ATMega 328 Chapter II

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Mikrokontroller

Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah

chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil

RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input output.

Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang

mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis

dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca

dan menulis data. Sekedar contoh, bayangkan diri Anda saat mulai belajar

membaca dan menulis, ketika Anda sudah bisa melakukan hal itu Anda bisa

membaca tulisan apapun baik buku, cerpen, artikel dan sebagainya, dan Andapun

bisa pula menulis hal-hal sebaliknya. Begitu pula jika Anda sudah mahir

membaca dan menulis data maka Anda dapat membuat program untuk membuat

suatu sistem pengaturan otomatik menggunakan mikrokontroler sesuai keinginan

Anda. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk

mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya.

Secara harfiahnya bisa disebut “pengendali kecil” dimana sebuah sistem

elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen

pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya

terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini.

Mikrokonktroler digunakan dalam produk dan alat yang dikendalikan secara

automatis, seperti sistem kontrol mesin, remote controls, mesin kantor, peralatan

Universitas Sumatera Utara

rumah tangga, alat berat, dan mainan. Dengan mengurangi ukuran, biaya, dan

konsumsi tenaga dibandingkan dengan mendesain menggunakan mikroprosesor

memori, dan alat input output yang terpisah, kehadiran mikrokontroler membuat

kontrol elektrik untuk berbagai proses menjadi lebih ekonomis. Dengan

penggunaan mikrokontroler ini maka :

• Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas

• Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar

dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi

• Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak

Agar sebuah mikrokontroler dapat berfungsi, maka mikrokontroler tersebut

memerlukan komponen eksternal yang kemudian disebut dengan sistem

minimum. Untuk membuat sistem minimal paling tidak dibutuhkan sistem clock

dan reset, walaupun pada beberapa mikrokontroler sudah menyediakan sistem

clock internal, sehingga tanpa rangkaian eksternal pun mikrokontroler sudah

beroperasi.

Yang dimaksud dengan sistem minimal adalah sebuah rangkaian mikrokontroler

yang sudah dapat digunakan untuk menjalankan sebuah aplikasi. Sebuah IC

mikrokontroler tidakakan berarti bila hanya berdiri sendiri. Pada dasarnya sebuah

sistem minimal mikrokontroler AVR memiliki prinsip yang sama.

Universitas Sumatera Utara

2.1.1 Fitur AVR ATMega328

ATMega328 adalah mikrokontroller keluaran dari atmel yang

mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang

dimana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC

(Completed Instruction Set Computer).

Mikrokontroller ini memiliki beberapa fitur antara lain :

130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu

siklus clock.

32 x 8-bit register serba guna.

Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.

32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang

menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.

Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read

Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data

semi permanent karena EEPROM tetap dapat menyimpan data

meskipun catu daya dimatikan.

Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.

Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM

(Pulse Width Modulation) output.

Master / Slave SPI Serial interface.

Mikrokontroller ATmega 328 memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan

memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat

memaksimalkan kerja dan parallelism.

Universitas Sumatera Utara

Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal,

dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari

memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat

dieksekusi dalam setiap satu siklus clock. 32 x 8-bit register serba guna digunakan

untuk mendukung operasi pada ALU ( Arithmatic Logic unit ) yang dapat

dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serbaguna ini dapat digunakan sebagai

3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tidak langsung untuk

mengambil data pada ruang memori data.

Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X ( gabungan

R26 dan R27 ), register Y ( gabungan R28 dan R29 ), dan register Z ( gabungan

R30 dan R31 ). Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit. Setiap

alamat memori program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit.

Selain register serba guna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan

teknik memory mapped I/O selebar 64 byte. Beberapa register ini digunakan untuk

fungsi khusus antara lain sebagai register control Timer/ Counter, Interupsi, ADC,

USART, SPI, EEPROM, dan fungsi I/O lainnya. Register – register ini

menempati memori pada alamat 0x20h – 0x5Fh.

Universitas Sumatera Utara

Berikut ini adalah tampilan architecture ATmega 328 :

Gambar 2.1.1a Architecture ATmega328

Universitas Sumatera Utara

2.1.2 Konfigurasi PIN ATMega328

Gambar 2.1.2a Konfigurasi Pin ATMega328

Table 2.1.2b Konfigurasi Port B

Universitas Sumatera Utara

Table 2.1.2c Konfigurasi Port C

Tabel 2.1.2d Konfigurasi Port D

Universitas Sumatera Utara

2.2 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 2.2a Board Arduino ATmega328

Apakah arduino? Arduino adalah merupakan sebuah board minimum

system mikrokontroler yang bersifat open source. Didalam rangkaian board

arduino terdapat mikrokontroler AVR seri ATMega 328 yang merupakan produk

dari Atmel.

