Perancangan Alat Pendeteksi Kadar Gas Buang CO Pada Sepeda Motor Matic Berbasis Arduino Dengan Sensor MQ-7

BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Gas Buang Kendaraan
Berbagai transportasi yang berkembang pesat di zaman sekarang
diantaranya pesawat terbang, kapal, kerata api, mobil dan sepeda motor sangat
membantu manusia dalam beraktifitas. Kendaraan bermotor merupakan sarana
yang tepat untuk memudahkan bepergian ke tempat tujuan dengan cepat dan
efisien. Tanpa disadari, kendaraan bermotor juga memiliki dampak yang begitu
luar biasa pada manusia. Seperti meningkatnya kemacetan dan tingginya kadar
polutan udara akibat berbagai pencemaran dari gas buang kendaraan bermotor.
Emisi gas buang merupakan sisa hasil pembakaran mesin kendaraan, baik
itu perahu/kapal, pesawat terbang dan kendaraan beroda, yang menggunakan
bahan bakar. Dilihat dari penggunaannya dikalangan masyarakat, emisi gas buang
banyak dihasilkan oleh kendaraan bermotor khususnya pada sepeda motor. Perlu
diketahui bahwa dalam gas buang sepeda motor terdapat berbagai komponen yang
berbahaya bagi tubuh manusia. Diantaranya gas Karbon monoksida (CO), Timbal
(Pb), gas Karbon dioksida (CO2), Nitrogen Oksida (NO) serta kabut karbon.
Pada perancangan alat pendeteksi kadar gas buang sepeda motor ini
senyawa yang akan diuji yaitu Karbon monoksida (CO).

Gambar 2.1 Skematik Tata Letak Alat

6
Universitas Sumatera Utara

2.1.1 Karbon Monoksida (CO)
Karbon monoksida, rumus kimia CO, adalah gas yang tak berwarna, tak
berbau, dan tak berasa. Ia terdiri dari satu atom karbon yang secara kovalen
berikatan dengan satu atom oksigen. Dalam ikatan ini, terdapat dua ikatan kovalen
dan satu ikatan kovalen koordinasi antara atom karbon dan oksigen.
Senyawa karbon monoksida (CO) mempunyai potensi bersifat racun
yang berbahaya karena mampu membentuk ikatan yang kuat dengan pigmen
darah yaitu hemoglobin.
Karbon monoksida (CO) diketahui dapat mempengaruhi kerja jantung
(sistem kardiovaskuler), sistem syaraf pusat, janin, dan semua organ tubuh
yang peka terhadap kekurangan oksigen.
Sesuai dengan ISPU (Indeks Standar Pencemaran Udara) Nomor KEP107/KABAPEDAL/11/1997 pasal 9 menyatakan bahwa angka dan kategori
indeks standar pencemaran udara untuk gas karbon monoksida adalah sebagai
berikut.
Tabel 2.1 Kadar CO Dan Kategori ISPU Untuk Gas Karbon Monoksida

Kategori

Kadar CO (dalam ppm)

Baik

0-50 ppm

Sedang

51-100 ppm

Tidak sehat

101-199 ppm

Sangat tidak sehat

200-299 ppm

Berbahaya

>300 ppm

7
Universitas Sumatera Utara

2.2 Mikrokontroller Arduino Uno
Arduino adalah sebuah board mikrokontroller yang berbasis ATmega328.
Arduino memiliki 14 pin input/output yang mana 6 pin dapat digunakan sebagai
output PWM, 6 analog input, crystal osilator 16 MHz, koneksi USB, jack power,
kepala ICSP, dan tombol reset. Arduino mampu men-support mikrokontroller;
dapat dikoneksikan dengan komputer menggunakan kabel USB.

