Top Banner
5 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM Arsitektur ARM merupakan arsitektur prosesor 32-bit Reduced Instruction Set Computer (RISC) yang dikembangkan oleh ARM Limited[1]. Pada awalnya merupakan prosesor desktop yang sekarang didominasi oleh keluarga x86. Namun desain yang sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah. Prosesor ARM digunakan di berbagai bidang seperti elektronik umum, termasuk PDA, mobile phone, media player, music player, game console genggam, kalkulator dan periperal komputer seperti hard disk drive dan router. Dengan arsitektur RISC, maka pada arsitektur ARM dapat ditemukan fitur seperti kebanyakan arsitektur RISC lainnya seperti: Register file yang berkapasitas besar Arsitektur load/store, dimana operasi pengolahan data hanya beroperasi pada konten register, tidak secara langsung pada konten memori. Addressing mode sederhana, dimana seluruh load/store address ditentukan dari konten register dan field instruksi saja. Arsitektur ARM juga memiliki fitur tambahan seperti: Instruksi yang menggabungkan antara operasi aritmatik dan logika Auto-increment dan auto-decrement addressing mode untuk mengoptimalkan loop program
25

BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

Mar 13, 2019

Download

Documents

lydieu
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

 

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Arsitektur ARM

Arsitektur ARM merupakan arsitektur prosesor 32-bit Reduced Instruction Set

Computer (RISC) yang dikembangkan oleh ARM Limited[1]. Pada awalnya merupakan

prosesor desktop yang sekarang didominasi oleh keluarga x86. Namun desain yang

sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah. Prosesor ARM

digunakan di berbagai bidang seperti elektronik umum, termasuk PDA, mobile phone,

media player, music player, game console genggam, kalkulator dan periperal komputer

seperti hard disk drive dan router.

Dengan arsitektur RISC, maka pada arsitektur ARM dapat ditemukan fitur

seperti kebanyakan arsitektur RISC lainnya seperti:

• Register file yang berkapasitas besar

• Arsitektur load/store, dimana operasi pengolahan data hanya beroperasi pada

konten register, tidak secara langsung pada konten memori.

• Addressing mode sederhana, dimana seluruh load/store address ditentukan dari

konten register dan field instruksi saja.

Arsitektur ARM juga memiliki fitur tambahan seperti:

• Instruksi yang menggabungkan antara operasi aritmatik dan logika

• Auto-increment dan auto-decrement addressing mode untuk mengoptimalkan

loop program

Page 2: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

 

• Penyimpanan banyak instruksi untuk memaksimalkan throuhgput data

• Eksekusi secara kondisional untuk semua instruksi untuk memaksimalkan

throughput eksekusi

Keluarga Versi Arsitektur Inti Fitur Cache (I/D)/Memory management unit

MIPS@MHz

ARM1 ARMv1 (kuno) ARM1 Tidak ada4 MIPS @ 8 MHz0.33DMIPS/MHz

ARMv2a (kuno) ARM250 MEMC (MMU), prosesor grafis dan IO terintegrasi. Menambahkan instruksi SWP and SWPB (swap).

Tidak ada, MEMC1a 7 MIPS @ 12 MHz

12 MIPS @ 25 MHz0.50 DMIPS/MHz

ARM60 Pertama kali mendukung pengalamatan 32-bit. Tidak ada 10 MIPS @ 12 MHzARM600 Penambahan cache dan coprocessor bus (FPA10 floating-

point unit).4 kB unified 28 MIPS @ 33 MHz

17 MIPS @ 20 MHz0.65 DMIPS/MHz

ARM700 8 kB unified 40 MHzARM710 ARM700 8 kB unified 40 MHz

40 MHz0.68 DMIPS/MHz

ARM7100 ARM710a, System-on-a-chip. 8 kB unified 18 MHzARM7500 ARM710a, SoC. 4 kB unified 40 MHz

56 MHz0.73 DMIPS/MHz15 MIPS @ 16.8 MHz63 DMIPS @ 70 MHz

ARM710T ARM7TDMI, cache 8 kB unified, MMU 36 MIPS @ 40 MHzARM720T ARM7TDMI, cache 8 kB unified, MMU dengan