Universitas Sumatera Utara

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

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 mikrokontro

Universitas Sumatera Utara

Berikut ini adalah konfigurasi dari arduino duemilanove 328 :

Mikronkontroler ATmega328

Beroperasi pada tegangan 5V

Tegangan input (rekomendasi) 7 - 12V

Batas tegangan input 6 - 20V

Pin digital input/output 14 (6 mendukung output PWM)

Pin analog input 6

Arus pin per input/output 40 mA

Arus untuk pin 3.3V adalah 50 mA

Flash Memory 32 KB (ATmega328) yang mana 2 KB digunakan oleh

bootloader

SRAM 2 KB (ATmega328)

EEPROM 1KB (ATmega328)

Kecepatan clock 16 MHz

• Power

Arduino dapat diberikan power melalui koneksi USB atau power supply.

Powernya diselek secara otomatis. Power supply dapat menggunakan adaptor DC

atau baterai. Adaptor dapat dikoneksikan dengan mencolok jack adaptor pada

koneksi port input supply. Board arduino dapat dioperasikan menggunakan supply

dari luar sebesar 6 - 20 volt. Jika supply kurang dari 7V, kadangkala pin 5V akan

menyuplai kurang dari 5 volt dan board bisa menjadi tidak stabil. Jika

menggunakan lebih dari 12 V, tegangan di regulator bisa menjadi sangat panas

dan menyebabkan kerusakan pada board. Rekomendasi tegangan ada

Universitas Sumatera Utara

pada 7 sampai 12 volt.

Penjelasan pada pin power adalah sebagai berikut :

Vin

Tegangan input ke board arduino ketika menggunakan tegangan

dari luar (seperti yang disebutkan 5 volt dari koneksi USB atau

tegangan yang diregulasikan). Pengguna dapat memberikan

tegangan melalui pin ini, atau jika tegangan suplai menggunakan

power jack, aksesnya menggunakan pin ini.

5V

Regulasi power supply digunakan untuk power mikrokontroller

dan komponen lainnya pada board. 5V dapat melalui Vin

menggunakan regulator pada board, atau supply oleh USB atau

supply regulasi 5V lainnya.

3V3

Suplai 3.3 volt didapat oleh FTDI chip yang ada di board. Arus

maximumnya adalah 50mA

Pin Ground

berfungsi sebagai jalur ground pada arduino

Universitas Sumatera Utara

• Memori

ATmega328 memiliki 32 KB flash memori untuk menyimpan kode, juga 2

KB yang digunakan untuk bootloader. ATmega328 memiliki 2 KB untuk

SRAM dan 1 KB untuk EEPROM.

• Input dan Output

Setiap 14 pin digital pada arduino dapat digunakan sebagai input atau

output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead().

Input/output dioperasikan pada 5 volt. Setiap pin dapat menghasilkan atau

menerima maximum 40 mA dan memiliki internal pull-up resistor

(disconnected oleh default) 20-50 KOhms.

Beberapa pin memiliki fungsi sebagai berikut :

Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan

mengirim (TX) TTL data serial. Pin ini terhubung pada pin yang

koresponding dari USB FTDI ke TTL chip serial.

Interupt eksternal : 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasikan untuk

trigger sebuah interap pada low value, rising atau falling edge, atau

perubahan nilai.

PWM : 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Mendukung 8-bit output PWM

dengan fungsi analogWrite().

SPI : 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mensuport

komunikasi SPI, yang mana masih mendukung hardware, yang

tidak termasuk pada bahasa arduino.

Universitas Sumatera Utara

LED : 13. Ini adalah dibuat untuk koneksi LED ke digital pin 13.

Ketika pin bernilai HIGH, LED hidup, ketika pin LOW, LED mati.

2.2.1 Manfaat KIT Arduino Uno

Arduino Uno adalah KIT Elektronik atau papan rangkaian

elektronik open. Source yang didalamnya terdapat komponen utama yaitu

sebuah Chip. Mikrokontroller dengan jenis AVR dari Perusahaan Atmel.