Gambar 2.2 Arduino Uno
Arduino memiliki kelebihan tersendiri disbanding board mikrokontroler
yang lain selain bersifat open source, arduino juga mempunyai bahasa
pemrogramanya sendiri yang berupa bahasa C. Selain itu dalam board arduino
sendiri sudah terdapat loader yang berupa USB sehingga memudahkan kita ketika
kita memprogram mikrokontroler didalam arduino. Sedangkan pada kebanyakan

board mikrokontroler yang lain yang masih membutuhkan rangkaian loader
terpisah untuk memasukkan program ketika kita memprogram mikrokontroler.
Port USB tersebut selain untuk loader ketika memprogram, bisa juga difungsikan
sebagai port komunikasi serial.
Arduino menyediakan 20 pin I/O, yang terdiri dari 6 pin input analog dan
14 pin digital input/output. Untuk 6 pin analog sendiri bisa juga difungsikan
sebagai output digital jika diperlukan output digital tambahan selain 14 pin yang

8
Universitas Sumatera Utara

sudah tersedia. Untuk mengubah pin analog menjadi digital cukup mengubah
konfigurasi pin pada program.
Dalam board kita bisa lihat pin digital diberi keterangan 0-13, jadi untuk
menggunakan pin analog menjadi output digital, pin analog yang pada keterangan
board 0-5 kita ubah menjadi pin 14-19. dengan kata lain pin analog 0-5 berfungsi
juga sebagi pin output digital 14-16. Sifat open source arduino juga banyak
memberikan keuntungan tersendiri untuk kita dalam menggunakan board ini,
karena dengan sifat open source komponen yang kita pakai tidak hanya
tergantung pada satu merek, namun memungkinkan kita bisa memakai semua

komponen yang ada dipasaran. Bahasa pemrograman arduino merupakan bahasa
C yang sudah disederhanakan syntax bahasa pemrogramannya sehingga
mempermudah kita dalam mempelajari dan mendalami mikrokontroller. Deskripsi
Arduino UNO:
Tabel 2.2 Deskripsi Arduino

9
Universitas Sumatera Utara

2.2.1 Daya (Power)
Arduino UNO dapat disuplai melalui koneksi USB atau dengan sebuah
power suplai eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Suplai eksternal
(non-USB) dapat diperoleh dari sebuah adaptor AC ke DC atau battery. Adaptor
dapat dihubungkan dengan mencolokkan sebuah center-positive plug yang
panjangnya 2,1 mm ke power jack dari board. Kabel lead dari sebuah battery
dapat dimasukkan dalam header/kepala pin Ground (Gnd) dan pin Vin dari
konektor POWER. Board Arduino UNO dapat beroperasi pada sebuah suplai
eksternal 6 sampai 20 Volt. Jika disuplai dengan yang lebih kecil dari 7 V, kiranya
pin 5 Volt mungkin mensuplai kecil dari 5 Volt dan board Arduino UNO bisa
menjadi tidak stabil. Jika menggunakan suplai yang lebih dari besar 12 Volt,

voltage regulator bisa kelebihan panas dan membahayakan board Arduino UNO.
Range yang direkomendasikan adalah 7 sampai 12 Volt. Pin-pin dayanya adalah
sebagai berikut:
 VIN. Tegangan input ke Arduino board ketika board sedang menggunakan
sumber suplai eksternal (seperti 5 Volt dari koneksi USB atau sumber tenaga
lainnya yang diatur). Kita dapat menyuplai tegangan melalui pin ini, atau jika
penyuplaian tegangan melalui power jack, aksesnya melalui pin ini.
 5V. Pin output ini merupakan tegangan 5 Volt yang diatur dari regulator pada
board. Board dapat disuplai dengan salah satu suplai dari DC power jack (712V), USB connector (5V), atau pin VIN dari board (7-12). Penyuplaian
tegangan melalui pin 5V atau 3,3V membypass regulator, dan dapat
membahayakan board. Hal itu tidak dianjurkan.

10
Universitas Sumatera Utara

 3,3V. Sebuah suplai 3,3 Volt dihasilkan oleh regulator pada board. Arus
maksimum yang dapat dilalui adalah 50 mA.
 GND. Pin ground.