Fast Context Switch Extension

60 MIPS @ 59.8 MHz

ARM740T ARM7TDMI, cache MPUARMv5TEJ ARM7EJ-S 5-stage pipeline, Thumb, Jazelle DBX, Enhanced DSP Tidak ada

84 MIPS @ 72 MHz1.16 DMIPS/MHz

ARM9TDMI 5-stage pipeline, Thumb Tidak adaARM920T ARM9TDMI, cache 16 kB/16 kB, MMU 200 MIPS @ 180 MHzARM922T ARM9TDMI, caches 8 kB/8 kB, MMUARM940T As ARM9TDMI, caches 4 kB/4 kB, MPUARM946E-S Thumb, Enhanced DSP, cache variable, tightly coupled

memories, MPUARM966E-S Thumb, Enhanced DSP instructions no cache, TCMsARM968E-S As ARM966E-S no cache, TCMs

ARMv5TEJ ARM926EJ-S Thumb, Jazelle DBX, Enhanced DSP instructions variable, TCMs, MMU 220 MIPS @ 200 MHz,ARMv5TE ARM996HS Clockless processor, as ARM966E-S no caches, TCMs, MPU

ARM1020E 6-stage pipeline, Thumb, Enhanced DSP instructions, (VFP) 32 KB/32 KB, MMU

ARM1022E As ARM1020E 16 KB/16 KB, MMUARMv5TEJ ARM1026EJ-S Thumb, Jazelle DBX, Enhanced DSP instructions, (VFP) variable, MMU or MPU

ARMv6 ARM1136J(F)-S8‐stage pipeline,SIMD, Thumb, Jazelle DBX, (VFP), Enhanced D

variable, MMU 740 @ 532-665 MHz (i.MX31 SoC), 400-528 MHz

ARMv6T2 ARM1156T2(F)-S 9‐stage pipeline,SIMD, Thumb‐2, (VFP), Enhanced DSP instrucvariable, MPUARMv6KZ ARM1176JZ(F)-S As ARM1136EJ(F)-S variable, MMU+TrustZoneARMv6K ARM11 MPCore As ARM1136EJ(F)-S, 1-4 core SMP variable, MMU

ARM2

ARMv2 (kuno) ARM2 Penambahan instruksi multiply/perkalian (MUL) Tidak ada

ARM3ARMv2a (kuno) ARM2a Pertama kali penggunaan cache. 4 kB unified

ARM6

ARMv3 (obsolete)

ARM610 Tidak ada coprocessor bus. 4 kB unified

ARM7

ARMv3 (kuno)

ARM710a ARM700 8 kB unified

ARM7500FE ARM7500, penambahan FPA dan EDO memory controller. 4 kB unified

ARM7TDMI

ARMv4T ARM7TDMI(-S) 3-stage pipeline, Thumb Tidak ada

ARM8ARMv4 ARM810 5-stage pipeline, static branch prediction, double-bandwidth

memory8 kB unified, MMU

ARM11

ARM9TDMI

ARMv4T

ARM9E

ARMv5TE

ARM10E

ARMv5TE

Tabel 2.1 Versi Arsitektur ARM

Page 3: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

 

2.1.1 ARM7 LPC2368

LPC2368 adalah mikrokontroler dari keluarga prosesor ARM7TDMI

yang didesain untuk penggunaan aplikasi embedded real-time. Prosesor

ARM7TDMI memiliki Thumb support dan multiplier yang telah dikembangkan.

Arsitektur dari prosesor ini memiliki kapasitas hingga 130 MIPS dalam proses

standar 0,13um. Prosesor ini mengimplementasikan arsitektur V4T dan

mendukung instruksi 32-bit dan 16-bit melalui set instruksi ARM dan Thumb.

yang dapat digunakan pada pengontrolan industri, otomotif, dan penggunaan

lainnya yang membutuhkan performa tinggi dan konsumsi daya yang rendah

melalui mikrokontroler 32-bit.

 

Gambar 2.1 Blok Diagram Mikrokontroller LPC2368

Page 4: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

 

Mikrokontroler ini dapat bekerja hingga 72MHz dari flash atau RAM dan

memiliki 512KB on-chip flash program memory serta periperal komunikasi yang

bervariasi termasuk Ethernet, USB, dan CAN. Keluarga mikrokontroler ini juga

memiliki fitur pengontrolan LCD (QVGA graphic atau segment driver),

antarmuka SD/MMC, antarmuka memori eksternal, dan antarmuka audio I2S.

