BAB
II
2.1.
Teori
Umum
Teori – teori umum yang digunakan dalam penelitian ini
adalah sebagai berikut :
1. Konsep dasar sistem
2. Konsep dasar flowchart
3. Konsep dasar blackbox
4. Konsep dasar prototipe
2.1.1.
Konsep
Dasar Sistem
1.
Definisi
Sistem
Menurut Sucipto (2011:1), “Sistem adalah kumpulan
elemen-elemen yang saling berkaitan dan bertanggung jawab memproses masukan (input) sehingga menghasilkan keluaran (output).
Menurut
Sutabri (2012:10), “Secara sederhana suatu sistem dapat diartikan sebagai suatu
kumpulan atau himpunan dari unsur, komponen, atau variabel yang terorganisir,
saling berinteraksi, saling tergantung satu sama lain, dan terpadu”.
Dari
pendapat yang dikemukakan di atas dapat disimpulkan bahwa sistem adalah suatu jaringan kerja yang
terdiri dari input, proses dan output yang saling terintegrasi dan saling
berinteraksi satu sama lain untuk mencapai tujuan tertentu.
2.
Karakteristik
Sistem
Menurut Sucipto (2011:3), Sistem memiliki sifat-sifat atau
karakteristik, sistem mempunyai beberapa komponen yaitu :
1)
Komponen Sistem
Suatu sistem
dapat terdiri dari beberapa komponen yang saling berhubungan satu dengan yang
lain dan bekerja sama membentuk satu kesatuan, sistem dapat terdiri dari
bagian-bagian yang mempunyai fungsi yang berbeda dan saling terhubung.
2)
Batasan Sistem
Setiap sistem
terdiri dari sub –sub sistem dan setiap sistem/sub sistem mempunyai tata kerja
yang berbeda antara satu dengan yang lain, sistem mempunyai kemampuan yang
terbatas dan ruang lingkup yang terbatas. Batasan, merupakan batasan-batasan
yang ada dalam mencapai tujuan dari sistem, dimana batasan ini dapat berupa:
·
Prosedural
·
Biaya – biaya
·
Personel
·
Peralatan
·
Mekanisme
pengolahan
3)
Lingkungan Luar Sistem
Baik dan
buruknya kinerja sistem dapat dipengaruhi oleh lingkungan luar sistem.
4)
Penghubung Sistem
Untuk dapat
berkomunikasi satu sub sistem dengan sub sistem yang lain didukung adanya
penghubung, input suatu sistem dapat berasal dari output sub sistem yang lain.
5)
Masukan Sistem
Sesuatu yang
dimasukkan dalam sistem sehingga sistem dapat melakukan proses.
Input,
merupakan bagian dari sistem yang bertugas untuk menerima data masukan, dimana
data dapat berupa:
·
Asal masukan
·
Frekuensi pemasukan
data
·
Jenis pemasukan
data
6)
Keluaran Sistem
Hasil dari
inputan yang telah dimanipulasi menjadi bentuk yang berbeda. Output, merupakan
keluaran atau tujuan akhir dari sistem output dapat berupa :
·
Laporan
·
Grafik
7)
Pengolah Sistem
Mekanisme
manipulasi yang disebabkan dari masukan dengan menggunakan model atau metode
tertentu.
Proses,
merupakan bagian yang memproses masukan data menjadi informasi sesuai dengan
keinginan penerima :
·
Klasifikasi
·
Peringkasan
·
pencaharian
8)
Sasaran Sistem
Sesuatu yang
dapat dicapai dari perpaduan input, proses, dan output yang berupa sasaran
(objective) atau tujuan (goal). Tujuan, merupakan tujuan dari sistem tersebut
yang dapat berupa :
·
Tujuan usaha
·
Kebutuhan
·
Masalah
·
Prosedur pencapaian
tujuan
9)
Kontrol, merupakan
pengawas dari pelaksanaan pencapaian tujuan sistem, yang dapat berupa:
·
Kontrol pemasukan
data (input)
·
Kontrol pengeluaran
data (output)
·
Kontrol
pengoperasian
Sumber : Sucipto (2011:5)
Gambar 2.1 Karakteristik Suatu Sistem
3.
Klasifikasi
Sistem
Menurut
Sutabri (2012:22), sistem merupakan suatu bentuk integrasi antara satu komponen
dengan komponen lainnya karena sistem memiliki sasaranyang berbeda untuk setiap
kasus yang terjadi yang ada di dalam sistem tersebut. Oleh karena itu, sistem
dapat diklasifikasikan dari beberapa sudut pandang, diantaranya:
1.
Sistem Abstrak dan
Sistem Fisik
Sistem abstrak adalah sistem yang
berupa pemikiran atau ide-ide yang tidak tampak secara fisik, misalnya sistem
teologia, yaitu sistem yang berupa pemikiran hubungan antara manusia dengan
Tuhan, sedangkan sistem fisik merupakan sistem yang ada secara fisik, misalnya
sistem komputer, sistem produksi, sistem penjualan, sistem administrasi
personalia, dan lain sebagainya.
2.
Sistem Alamiah dan
Sistem Buatan Manusia
Sistem alamiah adalah
sistem yang terjadi melalui proses alam, tidak dibuat oleh manusia, misalnya
sistem perputaran bumi, terjadinya siang malam, dan pergantian musim. Sedangkan
sistem buatn manusia merupakan sistemyang melibatkan interaksi manusia dengan
mesin yang disebut human machine sistem.
Sistem informasi berbasis komputer merupakan contoh human machine sistem karena menyangkut penggunaan komputer yang
berinteraksi dengan manusia.
3.
Sistem Determinasi dan
Sistem Probabilistik
Sistem yang berinteraksi dengan tingkah laku
yang dapat diprediksi disebut sistem deterministic.