2.2.2 Memori

ATmega328 mempunyai 32 KB (dengan 0,5 KB digunakan untuk
bootloader). ATmega 328 juga mempunyai 2 KB SRAM dan 1 KB EEPROM
(yang dapat dibaca dan ditulis (RW/read and written) dengan EEPROM library).

2.2.3 Input dan Output
Setiap 14 pin digital pada Arduino Uno dapat digunakan sebagai input dan
output, menggunakan fungsi pinMode(),digitalWrite(), dan digitalRead(). Fungsifungsi tersebut beroperasi di tegangan 5 Volt. Setiap pin dapat memberikan atau
menerima suatu arus maksimum 40 mA dan mempunyai sebuah resistor pull-up
(terputus secara default) 20-50 kOhm. Selain itu, beberapa pin mempunyai fungsifungsi spesial:
 Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan memancarkan
(TX) serial data TTL (Transistor-Transistor Logic). Kedua pin ini dihubungkan
ke pin-pin yang sesuai dari chip Serial Atmega8U2 USB-ke-TTL.
 External Interrupts: 2 dan 3. Pin-pin ini dapat dikonfigurasikan untuk dipicu
sebuah interrupt (gangguan) pada sebuah nilai rendah, suatu kenaikan atau
penurunan

yang

besar,

atau

suatu

perubahan

nilai.

Lihat

fungsi

attachInterrupt() untuk lebih jelasnya.

11
Universitas Sumatera Utara

 PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Memberikan 8-bit PWM output dengan fungsi
analogWrite().
 SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin-pin ini mensupport

komunikasi SPI menggunakan SPI library.
 LED: 13. Ada sebuah LED yang terpasang, terhubung ke pin digital 13. Ketika
pin bernilai HIGH LED menyala, ketika pin bernilai LOW LED mati.
Arduino UNO mempunyai 6 input analog, diberi label A0 sampai A5,
setiapnya memberikan 10 bit resolusi (contohnya 1024 nilai yang berbeda).
Secara default, 6 input analog tersebut mengukur dari ground sampai tegangan 5
Volt, dengan itu mungkin untuk mengganti batas atas dari rangenya dengan
menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference(). Di sisi lain, beberapa pin
mempunyai fungsi spesial:
 TWI: pin A4 atau SDA dan pin A5 atau SCL. Mensupport komunikasi TWI
dengan menggunakan Wire library
Ada sepasang pin lainnya pada board:
 AREF.

Referensi

tegangan

untuk

input

analog.

Digunakan

dengan

analogReference().
 Reset. Membawa saluran ini LOW untuk mereset mikrokontroler. Secara
khusus, digunakan untuk menambahkan sebuah tombol reset untuk melindungi
yang memblock sesuatu pada board.

2.2.4 Komunikasi
Arduino UNO mempunyai sejumlah fasilitas untuk komunikasi dengan
sebuah komputer, Arduino lainnya atau mikrokontroler lainnya. Atmega 328

12
Universitas Sumatera Utara

menyediakan serial komunikasi UART TTL (5V), yang tersedia pada pin digital 0
(RX) dan 1 (TX). Sebuah Atmega 16U2 pada channel board serial komunikasinya
melalui USB dan muncul sebagai sebuah port virtual ke software pada komputer.
Firmware 16U2 menggunakan driver USB COM standar, dan tidak ada driver
eksternal yang dibutuhkan. Bagaimanapun, pada Windows, sebuah file inf pasti
dibutuhkan.

Software

Arduino

mencakup

sebuah

serial

monitor

yang

memungkinkan data tekstual terkirim ke dan dari board Arduino. LED RX dan
TX pada board akan menyala ketika data sedang ditransmit melalui chip USB-toserial dan koneksi USB pada komputer (tapi tidak untuk komunikasi serial pada
pin 0 dan 1). Sebuah Software Serial library memungkinkan untuk komunikasi
serial pada beberapa pin digital UNO. Atmega328 juga mensupport komunikasi
I2C (TWI) dan SPI.