2.1.2 Penggunaan Pin Connect Block Pada LPC2368

Pin connect block merupakan pengaturan pin dari mikrokontroler untuk

memiliki lebih dari satu fungsi. Register konfigurasi mengontrol multiplexer

untuk membuat koneksi antara pin dan periperal yang ada pada chip.

Periperal harus terhubung dengan pin secara tepat sebelum diaktifkan .

Aktifitas dari fungsi periperal yang tidak terdaftar pada pin yang bersangkutan

akan dianggap undefined. Pemilihan salah satu fungsi pada port pin akan

menonaktifkan fungsi lain yang ada pada pin yang sama.

Tabel 2.2 Pemilihan Fungsi Pin

Tabel 2.3 Pemilihan Mode Pin

Page 5: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

 

2.1.3 Penggunaan GPIO Pada LPC2368

GPIO PORT0 dan PORT1 dapat diakses dari kedua grup register dan

menyediakan fitur dan akses port yang lebih cepat. PORT2/3/4 hanya bisa

digunakan sebagai fast port. Fungsi GPIO terakselerasi (Fast I/O) adalah sebagai

berikut:

• Register GPIO dipindahkan ke local bus ARM sehingga timing I/O

tercepat bisa didapatkan.

• Seluruh register GPIO adalah berupa byte dan half-word addressable

• Seluruh port value dapat ditulis dalam satu instruksi

• Pengaturan arah kontrol dari masing-masing bit

• Setelah reset, seluruh I/O diset menjadi input.

Tabel 2.4 Pemetaan Register GPIO

Page 6: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

10 

 

Tabel 2.5 Pemetaan Register GPIO Untuk Fast I/O

Penentuan mengenai port akan diakses oleh register dengan fitur

tambahan atau set register standar harus dilakukan saat PORT0 dan PORT1

digunakan. Apabila fitur tambahan dan register GPIO standar mengontrol pin

yang sama, kedua cabang port pengontrolan akan menjadi eksklusif dan

beroperasi secara terpisah. Misalnya, mengganti output pin melalui fast register

tidak dapat dilihat melalui register standar.

2.1.4 Penggunaan C Compiler

Pada dasarnya pemrograman C pada ARM merupakan pemrograman

standar C baik dari sisi fungsi yang digunakan hingga library yang tersedia.

Page 7: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

11 

 

Pemrograman dapat dibuat menggunakan Keil RealView Microcontroller

Development Kit for ARM yang sudah dilengkapi dengan library C[7].

Gambar 2.2 Blok Diagram Keil RVMDK untuk ARM

2.2 Mikrokontroler

2.2.1 Pengertian Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah prosesor yang memiliki fungsi khusus

terutama dalam kepentingan pengontrolan. Meskipun bentuknya sangat kecil

tetapi elemen-elemen dasarnya sama. Seperti halnya komputer, mikrokontroler

juga merupakan alat yang mengerjakan perintah-perintah yang diberikan

kepadanya. Oleh karena itu, yang menjadi hal terpenting dalam suatu sistem yang

terkomputerisasi adalah program yang dibuat oleh programmer itu sendiri.

Program tersebut memberikan perintah pada komputer untuk menjalankan

deretan tugas-tugas sederhana untuk dapat melakukan perintah yang lebih

kompleks seperti yang diinginkan oleh programmer.

Beberapa fitur yang umumnya terdapat pada mikrokontroller, yaitu:

Page 8: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

12 

 

• RAM (Random Access Memory)

RAM digunakan oleh mikrokontroler sebagai tempat penyimpanan

variabel. Memori ini bersifat volatile yang artinya semua data akan

hilang jika tidak mendapatkan tegangan listrik.

• ROM (Read Only Memory)

ROM seringkali juga disebut sebagai code memory karena fungsinya

sebagai penyimpanan program yang diberikan oleh user.

• Register

Register adalah tempat penyimpanan variabel-variabel yang akan

digunakan dalam proses yang telah disediakan oleh mikrokontroler.