Arduino Uno adalah sebuah board Mikrokontroller yang berbaris Atmega

3288. Arduino Uno memiliki 4 PIN. Input/output yang mana 6 PIN dapt

digunakan sebagai output PWM, 6 analog Input, crystal osilator 16 MHz,

koneksi USB, Jack Power, Kepala ICSP, dan tombol Reset. Arduino Uno

mampu men-suport Mikrokontroller, dapat dikoneksikan dengan komputer

menggunakan kabel USB.

2.2.2 Komunikasi Arduino Uno

Uno Arduino memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi

dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lain. ATmega328 ini

menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin

digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah ATmega16U2 pada saluran board ini

komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai com port virtual untuk

perangkat lunak pada komputer. Firmware '16U2 menggunakan USB

driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan.

Namun, pada Windows, file. Inf diperlukan. Perangkat lunak Arduino

termasuk monitor serial yang memungkinkan data tekstual sederhana yang

Universitas Sumatera Utara

akan dikirim ke dan dari papan Arduino. RX dan TX LED di papan akan

berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dan

koneksi USB ke komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial pada pin 0

dan 1). Sebuah perpustakaan SoftwareSerial memungkinkan untuk

komunikasi serial pada setiap pin digital Uno itu. ATmega328 ini juga

mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Perangkat lunak Arduino

termasuk perpustakaan Kawat untuk menyederhanakan penggunaan dari

bus I2C, lihat dokumentasi untuk rincian. Untuk komunikasi SPI,

menggunakan perpustakaan SPI.

2.2.3 Tutorial Bahasa Pemograman Arduino

Arduino menggunakan pemrograman dengan bahasa C. Berikut ini

adalah sedikit penjelasan yang ditujukan kepada anda yang hanya

mempunyai sedikit pengalaman pemrograman dan membutuhkan

penjelasan singkat mengenai karakter bahasa C dan software Arduino.

Untuk penjelasan yang lebih mendalam, web Arduino.cc adalah sumber

yang lengkap.

Struktur

Setiap program Arduino (biasa disebut sketch) mempunyai dua

buah fungsi yang harus ada.

Universitas Sumatera Utara

• void setup( )

o Semua kode didalam kurung kurawal akan dijalankan

hanya satu kali ketika program Arduino dijalankan

untuk pertama kalinya.

• void loop( )

o Fungsi ini akan dijalankan setelah setup (fungsi void

setup) selesai. Setelah dijalankan satu kali fungsi ini

akan dijalankan lagi, dan lagi secara terus menerus

sampai catu daya (power) dilepaskan.

Syntax

Berikut ini adalah elemen bahasa C yang dibutuhkan untuk format

penulisan.

• //(komentar satu baris)

o Kadang diperlukan untuk memberi catatan pada diri

sendiri apa arti dari kode-kode yang dituliskan. Cukup

menuliskan dua buah garis miring dan apapun yang kita

ketikkan dibelakangnya akan diabaikan oleh program.

• /* */(komentar banyak baris)

o Jika anda punya banyak catatan, maka hal itu dapat

dituliskan pada beberapa baris sebagai komentar.

Semua hal yang terletak di antara dua simbol tersebut

akan diabaikan oleh program.

• (kurung kurawal)

Universitas Sumatera Utara

o Digunakan untuk mendefinisikan kapan blok program

mulai dan berakhir (digunakan juga pada fungsi dan

pengulangan).

• ;(titk koma)

o Setiap baris kode harus diakhiri dengan tanda titik koma

(jika ada titik koma yang hilang maka program tidak

akan bisa dijalankan).

Variabel

Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai

instruksi untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas. Variabel

inilah yang digunakan untuk memindahkannya.

• int (integer)

o Digunakan untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16

bit). Tidak mempunyai angka desimal dan menyimpan

nilai dari -32,768 dan 32,767.

• long (long)

o Digunakan ketika integer tidak mencukupi lagi.

Memakai 4 byte (32 bit) dari memori (RAM) dan

mempunyai rentang dari -2,147,483,648 dan

2,147,483,647.

• boolean (boolean)

Universitas Sumatera Utara

o Variabel sederhana yang digunakan untuk menyimpan

nilai TRUE (benar) atau FALSE (salah). Sangat berguna

karena hanya menggunakan 1 bit dari RAM.

• float (float)

o Digunakan untuk angka desimal (floating point).

