVR tidak perlu menggunakan oscillator
eksternal karena di dalamnya sudah terdapat internal oscillator. Selain itu
kelebihan dari AVR adalah memiliki Power-On Reset, yaitu tidak perlu ada
tombol reset dari luar karena cukup hanya dengan mematikan supply, maka secara
otomatis AVR akan melakukan reset. Untuk beberapa jenis AVR terdapat
beberapa fungsi khusus seperti ADC, EEPROM sekitar 128 byte sampai dengan
512 byte.AVR ATmega8 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR
RISC yang memiliki 8K byte in-System Programmable Flash. Mikrokontroler
dengan konsumsi daya rendah ini mampu mengeksekusi instruksi dengan
kecepatan maksimum 16MIPS pada frekuensi 16MHz. Jika dibandingkan dengan
ATmega8L perbedaannya hanya terletak pada besarnya tegangan yang diperlukan
untuk bekerja. Untuk ATmega8 tipe L, mikrokontroler ini dapat bekerja dengan
tegangan antara 2,7 - 5,5 V sedangkan untuk ATmega8 hanya dapat bekerja pada
tegangan antara 4,5 – 5,5 V.
12
Universitas Sumatera Utara
Konfigurasi Pin ATmega 8 dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4. Konfigurasi Pin ATmega 8
ATmega8 memiliki 28 Pin, yang masing-masing pin nya memiliki fungsi
yang berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya. Berikut akan
dijelaskan fungsi dari masing-masing kaki ATmega8.
a. VCC : Merupakan supply tegangan digital.
b. GND : Merupakan ground untuk semua komponen yang membutuhkan
grounding.
c. Port B (PB7...PB0)
: Jumlah Port B adalah 8 buah pin, mulai dari pin
B.0 sampai dengan B.7. Tiap pin dapat digunakan sebagai input maupun
output. Port B merupakan sebuah 8-bit bi-directional I/O dengan internal
pull-up resistor. Sebagai input, pin-pin 7 yang terdapat pada port B yang
secara eksternal diturunkan, maka akan mengeluarkan arus jika pull-up
resistor diaktifkan.
13
Universitas Sumatera Utara
d. Port C (PC5…PC0)
: Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directional I/O
port yang di dalam masingmasing pin terdapat pull-up resistor. Jumlah pin
nya hanya 7 buah mulai dari pin C.0 sampai dengan pin C.6. Sebagai
keluaran/output port C memiliki karakteristik yang sama dalam hal
menyerap arus (sink) ataupun mengeluarkan arus (source).
e. RESET/PC6 : Jika RSTDISBL Fuse diprogram, maka PC6 akan
berfungsi sebagai pin I/O. Pin ini memiliki karakteristik yang berbeda
dengan pin-pin yang terdapat pada port C lainnya. Namun jika RSTDISBL
Fuse tidak diprogram, maka pin ini akan berfungsi sebagai input reset.
f. Port D :
Merupakan 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up
resistor. Fungsi dari port ini sama dengan port-port yang lain. Pada port ini
hanya berfungsi sebagai masukan dan keluaran saja atau biasa disebut
dengan I/O.
g. AVcc : Pin ini berfungsi sebagai supply tegangan untuk ADC.
h. AREF : Merupakan pin referensi jika menggunakan ADC.