• Input dan Output Pin

Pin input merupakan bagian yang berfungsi sebagai penerima sinyal dari

luar, pin ini dapat dihubungkan ke berbagai media inputan seperti push-

button, sensor, dan lain-lain. Pin output adalah bagian yang berfungsi

untuk mengeluarkan sinyal hasil proses yang telah dilakukan oleh

mikrokontroler.

• Special Function Register

Special Function Register adalah register khusus yang berfungsi

mengatur jalannya mikrokontroller dan terletak pada RAM.

• Interrupt

Interrupt adalah bagian dari mikrokontroler yang berfungsi sebagai

pengeksekusi interrupt, sehingga saat program utama sedang berjalan,

program utama tersebut dapat diinterupsi.

Page 9: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

13 

 

2.2.2 Perbedaan Mikrokontroler dan Mikroprosesor

Meski fungsi dan kemampuan hampir sama, terdapat beberapa

perbedaan antara mikrokontroler dan mikroprosesor. Perbedaan tersebut

antara lain:

1. Sebagian besar mikrokontroler telah difasilitasi dengan beberapa

komponen penting seperti RAM, ROM, serta I/O. Berbeda dengan

mikroprosesor yang membutuhkan fasilitas lain sebagai komponen yang

terpisah.

2. Mikrokontroler lebih dikhususkan untuk pengontrolan dan pemantauan

sesuatu yang lebih spesifik sementara mikroprosesor digunakan untuk

keperluan sistem kontrol dengan ruang lingkup yang lebih besar.

2.3 Komunikasi Serial

2.3.1 Pengertian Komunikasi Serial

Komunikasi serial merupakan komunikasi data dengan pengiriman data

secara satu per satu pada suatu satuan waktu. Sehingga komunikasi serial hanya

membutuhkan dua jalur kabel data, yaitu satu jalur untuk pengiriman data yang

disebut Transmit (Tx) dan satu jalur untuk penerimaan data yang disebut Receive

(Rx). Yang menjadi kelebihan dari komunikasi serial adalah jarak pengiriman

dan penerimaan dapat dilakukan dalam jarak yang cukup jauh dibandingkan

dengan komunikasi paralel. Tetapi kekurangannya adalah pengiriman dan

penerimaan data lebih lambat daripada komunikasi paralel.

Page 10: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

14 

 

2.3.2 Mode Komunikasi Serial

Dalam komunikasi serial terdapat dua mode komunikasi, yaitu:

• Mode sinkron

Mode sinkron merupakan mode komunikasi serial yang pengiriman tiap

bit datanya dilakukan dengan menggunakan sinkronisasi clock. Pada saat

transmitter hendak mengirimkan data, harus disertai clock untuk

sinkronisasi antara transmitter dan receiver.

• Mode asinkron

Komunikasi asinkron serial merupakan sebuah protokol transmisi

asinkronus, dimana komunikasi ini tidak memerlukan clock tetapi

memiliki persyaratan (baud rate) yang telah disepakati oleh masing-

masing sistem yang akan berkomunikasi. Sinyal start dikirimkan terlebih

dahulu sebelum data dan sinyal stop dikirimkan setelah setiap data selesai

dikirimkan. Sinyal start berfungsi untuk mempersiapkan mekanisme

penerimaan untuk menerima dan memproses data yang akan dikirimkan

dan sinyal stop berfungsi untuk mempersiapkan mekanisme penerimaan

data berikutnya.

Gambar 2.3 Pengiriman Data Melalui Serial Asinkron

Page 11: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

15 

 

2.3.3 Komunikasi Serial RS232

Standar RS232 ditetapkan oleh Electronic Industry Association and

Telecomunication Industry Association pada tahun 1962. Standar ini hanya

menyangkut komunikasi data antara komputer dengan alat-alat pelengkap

komputer. Komunikasi pada RS-232 dengan PC adalah komunikasi asinkron.

Dimana sinyal clock-nya tidak dikirim bersamaan dengan data. Masing-masing

data disinkronkan menggunakan clock internal pada tiap-tiap sisinya.