Memakai 4 byte (32 bit) dari RAM dan mempunyai

rentang dari -3.4028235E+38 dan 3.4028235E+38.

• char (character)

o Menyimpan 1 karakter menggunakan kode ASCII

(misalnya ‘A’ = 65). Hanya memakai 1 byte (8 bit) dari

RAM.

Operator Matematika

Operator yang digunakan untuk memanipulasi angka (bekerja

seperti matematika yang sederhana).

• =

o Membuat sesuatu menjadi sama dengan nilai yang lain

(misalnya: x = 10 * 2, x sekarang sama dengan 20).

• %

o Menghasilkan sisa dari hasil pembagian suatu angka

dengan angka yang lain (misalnya: 12 % 10, ini akan

menghasilkan angka 2).

• +

o Penjumlahan

Universitas Sumatera Utara

• -

o Pengurangan

• *

o Perkalian

• /

o Pembagian

Operator Pembanding

Digunakan untuk membandingkan nilai logika.

• ==

o Sama dengan (misalnya: 12 == 10 adalah

FALSE (salah) atau 12 == 12 adalah TRUE

(benar))

• !=

o Tidak sama dengan (misalnya: 12 != 10 adalah

TRUE (benar) atau 12 != 12 adalah FALSE

(salah))

• <

o Lebih kecil dari (misalnya: 12 < 10 adalah

FALSE (salah) atau 12 < 12 adalah FALSE

(salah) atau 12 < 14 adalah TRUE (benar))

Universitas Sumatera Utara

• >

o Lebih besar dari (misalnya: 12 > 10 adalah

TRUE (benar) atau 12 > 12 adalah FALSE

(salah) atau 12 > 14 adalah FALSE (salah))

Struktur Pengaturan

Program sangat tergantung pada pengaturan apa yang akan

dijalankan berikutnya, berikut ini adalah elemen dasar pengaturan (banyak

lagi yang lain dan bisa dicari di internet).

1. if..else, dengan format seperti berikut ini:

if (kondisi)

else if (kondisi)

else

Dengan struktur seperti diatas program akan menjalankan kode

yang ada di dalam kurung kurawal jika kondisinya TRUE, dan jika

tidak (FALSE) maka akan diperiksa apakah kondisi pada else if dan

jika kondisinya FALSE maka kode pada else yang akan dijalankan.

2. for, dengan format seperti berikut ini:

for (int i = 0; i < #pengulangan; i++)

Universitas Sumatera Utara

Digunakan bila anda ingin melakukan pengulangan kode di dalam

kurung kurawal beberapa kali, ganti #pengulangan dengan jumlah

pengulangan yang diinginkan. Melakukan penghitungan ke atas

dengan i++ atau ke bawah dengan i–.

Digital

1. pinMode(pin, mode)

Digunakan untuk menetapkan mode dari suatu pin, pin

adalah nomor pin yang akan digunakan dari 0-19 (pin analog 0-5

adalah 14-19). Mode yang bisa digunakan adalah INPUT atau

OUTPUT.

2. digitalWrite(pin, value)

Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai OUTPUT, pin

tersebut dapat dijadikan HIGH (ditarik menjadi 5 volts) atau LOW

(diturunkan menjadi ground).

3. digitalRead(pin)

Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai INPUT maka anda

dapat menggunakan kode ini untuk mendapatkan nilai pin tersebut

apakah HIGH (ditarik menjadi 5 volts) atau LOW (diturunkan

menjadi ground).

Universitas Sumatera Utara

Analog

Arduino adalah mesin digital tetapi mempunyai kemampuan untuk

beroperasi di dalam alam analog (menggunakan trik). Berikut ini cara

untuk menghadapi hal yang bukan digital.

1. analogWrite(pin, value)

Beberapa pin pada Arduino mendukung PWM (pulse width

modulation) yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, 11. Ini dapat merubah pin

hidup (on)atau mati (off) dengan sangat cepat sehingga

membuatnya dapat berfungsi layaknya keluaran analog. Value

(nilai) pada format kode tersebut adalah angka antara 0 ( 0% duty

cycle ~ 0V) dan 255 (100% duty cycle ~ 5V).

2. analogRead(pin)

Ketika pin analog ditetapkan sebagai INPUT anda dapat

membaca keluaran voltase-nya. Keluarannya berupa angka antara 0

(untuk 0 volts) dan 1024 (untuk 5 volts).