2.5.1.SPESIFIKASI ATmega 8
1. Kinerja tinggi, rendah daya Atmel®AVR® 8-bit Microcontroller
2. Advanced RISC Architecture
a. 130 Instruksi Powerfull - Kebanyakan Single-jam Siklus Eksekusi
b. 32 × 8 General Purpose Kerja Register
c. Operasi Fully Static
d. Sampai dengan 16MIPS throughput di 16MHz
e. On-chip 2-siklus Multiplier
14
Universitas Sumatera Utara
3. segmen Memory Tinggi Ketahanan Non-volatile
a. 8Kbytes In-System Self-programmable memori program flash
b. 512bytes EEPROM
c. SRAM 1Kbyte internal
d. Menulis / Erase Cycles: 10.000 Flash / 100.000 EEPROM
e. Data retensi: 20 tahun pada 85 ° C / 100 tahun pada 25 ° C (1)
f. Opsional Boot Kode Bagian dengan Independent Lock Bits
g. In-System Programming secara On-chip Program Boot
h. Benar Operasi Baca-Sementara-Write
i. Kunci Pemrograman untuk Security Software
4. Fitur Peripheral
a. Dua 8-bit Timer / Counter dengan Prescaler terpisah, satu
Bandingkan Modus
b. Satu 16-bit Timer / Counter dengan Prescaler terpisah, Bandingkan
Mode, dan Tangkap
c. Mode
d. Real Time Counter dengan Oscillator terpisah
e. Tiga Saluran PWM
f. 8-channel ADC di TQFP dan QFN / MLF paket
g. Delapan Saluran 10-bit Akurasi
h. 6-channel ADC dalam paket PDIP
i. Enam Saluran 10-bit Akurasi
j. Byte berorientasi Dua-kawat Serial Interface
k. Programmable Serial USART
15
Universitas Sumatera Utara
l. Master / Slave SPI Serial Interface
m. Programmable
Watchdog
Timer
dengan
terpisah
On-chip
Oscillator
n. On-chip Analog Comparator
5. Fitur Mikrokontroler Khusus
a. Power-on ulang dan Programmable Brown-out Detection
b. Internal dikalibrasi RC Oscillator
c. Eksternal dan Sumber Interrupt internal
d. Lima Mode Sleep: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save,
Power-down, dan
e. Bersiap
6. I / O dan Paket
a. 23 Programmable I / O Garis
b. 28-lead PDIP, 32-lead TQFP, dan 32-pad QFN / MLF
7. Tegangan Operasi
a. 2.7V - 5.5V (ATmega8L)
b. 4.5V - 5.5V (ATmega8)
8. Kelas Kecepatan
a. 0 - 8MHz (ATmega8L)
b. 0 - 16MHz (ATmega8)
9. Konsumsi Daya di 4Mhz, 3V, 25C
a. Aktif: 3.6mA
b. Menganggur Mode: 1.0mA
c. Power-down Mode: 0.5μA
16
Universitas Sumatera Utara
LANDASAN TEORI
2.1.Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk
mengubah getaran listrik menjadi getaran suara getaran listrik menjadi getaran
suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loudspeaker, jadi
buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian
kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi
akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas
magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan
kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat
udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai
indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat
(alarm).
2.2. Sensor RF (Radio Frekuensi)
Sensor RF (Radio Frekuensi) adalah komponen yang dapat mendeteksi
sinyal gelombang elektromagnetik yang digunakan oleh sistem komunikasi untuk
mengirim informasi melalui udara dari satu titik ke titik lainnya yang merambat di
antara
antena
pemancar
pengirim
dan
penerima.Sinyal
gelombang
elektromagnetik yang dipancarkan melalui antena memiliki amplitudo, frekuensi,
interval, dan mempunyai sifat-sifat yang dapat berubah-ubah setiap saat untuk
mempersentasikan informasi.
5
Universitas Sumatera Utara
Sensor RF mempunyai 2 perangkat elektronik untuk mengirimkan sinyal
gelombang elektromagnetik yang terdapat pada perangkat transmitter dan
kemudian untuk menerima sinyal gelombang elektromagnetik tersebut yang
terdapat pada perangkat receiver.
Saat sinyal radio frekuensi merambat melalui udara, sinyal tersebut akan
kehilangan amplitudonya apabila jarak antara pengirim dan penerima bertambah
yang berakibat amplitude sinyal menurun secara eksponensial. Jadi, sinyal harus
memiliki cukup energi untuk mencapai jarak di mana tingkat sinyal bisa diterima
sesuai yang dibutuhkan receiver.Sensor RF sering digunakan pada pengendali
jarak jauh tanpa kabel (remote control) dengan menggunakan Amplitude Shift
Keying (ASK).
Pada pemancar (transmitter) RF terdapat IC PT2262 yang berfungsi
sebagai pemancar sinyal dan juga terdapat rangkaian encoder yang berfungsi
untuk mengubah sinyal seperti data atau bitstream ke dalam bentuk yang dapat
diterima untuk transmisi data atau penyimpanan data yang kemudian transmisi
data tersebut akan diterima oleh penerima (receiver) RF.
RF
(Radio
Frekuensi)
adalah
sebuah
perangkat
yang
mampu
menerimasetiap frekuensi antara sekitar 9 Hz yang berarti 9Hz getaran/detik dan
300 gigahertz (GHz) yang berarti 300 miliar getaran/detik dapat dianggap sebagai
gelombang radio, meskipun hanya frekuensi dekat tengah kisaran ini digunakan
dalam siaran radio yang sebenarnya. RF digunakan dalam beragam teknologi
komunikasi nirkabel untukinformasi dan transfer data. Pemancar RF(Transmitter)
dan penerima RF (Receiver) digabungkanbersama-sama dalam satu sirkuit yang
sering disebut sebagai transceiver. Sebuah penerima RF(Transmitter) menerima
6
Universitas Sumatera Utara
sinyal dari pemancar, yang mana untuk mendapatkan sinyal yang sangatjelas
tergantung pada rasio sinyal/noise.Rasio sinyal/noise didapat dari angka yang
diberikandengan membagi jumlah ukuran dari intensitas sinyal dengan jumlah
ukuran intensitas kebisingan.Untuk mengirim suatu sinyal dari pemancar RF ke
penerima RF jarak jauh, amplifikasi sinyalharus sama besar yang didapatkan dari
pengkontrolan rasio sinyal/noise.