Sistem komputer adalah contoh dari sistem yang tingkah lakunya dapat dipastikan
berdasarkan program-program komputer yang dijalankan. Sedangkan sistem yang
bersifat probabilistik adalah sistem yang kondisi masa depannya tidak dapat
diprediksi karena mengandung unsur probabilistic.
4.
Sistem Tertutup dan
Sistem Terbuka
Sistem tertutup
merupakan sistem yang tidak berhubungan dan tidak terpengaruh oleh lingkungan luarnya. Sistem ini
bekerja secara otomatis tanpa campur tangan pihak luar. Sedangkan sistem tebuka
adalah sistem yang berhubungan dan dipengaruhi oleh lingkungan luarnya. Sistem
ini menerima masukan dan menghasilkan keluaran untuk subsistem lainnya.
2.1.2.
Konsep
Dasar Flowchart
1.
Definisi Flowchart
Menurut Adelia
dan Jimmy Setiawan (2011:116),
“Flowchart adalah penggambaran secara grafik dari
langkah-langkah dan urutan-urutan prosedur dari suatu program”.
Menurut Sulindawati
dan Muhammad Fathoni (2010:8), “Flowchart adalah penggambaran secara grafik dari langkah-langkah dau urutan-urutan prosedur dari
suatu program”.
Dari
pendapat yang dikemukakan di atas dapat disimpulkan bahwa Flowchart adalah bentuk gambar atau diagram yang
mempunyai aliran satu atau dua
arah secara sekuensial.
Flowchart biasanya
mempermudah penyelesaian suatu
masalah khususnya
masalah yang perlu dipelajari dan di evaluasi lebih lanjut. Bila seorang analisi dan programmer akan membuat
flowchart, ada beberapa petunjuk
yang harus diperhatikan
2.
Cara Membuat Flowchart
Ada beberapa
petunjuk dalam pembuatan
Flowchart Menurut
Sulindawati dan Muhammad Fathoni (2010:8):
1.
Flowchart digambarkan dari halaman atas ke bawah dan kiri ke kanan
2.
Aktifitas yang digambarkan harus didefinisikan secara hati-hati dan
definisi ini harus dapat dimengerti oleh pembacanya.
3.
Kapan aktifitas dimulai dan berakhir harus ditentukan secara jelas
4.
Setiap
langkah dari aktivitas harus diuraikan dengan menggunakan deskripsi kata kerja.
5.
Setiap langkah dari aktifitas harus berada pada urutan yang benar
6.
Lingkup dan range dari aktifitas yang sedang digambarkan harus ditelusuri dengan hati-hati.
7.
Gunakan simbol-simbol flowchart yang standar.
3.
Jenis-Jenis Flowchart
Ada lima macam flowchart
atau bagan alir yang akan dibahas, yaitu sebagai
berikut:
a.
Bagan Alir Sistem
Merupakan bagan yang menunjukkan alur kerja atau apa yang sedang dikerjakan di dalam system secara
keseluruhan dan menjelaskan urutan dari prosedur-prosedur yang ada dalam sistem
Gambar 2.1. Bagan Alir Sistem
b.
Bagan Alir Dokumen
Menelusuri alur dari data yang ditulis melalui sistem. Fungsi utamanya untuk menelusuri alur form dan laporan sistem
dari satu bagian ke bagian
yang lain.
Gambar 2.2.
Bagan Alir Dokumen
c.
Bagan Alir Skematik
Mirip dengan Flowchart sistem yang menggambarkan suatu sistem atau
prosedur.
Gambar
2.3. Bagan Alir
Skematik
d.
Bagan Alir Program
Merupakan
keterangan yang lebih
rinci tentang bagaimana
setiap langkah program
atau prosedur yang dilaksanakan.
Gambar
2.4. Bagan Alir Program
e.
Bagan Alir Proses
Merupakan
teknik penggambaran rekayasa industrial
yang memecah dan menganalisis
langkah selanjutnya dari sebuah sistem.
Gambar
2.5. Bagan Alir Proses
2.1.3.
Konsep Dasar Black Box
1.
Definisi Black Box
Menurut Siddiq (2012:4), “Pengujian black box adalah pengujian aspek
fundamental sistem tanpa memperhatikan
struktur logika internal perangkat lunak. Metode
ini digunakan untuk
mengetahui apakah perangkat lunak berfungsi dengan benar.
Menurut
Budiman (2012:4)
Pengujian black box merupakan metode perancangan data uji yang didasarkan
pada spesifikasi perangkat lunak.
Data uji dibangkitkan,
dieksekusi pada perangkat
lunak dan kemudian keluaran dari
perangkat lunak diuji apakah telah sesuai dengan yang diharapkan.
Dari
kedua definisi di
atas dapat disimpulkan
bahwa metode pengujian Black Box digunakan untuk menguji
sistem dari segi user yang dititik beratkan pada pengujian kinerja, spesifikasi dan antarmuka
sistem tersebut
tanpa menguji kode program yang ada.
Berbeda dengan white Box, Black Box
Testing tidak membutuhkan pengetahuan
mengenai, alur internal (internal path),
struktur atau implementasi dari software
under test (SUT). Karena itu uji coba Black
Box memungkinkan pengembang
software untuk membuat
himpunan kondisi input yang
akan melatih seluruh syarat-syarat fungsional suatu program.
Uji coba Black
Box bukan merupakan alternatif dari uji coba white Box, tetapi merupakan pendekatan yang melengkapi untuk menemukan
kesalahan lainnya, selain menggunakan metode
white Box. Black Box Testing dapat dilakukan pada
setiap level pembangunan sistem. Mulai dari unit,
integration, system, dan acceptance.
Uji coba Black Box
berusaha untuk menemukan kesalahan dalam beberapa kategori, diantaranya:
a.
Fungsi-fungsi
yang salah atau hilang
b.
Kesalahan
interface
c.