2.2.5 Programming
Arduino UNO dapat diprogram dengan software Arduino (download).
Pilih “Arduino Uno dari menu Tools > Board(termasuk mikrokontroler pada
board). Untuk lebih jelas, lihat referensi dan tutorial. ATmega328 pada Arduino
Uno hadir dengan sebuah bootloader yang memungkinkan kita untuk mengupload
kode baru ke ATmega328 tanpa menggunakan pemrogram hardware eksternal.
ATmega328 berkomunikasi menggunakan protokol STK500 asli (referensi, file C
header).
Kita juga dapat membypass bootloader dan program mikrokontroler
melalui kepala/header ICSP (In-Circuit Serial Programming); lihat instruksi untuk
lebih jelas. Sumber kode firmware ATmega16U2 (atau 8U2 pada board revisi 1

13
Universitas Sumatera Utara

dan revisi 2) tersedia. ATmega16U2/8U2 diload dengan sebuah bootloader DFU,
yang dapat diaktifkan dengan:
 Pada board Revisi 1: Dengan menghubungkan jumper solder pada belakang
board (dekat peta Italy) dan kemudian mereset 8U2
 Pada board Revisi 2 atau setelahnya: Ada sebuah resistor yang menarik garis
HWB 8U2/16U2 ke ground, dengan itu dapat lebih mudah untuk meletakkan
ke dalam mode DFU. Kita dapat menggunakan software Atmel’s FLIP
(Windows) atau pemrogram DFU (Mac OS X dan Linux) untuk meload sebuah
firmware baru. Atau kita dapat menggunakan header ISP dengan sebuah
pemrogram eksternal (mengoverwrite bootloader DFU). Lihat tutorial usercontributed ini untuk informasi selengkapnya.

2.2.6 Bahasa Pemograman Arduino
Seperti

yang

telah

dijelaskan

diatas

program

Arduino

sendiri

menggunakan bahasa C. walaupun banyak sekali terdapat bahasa pemrograman
tingkat tinggi (high level language) seperti pascal, basic, cobol, dan lainnya.
Walaupun demikian, sebagian besar dari para programer profesional masih tetap
memilih bahasa C sebagai bahasa yang lebih unggul, berikut alasan-alasannya:
 Bahasa C merupakan bahasa yang powerful dan fleksibel yang telah terbukti
dapat menyelesaikan program-program besar seperti pembuatan sistem operasi,
pengolah gambar (seperti pembuatan game) dan juga pembuatan kompilator
bahasa pemrograman baru.
 Bahasa C merupakan bahasa yang portabel sehingga dapat dijalankan di
beberapa sistem operasi yang berbeda. Sebagai contoh program yang kita tulis

14
Universitas Sumatera Utara

dalam sistem operasi windows dapat kita kompilasi didalam sistem operasi
linux dengan sedikit ataupun tanpa perubahan sama sekali.
 Bahasa C merupakan bahasa yang sangat populer dan banyak digunakan oleh
programer berpengalaman sehingga kemungkinan besar library pemrograman
telah banyak disediakan oelh pihak luar/lain dan dapat diperoleh dengan
mudah.
 Bahasa C merupakan bahasa yang bersifat modular, yaitu tersusun atas rutinrutin tertentu yang dinamakan dengan fungsi (function) dan fungsi-fungsi
tersebut dapat digunakan kembali untuk pembuatan program-program lainnya
tanpa harus menulis ulang implementasinya.
 Bahasa C merupakan bahasa tingkat menengah (middle level language)
sehingga mudah untuk melakukan interface (pembuatan program antar muka)
ke perangkat keras.
 Struktur penulisan program dalam bahasa C harus memiliki fungsi utama, yang
bernama main(). Fungsi inilah yang akan dipanggil pertama kali pada saat
proses eksekusi program. Artinya apabila kita mempunyai fungsi lainselain
fungsi utama, maka fungsi lain tersebut baru akan dipanggil pada saat
digunakan. Oleh karena itu bahasa C merupakan bahasa prosedural yang
menerapakan konsep runtutan (program dieksekusi per baris dari atas ke bawah
secara berurutan), maka apabila kita menuliskan fungsi-fungsi lain tersebut
dibawah fungsi utama, maka kita harus menuliskan bagian prototipe
(prototype), hal ini dimaksudkan untuk mengenalkan terlebih dahulu kepada
kompiler daftar fungsi yang akan digunakan di dalam program. Namun apabila