2.3. Photodioda
Photodioda adalah jenis dioda yang berfungsi untuk mendeteksi
cahaya.Berbeda dengan dioda biasa, komponen elektronik ini akan mengubah
cahayamenjadi arus listrik. Cahaya yang dapat di deteksi oleh dioda ini, mulai dari
infrared, sinar ultra violet, sampai dengan sinar X.
Photodioda dibuat dari semikonduktor dengan bahan yang populer
adalahsilicon (Si) arau galium arsenida (GaAs), dan yang lain meliputi InSb,
InAs, PbSe.Material ini menyerap cahay dengan karakteristik panjang gelombang
mencakup :2500 Å – 11000 Å untuk silicon, 8000 Å - 20000 Å untuk GaAs.
Ketika sebuah42photon (satu satuan energi dalam cahaya) dari sumber cahaya
diserap, hal tersebutmembangkitkan suatu elektron dan menghasilkan sepasang
pembawa muatantunggal sebuah elektron dan sebuah hole, dimana suatu hole
adalah bagian dariksisi-kisi semikonduktor yang kehilangan elektron. Arah arus
yang melaluisebuah semikonduktor adalah kebalikan dari gerakan muatan
pembawa.
Caratersebut
mengumpulkan photon
didalam
sebuah
photodiode
digunakan
untuk
menyebabkan pembawa muatan (seperti arus atau
tegangan) mengalir/terbentuk di
7
Universitas Sumatera Utara
bagian-bagian elektroda.Photodioda dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1.Fotodioda
2.4. LCD (Liquid Crystal Display)
LCD merupakan salah satu perangkat penampil yang sekarang ini mulai
banyak digunakan.Penampil LCD mulai dirasakan menggantikan fungsi dari
penampil CRT (Cathode Ray Tube), yang sudah berpuluh-puluh tahun digunakan
manusia sebagai penampil gambar/text baik monokrom (hitam dan putih),
maupun yang berwarna.Teknologi LCD memberikan keuntungan dibandingkan
dengan teknologi CRT, kaena pada dasarnya, CRT adalah tabung triode yang
digunakan sebelum transistor ditemukan.
Beberapa keuntungan LCD dibandingkan dengan CRT adalah konsumsi
daya yang relative kecil, lebih ringan, tampilan yang lebih bagus, dan ketika
berlama-lama di depan monitor, monitor CRT lebih cepat memberikan kejenuhan
pada mata dibandingkan dengan LCD.Bentuk LCD dapat pada Gambar 2.2.
8
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2.LCD
LCD memanfaatkan silicon atau gallium dalam bentuk Kristal cair sebagai
pemendar cahaya.Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua dimensi
piksel yang dibagi dalam baris dan kolom.Dengan demikian, setiap pertemuan
baris dan kolom adalah sebuah LED terdapat sebuah bidang latar (backplane),
yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi dalam yang
ditutupi oleh lapisan elektroda trasparan.Dalam keadaan normal, cairan yang
digunakan memiliki warna cerah. Daerah-daerah tertentu pada cairan akan
berubah warnanya menjadi hitam ketika tegangan diterapkan antara bidang latar
dan pola elektroda yang terdapat pad sisi dalam lempeng kaca bagian depan.
Keunggulan LCD adalah hanya menarik arus yang kecil (beberapa
microampere), sehingga alat atau sistem menjadi portable karena dapat
menggunakan catu daya yang kecil.Keunggulan lainnya adalah tampilan yang
diperlihatkan dapat dibaca dengan mudah di bawah terang sinar matahari.Di
bawah sinar cahaya yang remang-remang dalam kondisi gelap, sebuah lampu
(berupa LED) harus dipasang dibelakang layar tampilan.
LCD yang digunakan adalah jenis LCD yang mena mpilkan data dengan 2
baris tampilan pada display. Keuntungan dari LCD ini adalah :
1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk
membuat program tampilan.
2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya mengunakan 8 bit data
dan 3 bit control.
3. Ukuran modul yang proporsional.
4. Daya yang digunakan relative sangat kecil.
9
Universitas Sumatera Utara
Konfigurasi Pin LCD dapat dilihat pada Gambar 2.3.