Kesalahan
dalam struktur data atau akses database eksternal
d.
Kesalahan
performa
e.
kesalahan
inisialisasi dan terminasi
Tidak seperti metode white
Box yang dilaksanakan diawal proses, uji coba Black Box diaplikasikan dibeberapa tahapan berikutnya. Karena uji
coba Black Box dengan sengaja
mengabaikan struktur kontrol, sehingga perhatiannya difokuskan pada informasi
domain.
Uji coba didesain untuk dapat menjawab pertanyaan pertanyaan
berikut:
a.
Bagaimana
validitas fungsionalnya diuji?
b.
Jenis input
seperti apa yang akan menghasilkan kasus uji yang baik?
c.
Apakah
sistem secara khusus sensitif terhadap nilai input tertentu?
d.
Bagaimana
batasan-batasan kelas data diisolasi?
e.
Berapa
rasio data dan jumlah data yang dapat
ditoleransi oleh sistem?
f.
Apa akibat
yang akan timbul dari kombinasi spesifik data pada operasi sistem?
Sehingga dalam uji
coba Black Box harus
melewati beberapa proses sebagai
berikut:
a.
Menganalisis
kebutuhan dan spesifikasi dari perangkat lunak.
b.
Pemilihan
jenis input yang memungkinkan menghasilkan output benar serta
jenis input yang
memungkinkan output salah
pada perangkat lunak yang sedang diuji.
c.
Menentukan
output untuk suatu jenis input.
d.
Pengujian
dilakukan dengan input-input yang telah benar-benar diseleksi.
e.
Melakukan
pengujian.
f.
Pembandingan output
yang dihasilkan dengan
output yang diharapkan.
g.
Menentukan
fungsionalitas yang seharusnya ada pada perangkat lunak yang sedang diuji.
2.
Metode Pengujian Dalam Black Box
Ada
beberapa macam metode
pengujian Black Box, berikut diantaranya:
a.
Equivalence Partioning
Equivalence Partioning merupakan metode uji coba Black Box yang membagi domain input dari program menjadi beberapa
kelas data dari kasus uji coba yang dihasilkan. Kasus uji penanganan single
yang ideal menemukan sejumlah kesalahan (misalnya: kesalahan pemrosesan dari
seluruh data karakter) yang merupakan syarat lain dari suatu kasus yang
dieksekusi sebelum kesalahan umum diamati.
b.
Boundary Value Analysis
Sejumlah besar kesalahan cenderung terjadi
dalam batasan domain input dari pada
nilai tengah. Untuk alasan ini boundary
value analysis (BVA) dibuat sebagai
teknik uji coba.
BVA mengarahkan pada pemilihan kasus uji yang melatih
nilai-nilai batas. BVA merupakan desain teknik kasus uji yang melengkapi Equivalence partitioning. Dari pada
memfokuskan hanya pada kondisi input, BVA juga menghasilkan kasus uji dari
domain output.
c.
Cause-Effect Graphing Techniques
Cause-Effect Graphing merupakan desain teknik kasus uji coba yang menyediakan representasi
singkat mengenai kondisi logikal dan aksi yang berhubungan. Tekniknya mengikuti
4 tahapan berikut:
1)
Causes (kondisi input), dan Effects
(aksi) didaftarkan untuk modul dan identifier yang dtujukan untuk
masing-masing.
2)
Pembuatan grafik Causes-Effect
graph
3)
Grafik dikonversikan kedalam tabel keputusan
4)
Aturan tabel keputusan dikonversikan kedalam kasus uji
d.
Comparison Testing
Dalam beberapa situasi (seperti: aircraft
avionic, nuclear Power plant control) dimana keandalan suatu software amat kritis, beberapa aplikasi
sering menggunakan software dan hardware ganda (redundant). Ketika
software redundant dibuat,
tim pengembangan software lainnya membangun versi independent dari aplikasi dengan menggunakan spesifikasi yang sama.
Setiap versi dapat diuji dengan data uji yang sama untuk memastikan seluruhnya
menyediakan output yang sama.
Kemudian seluruh versi dieksekusi secara parallel dengan perbandingan hasil real-time untuk memastikan konsistensi.
Dianjurkan bahwa versi independent
suatu software untuk aplikasi yang
amat kritis harus dibuat, walaupun
nantinya hanya satu
versi saja yang
akan digunakan dalam sistem. Versi independent
ini merupakan basis dari teknik Black Box
Testing yang disebut Comparison
Testing atau back-to-back Testing.
e.
Sample and Robustness Testing
1)
Sample Testing
Melibatkan beberapa nilai yang terpilih dari
sebuah kelas ekuivalen, seperti
Mengintegrasikan nilai pada
kasus uji. Nilai-nilai
yang terpilih mungkin dipilih dengan urutan tertentu atau interval
tertentu
2)
Robustness Testing
Pengujian
ketahanan (Robustness Testing) adalah
metodologi jaminan mutu difokuskan
pada pengujian ketahanan
perangkat lunak. Pengujian ketahanan juga digunakan untuk menggambarkan
proses verifikasi kekokohan (yaitu kebenaran)
kasus uji dalam proses pengujian.
f.
Behavior Testing dan Performance Testing
1)
Behavior Testing
Hasil uji tidak dapat dievaluasi jika hanya
melakukan pengujian sekali, tapi dapat dievaluasi jika pengujian dilakukan
beberapa kali, misalnya pada pengujian struktur data stack.
2)
Performance Testing
Digunakan
untuk mengevaluasi kemampuan
program untuk beroperasi dengan
benar dipandang dari
sisi acuan kebutuhan. Misalnya: aliran
data, ukuran pemakaian
memori, kecepatan eksekusi, dll.
Selain itu juga digunakan untuk mencari tahu beban kerja atau
kondisi konfigurasi program.