Data-data dalam komunikasi serial dikirimkan untuk logika ‘1’ sebagai

tegangan -3 s/d -25 volt dan untuk logika ‘0’ sebagai tegangan +3 s/d +25 volt,

dengan demikian tegangan dalam komunikasi serial memiliki ayunan tegangan

maksimum 50 volt, sedangkan pada komunikasi pararel hanya 5 volt. Hal ini

menyebabkan gangguan pada kabel-kabel panjang lebih mudah diatasi dibanding

dengan pararel.

Konektor RS232 awalnya dikembangkan untuk 25 pin dan kemudian

dikenal sebagai konektor DB25, namun pada kebanyakan personal computer saat

ini lebih banyak menggunakan konektor dengan pin lebih sedikit yaitu DB9[2].

Gambar 2.4 Konfigurasi Pin Pada RS232 DB9

Page 12: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

16 

 

Gambar 2.5 Konfigurasi Pin Pada RS232 DB25

Cara termudah untuk menghubungkan dua PC adalah dengan

menggunakan konfigurasi kabel RS232 null modem. Untuk koneksi sederhana,

cukup menggunakan tiga jalur kabel RS232 yang menghubungkan jalur sinyal

ground, receive, dan transmit.

Konfigurasi kabel RS232 null modem dengan handshaking dapat

dilakukan dengan beberapa cara, antara lain: loopback handshaking antara dua

PC, atau complete handshaking antara dua sistem. Tipe konfigurasi kabel null

model yang paling banyak digunakan adalah:

Gambar 2.6 Konfigurasi RS232 Null Modem Sederhana Tanpa

Handshaking

Page 13: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

17 

 

Gambar 2.7 Konfigurasi RS232 Null Modem Sederhana Dengan Full

Handshaking

2.4 LCD Projector

LCD projector adalah jenis projector untuk menampilkan video, gambar, atau

data komputer pada layar atau bidang datar lainnya. Untuk menampilkan gambar, LCD

(liquid crystal display) projector biasanya mengirimkan cahaya dari sebuah lampu Metal

halida melalui sebuah prisma yang memisahkan cahaya dalam 3 panel silikon, masing-

masing untuk warna merah, hijau, dan biru sebagai komponen sinyal video. Kombinasi

dari pixel terbuka dan tertutup dapat memproduksi beragam warna dan bayangan pada

gambar yang terproyeksi.

2.4.1 Pengontrolan LCD Projector

Selain dengan remote control, untuk memberikan perintah pada LCD

projector juga dapat dilakukan dengan mengirimkan command-command tertentu

Page 14: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

18 

 

melalui port serial. Pada LCD projector Panasonic PT-LB50S, konfigurasi

komunikasi serialnya adalah sebagai berikut:

• Level sinyal: RS-232C

• Metode sikronisasi: Asinkronus

• Baud rate: 9600 bps[8]

• Parity: None

• Panjang karakter: 8 bits

• Stop bit: 1 bit

LCD projector Panasonic PT-LB50S juga memiliki perintah pengaturan

yang perlu diperhatikan seperti:

• Proyektor tidak dapat menerima perintah selama 10 detik setelah lampu

dinyalakan.

• Jika ingin mengirimkan beberapa perintah sekaligus, periksa dahulu

apakah proyektor telah merespon perintah yang dikirimkan sebelumnya.

Tabel 2.6 Format Pengiriman Perintah RS232 Pada LCD Panasonic PT-

LB50S

Page 15: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

19 

 

Tabel 2.7 Daftar Perintah Pengontrolan

LCD Projector Panasonic PT-LB50S

Tabel 2.8 Contoh Pengiriman Perintah Pada

LCD Projector Panasonic PT-LB50S

STX merupakan start byte dan berupa string dengan kode ASCII 02h.

Command adalah perintah berisi string pengontrolan LCD projector sesuai

dengan protokol yang ada. “:” dan Parameter hanya digunakan pada perintah

pengontrolan tertentu. ETX merupakan end byte dan berupa string dengan kode

ASCII 03h.

Page 16: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

20 

 

2.5 Relay

Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar elektronik yang

digerakkan oleh arus listrik. Relay menggunakan gaya elektromagnatik untuk membuka

atau menutup kontak elektronik[3]. Tuas saklar berupa lilitan kawat pada batang besi

(solenoid) di dekatnya, saat solenoid dialiri arus listrik, tuas akan tertarik karena adanya

gaya magnet yang terjadi pada solenoid sehingga kontak saklar akan menutup,

sedangkan apabila arus dihentikan, gaya magnet akan hilang, tuas akan kembali ke

posisi semula dan kontak saklar kembali terbuka.