2.3 Modem USB Smartfren Connex

Smartfren Connex Unlimited adalah layanan akses data/internet, dimana

Pengguna dapat melakukan akses data/internet dengan kecepatan akses

data hingga kecepatan tertentu dalam jangka waktu tertentu (“Masa

Aktif”), tanpa ada pembatasan jumlah atau volume data yang dapat

diakses.

Universitas Sumatera Utara

Smartfren menawarkan 3 (tiga) jenis layanan akses data Smartfren Connex

Unlimited, yaitu: (1) Smartfren Connex True Unlimited; (2) SmartFren

Connex Unlimited (Special Program); dan (3) Smartfren Connex Postpaid

Unlimited. Penjelasan mengenai kecepatan akses data, tarif (harian,

mingguan atau bulanan), paket akses data, dan ketentuan lain dari masing-

masing layanan akses data Smartfren Connex Unlimited tersebut dapat

dilihat pada www.smartfren.com.

Untuk menjaga kualitas layanan Smartfren Connex Unlimited dan

menjaga kesetaraan kualitas layanan akses data bagi semua Pengguna

Smartfren, bila volume data/internet yang telah diakses (unduh maupun

unggah) oleh Pengguna (Smartfren Connex Unlimited (Special Program)

dan Smartfren Connex Postpaid Unlimited) telah mencapai jumlah atau

volume data tertentu dalam 1 (satu) hari, maka kecepatan akses

data/internet Pengguna akan disesuaikan hingga kecepatan 153,6 kbps

(Fair Usage Policy / FUP). Kecepatan akses tersebut akan kembali ke

kecepatan semula pada hari berikutnya. Informasi mengenai

jumlah/volume akses data harian yang dikenakan penyesuaian akses data

dapat dibaca di www.smartfren.com. Pengguna dapat mengetahui volume

data/intenet yang telah diakses dengan cara menghubungi customercare

Smartfren di call centre 24 jam di 888 dari nomor Smartfren Anda atau

021 50100000 dari PSTN atau 08811223344 .

Pengguna yang terkena ketentuan penyesuaian kecepatan akses

data/internet pada butir 3.3 di atas (H+0), dapat menikmati kembali

Universitas Sumatera Utara

kecepatan akses data/internet berdasarkan paket Smartfren Connex

Unlimited yang dipilih Pengguna sejak pukul 03.00 di hari berikutnya

(H+1), dengan terlebih dahulu memutuskan sambungan internet

(disconnect) sebelum pukul 03.00 (H+1), dan kemudian menyambungkan

kembali sambungan internet setelah pukul 03.00 (H+1).

2.4 Motor Stepper

Smart Peripheral Controller / SPC STEPPER MOTOR merupakan

pengontrol motor stepper yang menggunakan I2C-bus sebagai jalur penyampaian

data sehingga dapat lebih lebih menghemat dan mempermudah pengkabelan,

selain itu SPC STEPPER MOTOR dapat digunakan secara paralel. Contoh

aplikasi dari SPC STEPPER MOTOR adalah untuk robot, dan sumber gerak

lainnya.

2.4.1 Dasar Operasi Motor Stepper

Motor Stepper beroperasi secara berbeda dari DC motor sikat, yang

berputar ketika tegangan diterapkan pada terminal mereka. Stepper motor,

di sisi lain, secara efektif memiliki beberapa "Bergigi" elektromagnet

diatur di sekitar bagian pokok gigi berbentuk besi. Itu elektromagnet diberi

energi oleh rangkaian kontrol eksternal, seperti mikrokontroler. Untuk

membuat pergantian poros motor, pertama satu elektromagnet diberikan

kekuasaan, yang membuat gigi gear yang magnetis tertarik pada gigi

elektromagnet itu. Ketika gigi gigi yang. Dengan demikian sejalan dengan

elektromagnet pertama, mereka sedikit offset dari berikutnya

Universitas Sumatera Utara

elektromagnet. Jadi ketika elektromagnet berikutnya dihidupkan dan yang

pertama dimatikan,gigi berputar sedikit untuk menyesuaikan dengan yang

berikutnya, dan dari sana proses ini diulang. Masing-masing rotasi sedikit

disebut "langkah", dengan angka integer dari langkah membuat rotasi

penuh. Dengan cara itu, motor dapat dihidupkan dengan sudut yang tepat.

2.4.2 Karakteristik Motor Stepper

o Motor Stepper adalah perangkat daya konstan.

o Seiring dengan peningkatan kecepatan motor, torsi menurun.