Spesifikasi mengenai performansi
didefinisikan pada saat tahap spesifikasi atau desain. Dapat digunakan untuk
menguji batasan lingkungan program.
g.
Requirement Testing
Spesifikasi kebutuhan
yang terasosiasi dengan
perangkat lunak(input/output/fungsi/performansi)diidentifikasi pada tahap
spesifikasi kebutuhan dan desain.
1)
Requirement Testing
melibatkan pembuatan kasus uji untuk setiap spesifikasi
kebutuhan yang terkait dengan program
2)
Untuk memfasilitasinya, setiap
spesifikasi kebutuhan bisa ditelusuri
dengan kasus uji
dengan menggunakan traceability
matrix
h.
Endurance Testing
Endurance
Testing melibatkan kasus
uji yang diulang-ulang dengan jumlah tertentu dengan tujuan
untuk mengevaluasi program apakah sesuai dengan spesifikasi kebutuhan.
Contoh: Untuk menguji keakuratan operasi
matematika (floating point, rounding off, dll), untuk menguji manajemen sumber
daya sistem (resources)
(pembebasan sumber daya
yang tidak benar,
dll), input/outputs (jika menggunakan framework untuk memvalidasi bagian input dan output). Spesifikasi kebutuhan
pengujian didefinisikan pada tahap spesifikasi kebutuhan atau desain.
3.
Kelebihan dan Kelemahan Black Box
Dalam uji
coba Black Box terdapat
beberapa kelebihan dan kelemahan. Berikut adalah keunggulan dan kelemahannya:
Tabel
2.1. Kelebihan dan Kelemahan Black Box
Kelebihan
|
Kelemahan
|
a) Black Box Testing dapat menguji
keseluruhan fungsionalitas
perangkat lunak.
b) Black
Box Testing dapat memilih
subset
test yang secara efektif dan
efisien
dapat menemukan cacat.
Dengan cara ini Black Box Testing
dapat membantu memaksimalkan
Testing investment.
|
a)
Ketika user melakukan Black
Box Testing, user tidak akan
pernah yakin apakah perangkat
lunak yang diuji
telah benar-
benar lolos pengujian.
|
2.1.4.
Konsep Dasar Prototipe
1.
Definisi Prototipe
Menurut Simarmata (2010:64),” Prototipe
adalah perubahan cepat di dalam perancangan dan pembangunan prototype. Sedangkan, menurut Wiyancoko (2010:120), ”Prototipe adalah model produk yang mewakili hasil produksi yang
sebenarnya”.
Dari pendapat yang dikemukakan di atas dapat disimpulkan bahwa prototype adalah proses pembuatan model produk
dalam perancangan.
a.
Prototipe Jenis I
Prototipe
jenis I sesungguhnya
akan menjadi sistem operasional. Pendekatan
ini hanya mungkin
jika peralatan prototyping memungkinkan
prototipe memuat semua
elemen penting dari sistem baru.
Langkah-langkah pengembangan prototipe jenis
I adalah sebagai berikut:
1.
Mengidentifikasi kebutuhan pemakai.
2.
Mengembangkan prototipe
3.
Menentukan apakah prototipe dapat diterima
4.
Menggunakan prototype
b.
Prototipe Jenis II
Prototipe jenis II merupakan suatu model
yang dapat dibuang yang berfungsi sebagai
alat cetak biru
bagi sistem operasional. Pendekatan ini dilakukan jika
prototipe tersebut hanya dimaksudkan untuk
tampilan seperti sistem
operasional dan tidak
dimaksudkan untuk memuat semua elemen penting.
Tiga langkah pertama dalam pengembangan
prototipe jenis II sama seperti untuk prototipe jenis I. Langkah-langkah
selanjutnya adalah sebagai berikut:
1.
Mengkodekan sistem operasional
2.
Menguji sistem operasional
3.
Menentukan jika sistem operasional dapat diterima
4.
Menggunakan sistem operasional
Sumber:
Sulindawati dan Muhammad
Fathoni di dalam
Jurnal SAINTIKOM (2010:8)
Gambar 2.6. Metode Prototipe
Menurut
Sasankar dan Vinay Chavan di dalam jurnal International
Journal of Computer Science & Technology (2011:139) Terdapat tiga pendekatan utama
prototyping, yaitu:
1.
THROW-AWAY
Prototype
dibuat dan dites. Pengalaman yang diperoleh dari pembuatan prototype digunakan untuk membuat produk akhir (final), kemudian prototype tersebut dibuang (tak dipakai).
2.
INCREMENTAL
Produk finalnya dibuat
sebagai komponen-komponen yang terpisah. Desain
produk finalnya secara keseluruhan haya ada satu tetapi dibagi dalam komonen-komponen lebih kecil yang terpisah
(independent).
3.
EVOLUTIONARY
Pada
metode ini, prototipenya tidak dibuang tetapi digunakan untuk literasi desain
berikutnya. Dalam hal ini,
sistem atau produk yang sebenarnya dipandang sebagai evolusi dari versi awal yang sangat terbatas menuju produk final atau produk
akhir.
2.
Kelebihan dan Kelemahan Prototipe
Kelebihan dan Kelemahan prototyping adalah sebagai berikut:
Tabel 2.2. Kelebihan dan Kekurangan Prototipe
Kelebihan
|
Kelemahan
|
a. Adanya komunikasi
yang baik antara pengembang dan
user.
b. Pengembang dapat bekerja lebih baik dalam menentukan kebutuhan user.
c. User berperan
aktif dalam
pengembangan sistem.
d. Lebih menghemat waktu
dalam pengembangan sistem.
e. Penerapan menjadi
lebih mudah karena pemakai mengetahui
apa yang diharapkannya
|
a. User kadang tidak melihat atau menyadari bahwa perangkat lunak yang ada belum mencantumkan kualitas perangkat lunak secara keseluruhan dan juga
belum memikirkan kemampuan pemeliharaan untuk jangka waktu lama.
b. Pengembang biasanya
ingin cepat menyelesaikan proyek. Sehingga menggunakan
algoritma dan bahasa pemrograman yang sederhana untuk membuat prototyping lebih
cepat selesai tanpa
memikirkan lebih lanjut
bahwa program
tersebut hanya merupakan cetak biru sistem.
c. Hubungan user dengan
computer yang disediakan mungkin tidak mencerminkan teknik perancangan yang
baik.
|
2.2.