Gambar 2.8 Kondisi Relay Pada Posisi Terbuka

Gambar 2.9 Kondisi Relay Pada Posisi Tertutup

• Rangkaian input (loop hitam) tidak aktif dan tidak ada arus listrik yang mengalir

hingga suatu sensor atau tuas terhubung, yang akan membuat rangkaian ini aktif.

Rangkaian output (blue loop) juga tidak aktif.

Page 17: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

21 

 

• Saat arus listrik yang rendah mengalir pada rangkaian input, akan mengaktifkan

sebuah elektromagnet (yang digambarkan dengan kumparan berwarna merah),

yang menghasilkan medan magnet disekitarnya.

• Energi elektromagnetik tersebut akan menarik batang logam pada rangkaian

output, menghubungkan tuas dan membuat arus yang dapat mengalir pada

rangkaian output menjadi lebih besar.

• Rangkaian output mengoperasikan peralatan listrik dengan arus tinggi, seperti

lampu atau sebuah motor listrik.

Relay digunakan untuk menggerakkan arus/tegangan yang besar dengan

memakai arus/tegangan yang kecil misalnya peralatan listrik 4A AC 220 V digerakkan

dengan 0.1A 12 Volt DC. Terdapat 2 cara untuk menyalakan atau menjalankan relay,

yaitu:

• Normally Open, pin com akan terhubung saat coil dialiri tegangan

• Normally Close, pin com akan terhubung saat coil tidak dialiri tegangan

2.6 Light Dependant Resistor

Light Dependant Resistor (LDR) atau photoresistor adalah komponen elektronik

yang resistansinya akan menurun jika ada penambahan intensitas cahaya yang

mengenainya[4]. LDR dibuat dari semikonduktor beresistansi tinggi yang tidak

dilindungi dari cahaya. Jika cahaya yang mengenainya memiliki frekuensi yang cukup

tinggi, foton yang diserap oleh semikonduktor akan menyebabkan elektron memiliki

energi yang cukup untuk meloncat ke pita konduksi. Elektron bebas yang dihasilkan

(dan pasangan lubangnya) akan mengalirkan listrik, sehingga menurunkan resistansinya.

Page 18: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

22 

 

 

Gambar 2.10 Simbol Sensor LDR

2.7 TCP/IP

TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) merupakan suatu

protokol yang dikembangkan pada tahun 1970 dan dimaksudkan untuk membuat suatu

jaringan yang tahan terhadap kondisi apapun. Model TCP/IP ini terdiri dari 4 layer yaitu

layer application, layer transport, layer internet dan layer network access[5]

2.7.1 Layer Application

Layer application pada TCP/IP ini menangani masalah high-level,

protocols,representasi, encoding dan dialog control. Layer Application ini

mempunyai protokol untuk mendukung file transfer, email, network

management, name management dan remote login.

2.7.2 Layer Transport

Layer Transport menyediakan suatu logical connection antara sumber

dan tujuan. Layer transport melakukan segmentasi terhadap data menjadi paket,

lalu mengirimkan paket-paket data dari sumber ke tujuan melalui jaringan. Layer

Transport ini menyediakan flow control dengan metode sliding windows, dan

juga menyediakan realibilitas dengan penggunaan sequence number dan

acknowledgement. Protokol pada layer ini terdiri dari TCP (Transmission

Control Protocol) dan UDP (User Datagram Protocol). TCP bersifat connection-

oriented sedangkan UDP bersifat connectionless-oriented.