15
Universitas Sumatera Utara

kita menuliskan fungsi-fungsi lain tersebut diatas atau sebelum fungsi utama,
maka kita tidak perlu lagi untuk menuliskan bagian prototipe diatas.

2.2.7 Reset Otomatis (Software)
Dari pada mengharuskan sebuah penekanan fisik dari tombol reset
sebelum sebuah penguploadan, Arduino Uno didesain pada sebuah cara yang
memungkinkannya untuk direset dengan software yang sedang berjalan pada pada
komputer yang sedang terhubung. Salah satu garis kontrol aliran hardware (DTR)
dari ATmega8U2/16U2 dihubungkan ke garis reset dari ATmega328 melalui
sebuah kapasitor 100 nanofarad. Ketika saluran ini dipaksakan (diambil rendah),
garis reset jatuh cukup panjang untuk mereset chip. Software Arduino
menggunakan kemampuan ini untuk memungkinkan kita untuk mengupload kode
dengan mudah menekan tombol upload di software Arduino. Ini berarti bahwa
bootloader dapat mempunyai sebuah batas waktu yang lebih singkat, sebagai
penurunan dari DTR yang dapat menjadi koordinasi yang baik dengan memulai
penguploadan.
Pengaturan ini mempunyai implikasi. Ketika Arduino Uno dihubungkan
ke sebuah komputer lain yang sedang running menggunakan OS Mac X atau
Linux, Arduino Uno mereset setiap kali sebuah koneksi dibuat dari software
(melalui USB). Untuk berikutnya, setengah-detik atau lebih, bootloader sedang
berjalan pada Arduino UNO.
Ketika Arduino UNO diprogram untuk mengabaikan data yang cacat/salah
(contohnya apa saja selain sebuah penguploadan kode baru) untuk menahan
beberapa bit pertama dari data yang dikirim ke board setelah sebuah koneksi

16
Universitas Sumatera Utara

dibuka. Jika sebuah sketch sedang berjalan pada board menerima satu kali
konfigurasi atau data lain ketika sketch pertama mulai, memastikan bahwa
software yang berkomunikasi menunggu satu detik setelah membuka koneksi dan
sebelum mengirim data ini.
Arduino Uno berisikan sebuah jejak yang dapat dihapus untuk mencegah
reset otomatis. Pad pada salah satu sisi dari jejak dapat disolder bersama untuk
mengaktifkan kembali. Pad itu diberi label “RESET-RN” Kita juga dapat
menonaktifkan reset otomatis dengan menghubungkan sebuah resistor 110 ohm
dari tegangan 5V ke garis reset; lihat thread forum ini untuk lebih jelasnya.

2.2.8 Proteksi Arus lebih USB
Arduino UNO mempunyai sebuah sebuah sekring reset yang memproteksi
port USB komputer dari hubungan pendek dan arus lebih. Walaupun sebagian
besar komputer menyediakan proteksi internal sendiri, sekring menyediakan
sebuah proteksi tambahan. Jika lebih dari 500 mA diterima port USB, sekring
secara otomatis akan memutuskan koneksi sampai hubungan pendek atau
kelebihan beban hilang.

2.2.9 Karakteristik Fisik
Panjang dan lebar maksimum dari PCB Arduino UNO masing-masingnya adalah
2.7 dan 2.1 inci, dengan konektor USB dan power jack yang memperluas
dimensinya. Empat lubang sekrup memungkinkan board untuk dipasangkan ke
sebuah permukaan atau kotak. Sebagai catatan, bahwa jarak antara pin digital 7

17
Universitas Sumatera Utara

dan 8 adalah 160 mil. (0.16"), bukan sebuah kelipatan genap dari jarak 100 mil
dari pin lainnya.