Teori Khusus
Teori – teori khusus yang digunakan
penulis dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1.
Konsep dasar
mikrokontroller
2.
Mikrokontroller
ATMega 32U4
3.
Konsep dasar
komponen pasif
4.
Konsep dasar komponen
aktif
5.
Konsep dasar komunikasi I2C (Inter Intergrated Circuit)
6.
Konsep dasar
Komunikasi Modul bluetooth
7.
Operating system
Android
2.2.1.
Konsep Dasar Mikrokontroller
1.
Definisi
Mikrokontroler
Menurut Malik (2009:1), bahwa
“Mikrokontroler adalah sebagai sebuah
sistem komputer yang dibangun pada sebuah keping (chip) tunggal”.
Menurut Saefullah dkk (2009:319), “Mikrokontroler merupakan komponen utama atau
biasa disebut juga sebagai otak yang berfungsi sebagai pengatur pergerakan
motor (Motor Driver) dan pengolah
data yang dihasilkan oleh komparator sebagai bentuk keluaran dari sensor”
Mikrokontroler merupakan sebuah processor yang digunakan untuk
kepentingan kontrol. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu
komputer pribadi dan computer mainframe,
mikrokontroler dibangun dari elemen – elemen dasar yang sama. Seperti umumnya
komputer, mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan instruksi – instruksi
yang diberikan kepadanya. Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu
sistem terkomputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat oleh seorang
programmer. Program ini menginstruksikan komputer untuk melakukan tugas yang
lebih kompleks yang diinginkan oleh programmer.
2.
Karakteristik
Mikrokontroller
Menurut Malik (2009:2),
karakteristik mikrokontroler mempunyai beberapa komponen-komponen yaitu:
a.
CPU (Central
Procesing Unit)
b.
RAM (Read
Only Memory)
c.
I/O (Input/Output)
Adapun ketiga komponen tersebut
secara bersama-sama membentuk sistem komputer dasar. Beberapa mikrokontroler
memiliki tambahan komponen lain, misalnya ADC (Analog Digital Converter), Timer/Counter,
dan lain-lain.
3.
Klasifikasi
Mikrokontroller
Menurut Malik (2009:3), bahwa
Beberapa fitur yang dapat diklasifikasi pada umumnya ada di dalam
mikrokontroler adalah sebagai berikut:
a.
RAM
(Random Access Memory)
RAM digunakan oleh mikrokontroler untuk tempat
penyimpanan variabel. Memori ini
bersifat volatile yang berarti akan
kehilangan semua datanya jika tidak mendapatkan catu daya.
b.
ROM
(Read Only Memory)
ROM seringkali disebut sebagai kode memori karena
berfungsi untuk tempat penyimpanan program yang akan diberikan oleh user.
c.
Register
Merupakan tempat penyimpanan nilai–nilai yang akan digunakan dalam proses
yang telah disediakan oleh mikrokontroler.
d.
Special
Function Register
Merupakan register khusus yang berfungsi untuk
mengatur jalannya mikrokontroler. Register ini terletak pada RAM.
e.
Input
dan Output Pin
Pin input
adalah bagian yang berfungsi sebagai penerima signal dari luar, pin ini dapat
dihubungkan ke berbagai media input
seperti keypad, sensor, dan
sebagainya. Pin output adalah bagian yang berfungsi untuk mengeluarkan signal dari
hasil proses algoritma mikrokontroler.
f.
Interrupt
Interrupt
bagian dari mikrokontroler yang berfungsi sebagai bagian yang dapat melakukan
interupsi, sehingga ketika program utama sedang berjalan, program utama
tersebut dapat diinterupsi dan menjalankan program interupsi terlebih
dahulu.
2.2.2.
Mikrokontroller
ATMega32U4
Menurut Datasheet, ”ATMega32U4 merupakan mikrokontroler keluarga AVR 8 bit. Beberapa
tipe mikrokontroler yang sama dengan ATMega32U4 ini antara lain ATMega8535, ATMega16, ATMega328,
yang membedakan antara mikrokontroler antara lain adalah, ukuran memori,
banyaknya GPIO (pin input/output), peripherial (USART, timer,
counter, dll).”
Dari segi ukuran fisik, ATMega32U4 hanya memiliki
ukuran fisik tipe QFN/TQFP (Quad Flat No Lead Package/Thin Quad Flat Package) berbeda
dengan mikrokontroller lainnya yang memiliki ukuran fisik jenis PDIP (Plastic Dual In Line Package),
Mikrokontroller ini memiliki
beberapa fitur antara lain :
a.
135 macam instruksi yang hampir semuanya
dieksekusi dalam satu siklus clock.
b.
32 x 8-bit register serba guna.
c.
Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.
d.
32 KB
flash memory dan pada arduino
memiliki bootloader yang menggunakan
2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
e.
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.
f.
Memiliki
SRAM (Static Random Access Memory)
sebesar 2.5 KB.
g.
Memiliki pin I/O digital sebanyak 32 pin
6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation)
output.
h.
Master
/ Slave SPI Serial
interface.
Mikrokontroler
ATMega32U4 memiliki arsitektur
Harvard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data
sehingga dapat memaksimalkan kerja dan paralelisme.