Page 19: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

23 

 

2.7.3 Layer Internet

Layer Internet ini memiliki tujuan untuk memilih jalur terbaik untuk

aliran data di dalam suatu jaringan. Pada layer ini terjadi pemilihan jalur terbaik

serta packet switching. Protokol utama pada layer ini adalah IP (Internet

Protocol). IP ini merupakan suatu protocol yang bersifat connectionless dan best

effort. IP tidak mempermasalahkan isi dari paket data namun hanya berfokus

pada mencari jalur terbaik bagi paket data tersebut. IP seringkali diakatakan

unreliable karena IP tidak melakukan error checking serta correction. Pada layer

internet ini, terdapat IP address. IP address merupakan alamat dari device yang

berada pada jaringan. IP address ini dapat dimiliki oleh server, printer, client

computer, router atau device jaringan yang lain. IP address ini terdiri dari

kumpulan 32 bit biner. Agar lebih mudah dilihat, IP address ini biasanya

direpresentasikan dalam 4 bilangan desimal yang dipisahkan dengan titik. Tiap

bilangan desimal ini mewakili 8 bit. Contoh :

IP address dalam biner : xxxxxxxx. xxxxxxxx. xxxxxxxx. xxxxxxxx

IP address dalam decimal : x . x . x . x

2.7.4 Layer Network Access

Layer ini menghubungkan paket-paket data dari layer atas masuk ke

dalam koneksi fisik jaringan. Pada layer ini, paket-paket data berubah menjadi

nilai-nilai tegangan untuk dikirimkan ke dalam jaringan, atau untuk kasus

jaringan fiber optic, paket data berubah menjadi cahaya. Device-device seperti

NIC (Network Interface Card) atau modem beroperasi pada layer ini.

Page 20: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

24 

 

Pada layer Network Access ini terdapat teknologi LAN. LAN (Local Area

Network) merupakan suatu jaringan data yang mencakup area yang kecil,

mencapai beberapa ribu meter. LAN biasanya digunakan untuk menghubungkan

device-device dalam satu gedung.

Salah satu bagian dari teknologi LAN yang sering digunakan adalah

Ethernet. Standard Ethernet yang pertama, dikeluarkan pada tahun 1980 oleh

konsorsium antara Digital Equipment Company, Intel, dan Xerox (DIX). Sampai

sekarang, Ethernet menjadi teknologi yang sangat banyak digunakan diseluruh

dunia.

Di dalam spesifikasi Ethernet, terdapat beberapa jenis media (copper,

fiber optic) dan bandwidth (10Mbps, 100Mbps, dll). Jenis Ethernet yang banyak

dipakai adalah 100 Base-Tx yang dapat mengirim data dengan jangkauan terjauh

hingga 100 m dan menggunakan konektor RJ-45 sebagai interface-nya.

2.7.5 Koneksi Client-Server

Client/server adalah hubungan antara dua program komputer dimana

salah satu program (yang disebut client) membuat permintaan dari program yang

lain (yang disebut server) yang akan memenuhi permintaan yang dilakukan.

Dalam jaringan, model client/server memberi kemudahan dalam hubungan antar

program yang dipisahkan dalam lokasi yang berbeda.

Model client/server banyak digunakan dalam sistem jaringan komputer

termasuk dari cara kerja internet melalui TCP/IP. Dalam model ini, suatu server

aktif akan menunggu permintaan dari client. Program yang ada pada client dan

server merupakan bagian dari suatu program atau aplikasi yang lebih besar. Web

Page 21: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

25 

 

browser merupakan salah satu contoh program client yang melakukan

permintaan kepada web server (Hypertext Transport Protocol server).

Menentukan arus socket s dengan panggilan socket (s)

(Opsional) Bind socket s pada local address dengan

bind()

Melakukan koneksi socket dengan host luar melalui

connect()

Read dan write data pada socket s, menggunakan

panggilan send() dan rev() hingga seluruh data berhasil

dikirim.

Menentukan arus socket s dengan panggilan socket (s)

Bind socket s pada local address dengan bind()

Memberitahu kepada TC/IP machine server telah siap menerima koneksi melalui

panggilan listen()

Menerima koneksi dan menerima socket kedua,

misalnya ns, melalui panggilan accept()

Read dan write data pada socket ns, menggunakan

panggilan send() dan rev() hingga seluruh data berhasil

dikirim.