(Paling bermotor pameran maksimum torsi ketika stasioner, namun

torsi dari motor ketika stasioner 'memegang torsi' mendefinisikan

kemampuan motor untuk mempertahankan posisi yang diinginkan

sementara di bawah beban eksternal).

o Kurva torsi dapat diperpanjang dengan menggunakan driver yang

membatasi arus dan meningkatkan mengemudi tegangan (kadang-

kadang disebut sebagai sirkuit 'helikopter', ada beberapa dari rak

sopir chip mampu melakukan hal ini dengan cara yang sederhana).

o Steppers menunjukkan getaran lebih dari jenis motor lain, sebagai

langkah diskrit cenderung snap rotor dari satu posisi ke posisi lain

(disebut detent a). Getaran ini membuat stepper ribut daripada

motor DC motor.

o Getaran ini bisa menjadi sangat buruk di beberapa kecepatan dan

dapat menyebabkan motor kehilangan torsi atau kehilangan arah.

Hal ini karena rotor ditahan dalam medan magnet yang berperilaku

Universitas Sumatera Utara

seperti mata air. Pada setiap langkah yang lampaui rotor dan

bounce bolak-balik, "Dering" pada frekuensi resonan. Jika

frekuensi melangkah sesuai dengan resonan

frekuensi kemudian meningkat dering dan motor keluar dari

sinkronisme, sehingga dalam kesalahan posisi atau perubahan arah.

Paling buruk terjadi kerugian total kontrol dan memegang torsi

sehingga motor ini mudah diatasi dengan beban dan berputar

hampir bebas.

o Efeknya dapat dikurangi dengan mempercepat cepat melalui

kecepatan masalah jangkauan, (redaman gesekan) secara fisik

redaman sistem, atau menggunakan mikro-loncatan driver.

o Motor dengan lebih banyak tahapan juga menunjukkan operasi

halus dibandingkan dengan fase lebih sedikit (ini juga dapat

dicapai melalui penggunaan drive loncatan mikro)

2.5 Resistor

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk

membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan

namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon . Dari

hukum Ohms diketahui, resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang

mengalir melaluinya. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau

dilambangkan dengan simbol Ω (Omega).

Universitas Sumatera Utara

Tipe resistor yang umum adalah berbentuk tabung dengan dua kaki

tembaga di kiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang

kode warna untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa

mengukur besarnya dengan Ohmmeter. Kode warna tersebut adalah standar

manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA (Electronic Industries Association) seperti

yang ditunjukkan pada tabel berikut. Waktu penulis masuk pendaftaran kuliah

elektro, ada satu test yang harus dipenuhi yaitu diharuskan tidak buta warna.

Belakangan baru diketahui bahwa mahasiswa elektro wajib untuk bisa membaca

warna gelang resistor (barangkali).

Gambar 2.5a Contoh Resistor

Resistansi dibaca dari warna gelang yang paling depan ke arah gelang

toleransi berwarna coklat, merah, emas atau perak. Biasanya warna gelang

toleransi ini berada pada badan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar

yang lebih menonjol, sedangkan warna gelang yang pertama agak sedikit ke

dalam. Dengan demikian pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi

dari resistor tersebut. Kalau anda telah bisa menentukan mana gelang yang

pertama selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya.

Universitas Sumatera Utara

Jumlah gelang yang melingkar pada resistor umumnya sesuai dengan

besar toleransinya. Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20%

memiliki 3 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Tetapi resistor dengan

toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil) memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang

toleransi). Gelang pertama dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai

satuan, dan gelang terakhir adalah faktor pengalinya.

Misalnya resistor dengan gelang kuning, violet, merah dan emas. Gelang

berwarna emas adalah gelang toleransi. Dengan demikian urutan warna gelang

resitor ini adalah, gelang pertama berwarna kuning, gelang kedua berwana violet

dan gelang ke tiga berwarna merah. Gelang ke empat tentu saja yang berwarna

emas dan ini adalah gelang toleransi. Dari tabel-1 diketahui jika gelang toleransi