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
V+BL15
11
12
13
11
12
13
14
RS
RW
EN
LCD 16x2
4
5
6
1
GND
3
LCD Drv
16
V-BL
10
VCC
2
+5VDC
Gambar 2.3. Konfigurasi Pin LCD
Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses
proses internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan
instruksi membaca data. ROM pembangkit sebanyak 192 tipe karakter, tiap
karakter dengan huruf 5x7 dot matrik.Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter
(membaca program), maksimum pembacaan 80x8 bit tampilan data.Perintah
utama LCD adalah Display Clear, Cursor Home, Display ON/OFF, Display
Character Blink, Cursor Shift, dan Display Shift. Tabel 2.1.menunjukkan operasi
dasar LCD dan Tabel 2.2. menunjukkan Konfigurasi LCD.
Tabel 2.1.Operasi Dasar LCD
RS
R/W
Operasi
0
0
Input Instruksi ke LCD
0
1
Membaca Status Flag (DB7) dan alamat counter
(DB0 ke DB6)
1
0
Menulis Data
1
1
Membaca Data
10
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2. Konfigurasi LCD
Pin
Bilangan biner
Keterangan
RS
0
Inisialisasi
1
Data
0
Tulis LCD / W (write)
1
Baca LCD / R (read)
0
Pintu data terbuka
1
Pintu data tertutup
RW
E
LCD membutuhkan tegangan dan daya yang kecil sehingga sangat popular
untuk aplikasi pada kalkulator, arloji digital, dan instrument elektronika lain
seperti Global Positioning System (GPS), baragraph display dan multimeter
digital. LCD umumnya dikemas dalam bentuk Dual In Line Package (DIP) dan
mempunyai kemampuan untuk menampilkan beberapa kolom dan baris dalam
satu panel. Untuk membentuk pola, baik karakter maupun gambar pada kolom
dan baris secara bersamaan digunakan metode Screening.
Metode screening adalah mengaktifkan daerah perpotongan suatu kolo dan
suatu
baris
secara
bergantian
dan
cepat
sehingga
seolah-olah
aktif
semua.Penggunaan metode ini dimaksudkan untuk menghemat jalur yang
digunakan untuk mengaktifkan panel LCD. Saat ini telah dikembangkan berbagai
jenis LCD, mulai jenis LCD biasa, Passive Matrix LCD (PMLCD), hingga ThinFilm Transistor Active Matrix (TFT-AMLCD). Kemampuan LCD juga telah
ditingkatkan daru yang monokrom hingga yang mampu menampilkan ribuan
warna.
11
Universitas Sumatera Utara
2.5.Mikrokontroler AVR Atmega8
AVR merupakan salah satu jenis mikrokontroler yang di dalamnya
terdapat berbagai macam fungsi.Perbedaannya pada mikro yang pada umumnya
digunakan seperti MCS51 adalah pada AVR tidak perlu menggunakan oscillator
eksternal karena di dalamnya sudah terdapat internal oscillator. Selain itu
kelebihan dari AVR adalah memiliki Power-On Reset, yaitu tidak perlu ada
tombol reset dari luar karena cukup hanya dengan mematikan supply, maka secara
otomatis AVR akan melakukan reset. Untuk beberapa jenis AVR terdapat
beberapa fungsi khusus seperti ADC, EEPROM sekitar 128 byte sampai dengan
512 byte.AVR ATmega8 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR
RISC yang memiliki 8K byte in-System Programmable Flash. Mikrokontroler
dengan konsumsi daya rendah ini mampu mengeksekusi instruksi dengan
kecepatan maksimum 16MIPS pada frekuensi 16MHz. Jika dibandingkan dengan
ATmega8L perbedaannya hanya terletak pada besarnya tegangan yang diperlukan
untuk bekerja. Untuk ATmega8 tipe L, mikrokontroler ini dapat bekerja dengan
tegangan antara 2,7 - 5,5 V sedangkan untuk ATmega8 hanya dapat bekerja pada
tegangan antara 4,5 – 5,5 V.
12
Universitas Sumatera Utara
Konfigurasi Pin ATmega 8 dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4. Konfigurasi Pin ATmega 8
ATmega8 memiliki 28 Pin, yang masing-masing pin nya memiliki fungsi
yang berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya. Berikut akan
dijelaskan fungsi dari masing-masing kaki ATmega8.
a. VCC : Merupakan supply tegangan digital.
b. GND : Merupakan ground untuk semua komponen yang membutuhkan
grounding.
c. Port B (PB7...PB0)
: Jumlah Port B adalah 8 buah pin, mulai dari pin
B.0 sampai dengan B.7. Tiap pin dapat digunakan sebagai input maupun
output. Port B merupakan sebuah 8-bit bi-directional I/O dengan internal
pull-up resistor. Sebagai input, pin-pin 7 yang terdapat pada port B yang
secara eksternal diturunkan, maka akan mengeluarkan arus jika pull-up
resistor diaktifkan.