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 tak 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. Berikut ini adalah tampilan arsitektur ATmega
32U4 :
Gambar
2.7. Arsitektur
ATMega32U4
(Sumber: Data sheet Microcontroler
ATMega32U4 : 8)
Gambar
2.8. Konfigurasi PIN ATMega32U4
(Sumber :
Data sheet Microcontroler ATMega32U4 : 8 )
Menurut
Datasheet,
ATMega32U4
memiliki 5 buah PORT utama yaitu PORT B, PORT C, PORT D, PORT E, dan PORT F
dengan total pin input/output
sebanyak 26 pin. PORT tersebut dapat difungsikan sebagai input/output digital atau difungsikan sebagai periperial lainnya.
Tabel
2.3. PORT B pada ATMEGA32U4
(sumber
: Datasheet)
Port Pin
|
Fungsi
|
PB7
|
OC0A/OC1C/PCINT7/RTS
(Output Compare and PWM Output A for
Timer/Counter0,
Output Compare and PWM Output C for Timer/Counter1 or Pin Change
Interrupt 7 or UART flow control RTS signal)
|
PB6
|
OC1B/PCINT6/OC.4B/ADC13 (Output Compare and PWM Output B for Timer/Counter1
or Pin Change Interrupt 6 or Timer 4 Output Compare B / PWM output or Analog to Digital Converter channel 13)
|
PB5
|
OC1A/PCINT5/OC.4B/ADC12
(Output Compare and PWM Output A for Timer/Counter1 or Pin
Change Interrupt 5 or Timer 4 Complementary Output Compare B / PWM output or Analog to Digital
Converter channel 12
|
PB4
|
PCINT4/ADC11 (Pin Change Interrupt 4 or Analog to Digital Converter
channel 11
|
PB3
|
PDO/MISO/PCINT3
(Programming Data Output or SPI Bus Master Input/Slave Output or Pin Change
Interrupt 3)
|
PB2
|
PDI/MOSI/PCINT2
(Programming Data Input or SPI Bus Master Output/Slave Input or Pin Change Interrupt 2
|
PB1
|
SCK/PCINT1
(SPI Bus Serial Clock or Pin Change Interrupt 1)
|
PB0
|
SS/PCINT0
(SPI Slave Select input or Pin Change Interrupt 0)
|
Tabel
2.4. PORT C pada ATMEGA32U4
(sumber
: Datasheet)
Port Pin
|
Fungsi
|
PC7
|
ICP3/CLKO/OC4A(Input
Capture Timer 3 or CLK0 (Divided
System Clock) or Output
Compare and direct PWM output A
for Timer 4)
|
PC6
|
OC.3A/OC4A (Output
Compare and PWM output A for
Timer/Counter3 or Output
Compare and complementary
PWM output A for Timer 4
|
PC5
|
Not present
on pin-out
|
PC4
|
PC3
|
PC2
|
PC1
|
PC0
|
Tabel
2.5. PORT D pada ATMEGA32U4
(sumber
: Datasheet)
Port Pin
|
Fungsi
|
PD7
|
T0/OC.4D/ADC10
(Timer/Counter0 Clock Input or Timer 4 Output Compare D / PWM output or Analog to
Digital Converter channel 10
|
PD6
|
T1/OC.4D/ADC9
(Timer/Counter1 Clock Input or Timer 4 Output
Complementary Compare D /
PWM output or Analog to Digital Converter channel 9)
|
PD5
|
XCK1/CTS
(USART1 External Clock Input/Output or UART flow control CTS signal
|
PD4
|
ICP1/ADC8 (Timer/Counter1 Input Capture Trigger or
Analog to Digital Converter channel 8)
|
PD3
|
INT3/TXD1 (External
Interrupt3 Input or USART1 Transmit Pin)
|
PD2
|
INT2/RXD1 (External
Interrupt2 Input or USART1 Receive Pin)
|
PD1
|
INT1/SDA (External
Interrupt1 Input or TWI Serial DAta)
|
PD0
|
INT0/SCL/OC0B (External
Interrupt0 Input or TWI Serial CLock or Output Compare for Timer/Counter0)
|
Tabel
2.6. PORT E pada ATMEGA32U4
(sumber
: Datasheet)
Port Pin
|
Fungsi
|
PE7
|
Not present on pin-out
|
PE6
|
INT6/AIN0 (External Interrupt
6 Input or Analog Comparator Positive Input)
|
PE5
|
Not present
on pin-out
|
PE4
|
PE3
|
PE2
|
HWB (Hardware bootloader
activation)
|
PE1
|
Not present on pin-out
|
PE0
|
Tabel
2.7. PORT F pada ATMEGA32U4
(sumber
: Datasheet)
Port Pin
|
Fungsi
|
PF7
|
ADC7/TDI (ADC input
channel 7 or JTAG Test Data Input)
|
PF6
|
ADC6/TDO (ADC input
channel 6 or JTAG Test Data Output)
|
PF5
|
ADC5/TMS (ADC
input channel 5 or JTAG Test Mode Select)
|
PF4
|
ADC4/TCK (ADC input
channel 4 or JTAG Test ClocK)
|
PF3
|
Not present on pin-out.
|
PF2
|
PF1
|
ADC1 (ADC input channel
1)
|
PF0
|
ADC0 (ADC input channel
0)
|
2.2.3
Konsep
Dasar Komponen Pasif
Menurut Rusmadi
(2009:10) bahwa “Komponen pasif adalah komponen-komponen elektronika yang
apabila dialiri aliran listrik tidak menghasilkan tenaga seperti: perubahan
tegangan, pembalikan fasa, penguatan dan lain-lain”.
Menurut Rusmadi
(2009:10), Ada beberapa komponen yang termasuk dalam komponen pasif di
antaranya adalah:
1.
Resistor atau Tahanan
2.