berwarna emas, berarti resitor ini memiliki toleransi 5%. Nilai resistansisnya

dihitung sesuai dengan urutan warnanya. Pertama yang dilakukan adalah

menentukan nilai satuan dari resistor ini. Karena resitor ini resistor 5% (yang

biasanya memiliki tiga gelang selain gelang toleransi), maka nilai satuannya

ditentukan oleh gelang pertama dan gelang kedua. Masih dari tabel-1 diketahui

gelang kuning nilainya = 4 dan gelang violet nilainya = 7. Jadi gelang pertama

dan kedua atau kuning dan violet berurutan, nilai satuannya adalah 47. Gelang

ketiga adalah faktor pengali, dan jika warna gelangnya merah berarti faktor

pengalinya adalah 100. Sehingga dengan ini diketahui nilai resistansi resistor

tersebut adalah nilai satuan x faktor pengali atau 47 x 100 = 4.7K Ohm dan

toleransinya adalah 5%.

Universitas Sumatera Utara

Spesifikasi lain yang perlu diperhatikan dalam memilih resitor pada suatu

rancangan selain besar resistansi adalah besar watt-nya. Karena resistor bekerja

dengan dialiri arus listrik, maka akan terjadi disipasi daya berupa panas sebesar

W=I2R watt. Semakin besar ukuran fisik suatu resistor bisa menunjukkan

semakin besar kemampuan disipasi daya resistor tersebut.

Umumnya di pasar tersedia ukuran 1/8, 1/4, 1, 2, 5, 10 dan 20 watt.

Resistor yang memiliki disipasi daya 5, 10 dan 20 watt umumnya berbentuk

kubik memanjang persegi empat berwarna putih, namun ada juga yang berbentuk

silinder. Tetapi biasanya untuk resistor ukuran jumbo ini nilai resistansi dicetak

langsung dibadannya, misalnya 100W5W.

2.6 Kapasitor

Kondensator atau sering disebut sebagai kapasitor adalah suatu alat yang

dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan

ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kondensator memiliki satuan

yang disebut Farad dari nama Michael Faraday. Kondensator juga dikenal sebagai

"kapasitor", namun kata "kondensator" masih dipakai hingga saat ini. Pertama

disebut oleh Alessandro Volta seorang ilmuwan Italia pada tahun 1782 (dari

bahasa Itali condensatore), berkenaan dengan kemampuan alat untuk menyimpan

suatu muatan listrik yang tinggi dibanding komponen lainnya. Kebanyakan bahasa

dan negara yang tidak menggunakan bahasa Inggris masih mengacu pada

perkataan bahasa Italia "condensatore", bahasa Perancis condensateur, Indonesia

dan Jerman Kondensator atau Spanyol Condensador.

Universitas Sumatera Utara

2.6.1 Prinsip dasar dan spesifikasi elektriknya

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan

listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan

oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya

udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi

tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu

kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir

menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke

ujung kutup positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif.

Muatan elektrik ini "tersimpan" selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung

kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya

muatan-muatan positif dan negatif di awan.

Gambar 2.6.1a prinsip dasar kapasitor

Universitas Sumatera Utara

2.6.2 Kapasitansi

Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor

untuk dapat menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18

menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x 1018 elektron. Kemudian Michael

Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki

kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat

muatan elektron sebanyak 1 coulombs. Dengan rumus dapat ditulis :

Q = CV …………….(1)

Q = muatan elektron dalam C (coulombs)

C = nilai kapasitansi dalam F (farads)

V = besar tegangan dalam V (volt)

Dalam praktek pembuatan kapasitor, kapasitansi dihitung dengan

mengetahui luas area plat metal (A), jarak (t) antara kedua plat metal (tebal

dielektrik) dan konstanta (k) bahan dielektrik. Dengan rumusan dapat

ditulis sebagai berikut :

C = (8.85 x 10-12) (k A/t) ...(2)

Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik

yang disederhanakan.

Universitas Sumatera Utara

Udara vakum k = 1

Aluminium oksida k = 8

Keramik k = 100 – 1000

Gelas k = 8

Polyethylene k = 3

Tabel 2.6.2a Tabel Konstanta Bahan Dielektrik

Untuk rangkain elektronik praktis, satuan farads adalah sangat besar

sekali. Umumnya kapasitor yang ada di pasar memiliki satuan uF (10-6 F), nF

(10-9 F) dan pF (10-12 F). Konversi satuan penting diketahui untuk memudahkan

membaca besaran sebuah kapasitor. Misalnya 0.047uF dapat juga dibaca sebagai

47nF, atau contoh lain 0.1nF sama dengan 100p

Universitas Sumatera Utara