2.3 Sensor
Sensor pada dasarnya dapat dipandang sebagai sebuah perangkat atau
device yang berfungsi mengubah suatu besaran fisik menjadi besaran listrik,
sehingga keluarannya dapat diolah dengan rangkaian listrik atau sistem digital.
Berdasarkan variabel yang diindranya, sensor dikatagorikan ke dalam dua jenis:
sensor fisika dan sensor kimia. Sensor Fisika merupakan jenis sensor yang
mendeteksi suatu besaran berdasarkan hukum – hukum fisika, yaitu seperti sensor
cahaya, suara, gaya, kecepatan, percepatan, maupun sensor suhu. Sedangkan jenis
sensor kimia merupakan sensor yang mendeteksi jumlah suatu zat kimia dengan
jalan mengubah besaran kimia menjadi besaran listrik dimana didalamnya
dilibatkan beberapa reaksi kimia, seperti misalnya pada sensor pH, sensor
oksigen, sensor ledakan, dan sensor gas.

2.3.1 Sensor MQ 7
Sensor MQ-7 merupakan sensor gas karbon monoksida (CO) yang
berfungsi untuk mengukur konsentrasi gas karbon monoksida (CO). Sensor ini
memiliki sensitivitas tinggi dan waktu respon yang cepat. Keluaran yang
dihasilkan oleh sensor ini adalah berupa sinyal analog. Sensor ini juga
membutuhkan tegangan direct current (DC) sebesar 5V.
Pada sensor ini terdapat nilai resistansi sensor (Rs) yang dapat berubah
bila mendeteksi gas dan juga sebuah pemanas yang digunakan sebagai pembersih

18
Universitas Sumatera Utara

sensor dari kontaminasi udara dari luar. Sensor ini mampu mendeteksi kadar nilai
karbon monoksida dalam udara dengan cakupan antara 10-10000 ppm. Kondisi
lingkungan yang disarankan untuk penggunaan sensor ini adalah : suhu antara -25
hingga 50 derajat celcius, kelembaban tidak lebih dari 95%, dan kadar oksigen
(O2) adalah 21%. Sensor MQ-7 ini memerlukan adjustmen pada tingkat suhu dan
kelembaban tertentu.

Gambar 2.3 Sensor MQ-7
Sensor ini memerlukan tegangan pemanas (power heater) sebesar 5V,
resistansi beban (load resistance), dan keluaran sensor dihubungkan ke pin ADC
(pengubah nilai analog ke digital), sehingga keluaran dapat ditampilkan dalam
bentuk sinyal digital. Maka nilai digital yang berupa keluaran sensor ini dapat
ditampilkan pada penampil cairan kristal penampil (LCD).
Spesifikasi sensor MQ-7:
 Kebutuhan power supply: 60 detik di 5V dan 9 detik di 1.4V
 Pemanasan konsumsi: 350mW
 Jenis antarmuka: Analog
 Pin Definisi: 1-Output 2-GND 3-VCC
 Sensitivitas tinggi terhadap karbon monoksida
 Respon yang cepat
 Kehidupan yang stabil dan panjang

19
Universitas Sumatera Utara

2.4 Liquid Crystal Display (LCD)
Liquid crystal display adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan
kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang
misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, atau pun layar komputer.

Gambar 2.4 LCD 2x16
LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan
untuk menampilkan status kerja alat. Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini
adalah:
 Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.
 Mempunyai 192 karakter tersimpan.
 Terdapat karakter generator terprogram.
 Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.
 Dilengkapi dengan back light.