13
Universitas Sumatera Utara
d. Port C (PC5…PC0)
: Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directional I/O
port yang di dalam masingmasing pin terdapat pull-up resistor. Jumlah pin
nya hanya 7 buah mulai dari pin C.0 sampai dengan pin C.6. Sebagai
keluaran/output port C memiliki karakteristik yang sama dalam hal
menyerap arus (sink) ataupun mengeluarkan arus (source).
e. RESET/PC6 : Jika RSTDISBL Fuse diprogram, maka PC6 akan
berfungsi sebagai pin I/O. Pin ini memiliki karakteristik yang berbeda
dengan pin-pin yang terdapat pada port C lainnya. Namun jika RSTDISBL
Fuse tidak diprogram, maka pin ini akan berfungsi sebagai input reset.
f. Port D :
Merupakan 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up
resistor. Fungsi dari port ini sama dengan port-port yang lain. Pada port ini
hanya berfungsi sebagai masukan dan keluaran saja atau biasa disebut
dengan I/O.
g. AVcc : Pin ini berfungsi sebagai supply tegangan untuk ADC.
h. AREF : Merupakan pin referensi jika menggunakan ADC.
2.5.1.SPESIFIKASI ATmega 8
1. Kinerja tinggi, rendah daya Atmel®AVR® 8-bit Microcontroller
2. Advanced RISC Architecture
a. 130 Instruksi Powerfull - Kebanyakan Single-jam Siklus Eksekusi
b. 32 × 8 General Purpose Kerja Register
c. Operasi Fully Static
d. Sampai dengan 16MIPS throughput di 16MHz
e. On-chip 2-siklus Multiplier
14
Universitas Sumatera Utara
3. segmen Memory Tinggi Ketahanan Non-volatile
a. 8Kbytes In-System Self-programmable memori program flash
b. 512bytes EEPROM
c. SRAM 1Kbyte internal
d. Menulis / Erase Cycles: 10.000 Flash / 100.000 EEPROM
e. Data retensi: 20 tahun pada 85 ° C / 100 tahun pada 25 ° C (1)
f. Opsional Boot Kode Bagian dengan Independent Lock Bits
g. In-System Programming secara On-chip Program Boot
h. Benar Operasi Baca-Sementara-Write
i. Kunci Pemrograman untuk Security Software
4. Fitur Peripheral
a. Dua 8-bit Timer / Counter dengan Prescaler terpisah, satu
Bandingkan Modus
b. Satu 16-bit Timer / Counter dengan Prescaler terpisah, Bandingkan
Mode, dan Tangkap
c. Mode
d. Real Time Counter dengan Oscillator terpisah
e. Tiga Saluran PWM
f. 8-channel ADC di TQFP dan QFN / MLF paket
g. Delapan Saluran 10-bit Akurasi
h. 6-channel ADC dalam paket PDIP
i. Enam Saluran 10-bit Akurasi
j. Byte berorientasi Dua-kawat Serial Interface
k. Programmable Serial USART
15
Universitas Sumatera Utara
l. Master / Slave SPI Serial Interface
m. Programmable
Watchdog
Timer
dengan
terpisah
On-chip
Oscillator
n. On-chip Analog Comparator
5. Fitur Mikrokontroler Khusus
a. Power-on ulang dan Programmable Brown-out Detection
b. Internal dikalibrasi RC Oscillator
c. Eksternal dan Sumber Interrupt internal
d. Lima Mode Sleep: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save,
Power-down, dan
e. Bersiap
6. I / O dan Paket
a. 23 Programmable I / O Garis
b. 28-lead PDIP, 32-lead TQFP, dan 32-pad QFN / MLF
7. Tegangan Operasi
a. 2.7V - 5.5V (ATmega8L)
b. 4.5V - 5.5V (ATmega8)
8. Kelas Kecepatan
a. 0 - 8MHz (ATmega8L)
b. 0 - 16MHz (ATmega8)
9. Konsumsi Daya di 4Mhz, 3V, 25C
a. Aktif: 3.6mA
b. Menganggur Mode: 1.0mA
c. Power-down Mode: 0.5μA
16
Universitas Sumatera Utara