Kapasitor atau Kondensator
2.2.3.1 Konsep Dasar Resistor
Menurut Rusmadi
(2009:10), bahwa “Resistor adalah tahanan atau hambatan arus listrik”.
Menurut
Budiharto (2009:1), “Salah satu komponen elektronika yang berfungsi untuk
memberikan hambatan terhadap aliran arus listrik”.
Dari pengertian
di atas dapat disimpulkan bahwa Resistor adalah Komponen
elektronika yang berfungsi memberikan tahanan atau hambatan arus listrik.
Resistor
digunakan sebagai bagian dari jejaring elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah
satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari
bermacam-macam kompon dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari
paduan resistivitas tinggi sepertinikel-kromium).
Sumber: Rusmadi (2009:12)
Gambar
2.9. Resistor
Karakteristik
utama dari resisitor adalah resisitansinya dan daya listrik yang dapat
dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, listrik dan
induktansi. Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu.
Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, kebutuhan daya resistor
harus cukup dan disesuaikan dengan kebutuhan arus rangkaian agar tidak
terbakar.
Sumber : Rusmadi (2009:13)
Gambar
2.10. Skema Warna Resistor
Satuan dari Resistor merupakan
Ohm (simbol: Ω adalah satuan SI untuk resistansi listrik, diambil dari nama
George
Ohm.
Nilai
satuan terbesar yang digunakan untuk menentukan besarnya nilai resistor adalah:
1 Mega
Ohm (MΩ) = 1.000.000 Ohm.
1 kilo
Ohm (KΩ) = 1.000 Ohm.
Menurut
Rusmadi (2009:11), dalam bidang elektronika, Resistor dapat di bagi menjadi 2
yaitu:
a.
Resistor Tetap
Menurut
Rusmadi (2009:11), bahwa “Resistor Tetap adalah resistor yang nilainya
besaranyan sudah ditetepkan oleh pabrik pembuatannya dan tidak dapat di
ubah-ubah”.
Resistor
memiliki nilai resistansi, sebagai nilainya ada yang dicantumkan langsung pada
badannya dan sebagian lagi karena bentuk
fisiknya kecil. Menurut Rusmadi
(2009:15), Resistor dibagi menjadi 6 yaitu:
1.
Resistor Kawat
Resistor
kawat ini adalah jenis resistor pertama yang lahir pada generasi pertama pada
waktu rangkaian elektronika masih mengguanakan Tabung Hampa (Vacuum Tube). Bentuknya bervariasi dan
fisik agak besar. Resisistor ini biasanya banyak digunakan dalam rangkaian daya
karena memiliki ketahanan yang tinggi yaitu disipasi terhadap panas yang
tinggi.
2.
Resistor Batang Karbon (Arang)
Pada
awalnya resistor ini dibuat dari bahan karbon kasar yang diberi lilitan kawat
yang kemudian diberi tanda dengan kode warna berbentuk gelang dan untuk pembacaanya
dapat dilihat pada tabel kode warna.
3.
Resistor Keramik atau Porselin
Dengan
adanya perkembangan teknologi elektronika, saat ini telah dikembangkan jenis
resistor yang dibuat dari bahan keramik atau porselin. Jenis resistor ini
banyak dipergunakan dalam rangkaian-rangkaian modern seperti sekarang ini
karena bentuk fisiknya kecil dan memiliki ketahanan yang tinggi. Di pasaran
kita akan menjumpai resisitor jenis ini dengan ukuran bervariasi mulai dari 1/4
Watt, 1/3 Watt, ½ Watt, 1 Watt dan 2 Watt.
4.
Resistor Film Karbon
Sejalan
dengan perkembangan teknologi para produsen komponen elektronika telah
memunculkan jenis resistor yang dibuat dari bahan karbon dan dilapisi dengan
bahan film yang berfungsi sebagai pelindung terhadap pengaruh luar. Nilai
resistansinya dicantumkan dalam bentuk kode warna seperti pada Resistor Karbon.
5.
Resistor Film Metal
Resistor
Film Metal dibuat dengan bentuk hamir menyerupai resistor film karbon dan
memiliki keadalan dan stabilitas yang tinggi dan tahan terhadap perubahan
temperatur.
6.
Resistor Tipe Film Tebal
Resistor
jenis ini bentuknya merip dengan resistor film metal, namun resistor ini
dirancang khusus agar memiliki kehandalan yang tinggi. Sebagai contoh sebuah
resistor film tebal dengan rating daya
2 Watt saja sudah mampu untuk dipakai menahan beban tegangan di atas satuan
Kilo Volt.
b.
Resistor Tidak Tetap
Menurut
Rusmadi (2009:16), bahwa “Resistor Tidak Tetap adalah Resistor yang nilai
resistansinya (tahananya) dapat dirubah-rubah sesuai dengan keperluan dan
perubahannya dapat dilakukan dengan jalan mengeser atau memutar pengaturnya”.
Menurut
Rusmadi (2009:16), bahwa Resistor Tidak Tetap dibagi menjadi 8 yaitu:
a)
Potensiometer
Potensiometer adalah
komponen pembagi tegangan yang dapat disetel sesuai dengan keinginan. Bentuk
fisik dari Potensiometer pada umumnya besar dan dibuat dari bahan kawat atau
arang (karbon).
b)
Potensiometer Preset
Potensiometer Preset bentuknya
sangat kecil danpengaturannya sama dengan Trimpot yaitu dengan menggunakan obeng
yang diputar pada bagian lubang coakan.
c)
NTC dan PTC
NTC adalah singakatan dari Negative Temperature Coefficient sedangkan
PTC adalah singkatan dari Positive Temperature Coefficient. Sifat dari
komponen NTC adalah Resisitor yang nilai tahannya akan menurun apabila
temperature sekelilingnya naik dan sebaliknya komponen PTC adalah Resistor yang
nilai tahannya akan bertambah besar apabila temperaturnya turun.
d)
LDR ( Light Dependent Resisitor)
LDR adalah singkatan dari Light Dependent Resisitor yaitu resisitor
yang tergantung cahaya, artinya nilai tahannya akan berubah-ubah apabila
terkena cahaya dan perubahannya tergantungdari intensitas cahaya yang
diterimanya.
e)
VDR (Volttage Dependent Resistor)
VDR adalah singkatan dari Volttage Dependent Resistor yaitu
resistoryang nilai tahannya akan berubah tergantung tegangan yang diterimanya.