20
Universitas Sumatera Utara

2.4.1 Konfigurasi LCD 2 x 16
Tabel 2.3 Konfigurasi LCD

2.4.2 Prinsip Kerja LCD
Cara kerja LCD adalah Pada aplikasi umumnya RW diberi logika rendah
“0”. Bus data terdiri dari 4-bit atau 8-bit. Jika jalur data 4-bit maka yang
digunakan ialah DB4 sampai dengan DB7. Sebagaimana terlihat pada table
diskripsi, interface LCD merupakan sebuah parallel bus, dimana hal ini sangat
memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke
LCD. Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8-bit dikirim ke LCD secara 4-bit
atau 8 bit pada satu waktu. Jika mode 4-bit yang digunakan, maka 2 nibble data
dikirim untuk membuat sepenuhnya 8-bit (pertama dikirim 4-bit MSB lalu 4-bit
LSB dengan pulsa clock EN setiap nibblenya). Jalur kontrol EN digunakan untuk
memberitahu LCD bahwa mikrokontroller mengirimkan data ke LCD. Untuk

21
Universitas Sumatera Utara

mengirim data ke LCD program harus menset EN ke kondisi high “1” dan
kemudian menset dua jalur kontrol lainnya (RS dan R/W) atau juga mengirimkan
data ke jalur data bus.
Mode 8-bit sangat baik digunakan ketika kecepatan menjadi keutamaan
dalam sebuah aplikasi dan setidaknya minimal tersedia 11 pin I/O (3 pin untuk
kontrol, 8 pin untuk data). Sedangkan mode 4 bit minimal hanya membutuhkan 7bit (3 pin untuk kontrol, 4 pin untuk data). Bit RS digunakan untuk memilih
apakah data atau instruksi yang akan ditransfer antara mikrokontroller dan LCD.
Jika bit ini di set (RS = 1), maka byte pada posisi kursor LCD saat itu dapat
dibaca atau ditulis. Jika bit ini di reset (RS = 0), merupakan instruksi yang dikirim
ke LCD atau status eksekusi dari instruksi terakhir yang dibaca.

2.5 Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk
mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja
buzzer hampir sama dengan loud speaker, 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).

22
Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.5 Buzzer
Buzzer elektronik ini dapat diciptakan dengan merangkaikan beberapa
komponen yang pada prinsipnya alat ini dapat menimbulkan pulsa dimana arus
listrik adalah sebagai indikator terciptanya pulsa tersebut.

2.6 Light Emitting Diode (LED)
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen
elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan
tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan
semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung
pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat
memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering
kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat
elektronik lainnya.
LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat
dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda
dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak
menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh karena itu, saat ini LED

23
Universitas Sumatera Utara

(Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai
lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

Gambar 2.6 Light Emitting Diode (LED)
Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang
terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang
memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya
akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari
Anoda menuju ke Katoda.
LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga
menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam
semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity)
pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan
yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari
Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan
berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang
bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan
melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna). LED
atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju
ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah Energi
Listrik menjadi Energi Cahaya.

24
Universitas Sumatera Utara

Untuk mengetahui polaritas terminal Anoda (+) dan Katoda (-) pada LED.
Kita dapat melihatnya secara fisik berdasarkan gambar diatas. Ciri-ciri Terminal
Anoda pada LED adalah kaki yang lebih panjang dan juga Lead Frame yang lebih
kecil. Sedangkan ciri-ciri Terminal Katoda adalah Kaki yang lebih pendek dengan
Lead Frame yang besar serta terletak di sisi yang Flat.

2.7 Resistor
Konsep resistansi sebagai suatu yang melawan arus. Bentuk-bentuk
resistor konvensional mengikuti suatu hukum garis lurus ketika tegangan diplot
terhadap arus dan ini memungkinkan kita untuk menggunakan resistor sebagai
suatu sarana untuk mengkonveksi arus menjadi jatuh tegangan dan sebaliknya.
Karena itu resistor merupakan sarana untuk mengkontrol arus dan tegangan yang
bekerja dalam rangkaian-rangkaian elektronika. Resistor juga dapat berperan
sebagai beban untuk mensimulasi keberadaan suatu rangkaian selama pengujian.