Menutup socket s dan mengakhiri sesi TCP/IP

dengan panggilan close()

Menutup socket ns dengan panggilan close()

Menerima koneksi lainnya dari client atau menutup

socket awal s dengan close()

Untuk server, socket s akan selalu siap menerima

koneksi baru. Socket ns hanya digunakan oleh

client

1

2

1

2

3

4

5

6,7 7,6

8 8

5

 

Gambar 2.11 Diagram Alir Koneksi Client-Server[6]

TCP/IP dibutuhkan agar client dapat melakukan permintaan file dari

komputer lain atau internet melalui server File Transfer Protocol. Berikut ini

adalah karakteristik server dan client

• Karakteristik Server

o Pasif

o Menunggu request

Page 22: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

26 

 

o Menerima request, memproses mereka dan mengirimkan balasan

berupa service

• Karakteristik Client

o Aktif

o Mengirim request

o Menunggu dan menerima balasan dari server

2.8 Infrared

Infrared adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang lebih panjang

dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio. Namanya berarti

"bawah merah" (dari bahasa Latin infra, "bawah"), merah merupakan warna dari cahaya

tampak dengan gelombang terpanjang. Radiasi infrared memiliki jangkauan tiga "order"

dan memiliki panjang gelombang antara 700 nm dan 1 mm.

2.8.1 Remote Control Infrared

Remote control perangkat infrared menggunakan LED infrared untuk

memancarkan radiasi infrared yang difokuskan oleh sebuah lensa plastik dalam

pancaran sempit. Pancaran tersebut telah termodulasi, misalnya aktif dan tidak

aktif, untuk meng-encode data. Penerima menggunakan silicon photodiode untuk

mengkonversi radiasi infrared menjadi arus listrik. Receiver hanya merespon

pulsing sinyal cepat yang dibuat oleh transmitter, dan menyaring radiasi infrared

perlahan dari cahaya sekitar menjadi radiasi infrared. IR tidak menembus tembok

dan tidak mengganggu perangkat lain yang ada dalam ruangan yang sama.

Page 23: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

27 

 

Infrared adalah cara yang paling umum yang digunakan pada remote control

untuk memberikan perintah.

2.8.2 Protokol Infrared Pada AC Panasonic

Protokol ini mirip dengan protokol RECS-80 namun memiliki bit lebih

banyak dari RECS-80[9]. Untuk transmisi data, protokol Panasonic ini

menggunakan modulasi pulse-place. Saat melakukan komunikasi, suatu pulsa

memiliki suatu panjang yang tetap, diikuti dengan pause yang merupakan

penanda logic dari bit yang sedang dikirimkan. Protokol ini memiliki 2048 kode

yang dibagi dalam 5 bit custom code dan 6 bit data code.

Custom code berisi kode manufaktur sedangkan data code berisi tombol

yang ditekan pada remote control. Kode yang ditransmisi secara utuh memiliki

ukuran sebesar 22 bit dengan urutan: header awal dikirimkan terlebih dahulu

dilanjutkan dengan custom code (5 bit), kemudian data code diikuti dengan

inverse dari custom code dan inverse dari data code, dan diakhiri dengan sebuah

stop bit yang ditambahkan pada code. Bit inverse berguna untuk melakukan

error detection.

Setiap bagian awal dari sebuah bit selalu bernilai high dengan satuan

waktu yang tetap dan diikuti dengan nilai low dengan satuan waktu tertentu yang

menandakan apabila bit bernilai logic 1 atau logic 0.

Page 24: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

28 

 

Gambar 2.12 Format Protokol Remote Panasonic

Timing diagram:

• T = 420 µs hingga 450 µs

• Header bernilai 8T high dan 8T low

• Logic 1 bernilai 2T high dan 6T low

• Logic 0 bernilai 2T high dan 2T low

Contoh format data ON / OFF pada suhu 17o dengan mode swing :

Gambar 2.13 Contoh Format Command Infrared Pada AC Panasonic

Keterangan :

1. Data Byte1 : 00100010

2. Data Byte2 : 00000010

Page 25: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Arsitektur ARM - thesis.binus.ac.idthesis.binus.ac.id/doc/Bab2/2010-2-00442-SK bab 2.pdf · sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah.

29 

 

3. Data Byte3 : 11110100

4. Data Byte4 : 00110110  

 

3,6ms

3,6ms

Sinyal 1

900µs

14,4ms

Sinyal 2

900µs

900µs

Low (0)

900µs

2,7ms

High (1)

Gambar 2.14 Panjang Sinyal Inframerah Dalam Satuan Waktu