Gambar 2.7 Resistor
Spesifikasi-spesifikasi untuk suatu resistor umumnya meliputi nilai
resistansi (dinyatakan dalam ohm (Ω), kilohm (kΩ) atau megaohm (MΩ)), nilai
ketepatan atau toleransi (dinyatakan sebagai penyimpangan maksimum yang
diizinkan dari nilai yang tertera), dan rating daya (yang harus sama dengan atau
lebih besar daripada disipasi daya maksimumnya).

25
Universitas Sumatera Utara

Nilai yang tertera pada suatu resistor bukanlah resistansi eksaknya.
Penyimpangan-penyimpangan kecil dalam nilai resistansi pasti selalu terjadi
akibat adanya toleransi produksi. Resistor tersedia dalam beberapa seri yang nilainilainya merupakan kelipatan sepuluh, dimana jumlah nilai yang diberikan setiap
seri ditentukan oleh toleransinya. Untuk mencakup kisaran nilai resistansi yang
sepenuhnya menggunakan resistor yang bertoleransi ±20%, kita harus
menyediakan enam nilai dasar.
Rating daya resistor berkaitan dengan suhu operasi dan resistor akan
mengalami penurunan rating pada suhu yang tinggi. Jika keandalan merupakan
hal yang penting, resistor harus dioperasikan jauh dibawah nilai normal disipasi
daya maksimumnya.
Resistor karbon dan resistor oksida logam umumnya ditera dengan kodekode warna yang menunjukkan nilai dan toleransinya. Ada dua metode
pengkodean warna yang umumnya digunakan. Yang satu adalah dengan
menggunakan empat cincin warna dan yang lain menggunakan lima cincin warna.

2.8 Adaptor
Adaptor merupakan alat atau jembatan untuk menyambungkan sumber
tegangan DC. Tegangan DC ini dibutuhkan oleh berbagai macam rangkaian
elektronik untuk dapat dioperasikan. Seperti halnya adaptor/ power supply yang
digunakan pada hiasan lampu akrilik. Rangkaian inti dari adaptor/ power supply
adalah suatu rangkaian penyearah yaitu rangkaian yang mengubah sinyal bolakbalik (AC) menjadi sinyal searah (DC). Proses pengubahan dimulai dari penyearah oleh diode, penghalusan tegangan kerut (Ripple Viltage Filter) dengan

26
Universitas Sumatera Utara

menggunakan condensator dan pengaturan (regulasi) oleh rangkaian regulator.
Pengaturan meliputi pengubahan tingkat tegangan atau arus. Pada teknik regulasi
pada pembuatan adaptor, kita mengenal teknik regulasi daya linier dan teknik
regulasi switching. Sistem rangkaian penyearah ada 4 fungsi dasar yaitu:
 Tranformasi (travo) tegangan yang diperlukan untuk menurunkan tegangan
yang diinginkan.
 Rangkaian penyearah, rangkaian ini untuk mengubah tingkat tegangan arus
bolak balik ke arus searah.
 Filter (Condesator), merupakan rangkaian untuk memproses fluktuasi
penyearah yang menghasilkan keluaran tegangan DC yang lebih rata.
 Regulasi adalah parameter yang sangat penting pada adaptor dan regulator
tegangan dengan bahan bervariasi.
Pada teknologi modern saat ini adaptor/ power supply rata-rata sudah tidak
lagi menggunakan transformator step down, dimana tegangan AC diturunkan
terlebih dahulu melalui sebuah transformator step down keluaran trafo diserahkan
dengan diode dan diratakan dengan kapasitor elekronik (elco).
Adaptor/ power supply sekarang umumnya menggunakan sistem
switching, sinyal AC dari tegangan jala-jala listrik 220V disearahkan lebih dahulu
ketegangan DC melalui sebuah rangkaian diode penyearah dan elco. Tegangan
DC hasil penyearah ini kemudian disaklar on-off secara terus menerus dengan
frekuensi tertentu sehingga memungkinkan nilai indikator dari trafo menjadi kecil.
Hal ini khususnya untuk memperkecil ukuran power supply.

27
Universitas Sumatera Utara