Sifat dari VDR adalah semakin besar tegangan yang diterimanya maka tahanannya
akan semakin mengecil sehingga arus yang melalui VDR akan bertambah besar.
2.2.3.2 Konsep Dasar Kapasitor atau Kondensator
1.
Definisi Kapasitor atau Kondensator
Menurut
Budiharto (2009:2), “Kapasitor
adalah komponen elektrik yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik”.
Menurut Rusmadi (2009:20), bahwa
“Kapasitor adalah Komponen elektronika yang mampu menyimpan arus dan tegangan
listrik sementara waktu”. Seperti juga halnya resistor, kapasitor adalah
termasuk salah satu komponen pasif yang banyak digunakan dalam membuat
rangkaian elektronika.
Dari pengertian di atas dapat
disimpulkan bahwa kapasitor adalah
komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan arus atau tegangan
listrik sementara.
Dalam bidang elektronika komponen
kapasitor adakalanya disebut kondensator. Kapasitor sendiri berasal dari kata capacitance atau kapasitas yang artinya
adalah kemampuan untuk menyimpan arus listrik (Dalam istilah elektronika
diistilahkan sebagai “Muatan Listrik.”) Jadi kapasitor adalah suatu komonen
yang dapat diisi dengan muatan listrik kemudian disimpan untuk sementara waktu
dan selanjutnya muatan tersebut di kosongakan /dibuang melalui suatu sistem
atau dihubungkan ke bumi.
Kondensator
diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif serta
memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.
Sumber: Rusmadi
(2009:20)
Gambar
2.11 Lambang Kondensator
Sedangkan
jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak
mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat
pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing
baju.
Sumber: Rusmadi
(2009:20)
Gambar
2.12 Lambang Kapasitor
Namun
kebiasaan dan kondisi serta artikulasi bahasa setiap
negara tergantung pada masyarakat yang lebih sering menyebutkannya. Kini
kebiasaan orang tersebut hanya menyebutkan salah satu nama yang paling dominan
digunakan atau lebih sering didengar. Pada masa kini, kondensator sering
disebut kapasitor (capacitor) ataupun sebaliknya yang pada ilmu
elektronika disingkat dengan huruf (C).
Satuan
dari kapasitansi kondensator adalah Farad (F). Namun Farad adalah satuan
yang terlalu besar, sehingga digunakan:
1.
Pikofarad () =
2.
Nanofarad () =
3.
Microfarad () =
Satuan Farad adalah satuan yang sangat
besar dan jarang dipergunakan dalam percobaan. Dalam prakteknya biasanya
dipergunakan satuan Farad dalam bentuk pecahan seperti berikut ini:
a.
1 Farad (F) = 1.000.000 µF
(mikroFarad)
b.
1 mikroFarad (µF) =
1.000 nF (nanoFarad)
c.
1 nanoFarad (nF) =
1.000 pF (pikoFarad)
Tabel 2.6 Nilai
Kapasitansi
Sumber
: Rusmadi (2009:21)
Nilai Kapasitansi
Padanan
|
pF (pikoFarad)
|
nF (nanoFarad)
|
µF (mikroFarad)
|
1
|
0,001
|
0,000 001
|
10
|
0,01
|
0,000 01
|
100
|
0,1
|
0,000 1
|
1000
|
1,0
|
0,001
|
10.000
|
10,0
|
0,01
|
100.000
|
100,0
|
0,1
|
1.000.000
|
1000,0
|
1,0
|
|
10000,0
|
10,0
|
|
100 000
|
100,0
|
|
1 000 000
|
1000,0
|
Ada jenis kapasitor lain seperti
kapasitor elektrolit yang selain memiliki nilai kapasitas juga memiliki
parameter-parametera lain seperti batas tegangan kerja. Batas tegangan kerja (Working Voltage) yaitu batas tegangan
maksimum di mana kapasitas tersebut dapat dioperasikan dalam suatu rangaian.
Parameter tersebut biasanya dicantumkan langsung pada badan kapasitor. Selain
daripada itu untuk jenis-jenis kapasitor pada umumnya diberi tanda (+) dan (-).
Tanda tersebut adalah menyatakan polaritas yang harus dihubungkan dengan catu
daya. Dalam pemasanganannya harus diperhatikan baik-baik jangan sampai kedua
tanda tersebut dipasang terbalik sebab apabiala sampai terbalik akan
mengakibatkan kerusakan pada kapasitor tersebut dan bahkan akan merusak
rangkaian yang akan dibuat.
2.2.4
Konsep
Dasar Komponen Aktif
Menurut Rusmadi
(2009:33), bahwa “Komponen aktif adalah Komponen yang apabila dialiri aliran
listrik akan menghasilkan sesuatu tenaga baik berbentuk penguatan maupun
mengatur aliran listrik yang melaluinya”.
Menurut Rusmadi (2009:33), ada beberapa yang
termasuk komponen aktif antara lain adalah:
1.
Dioda
2.
Transistor
3.
IC (Intragated
Circuit)
2.2.4.1
Konsep
Dasar Dioda
Menurut
Budiharto (2009:02), “Piranti semikonduktor yang mengalirkan arus ke satu
arah”.
Kalau ia dialiri arus AC maka akan berhasil didapatkan
arus DC dari arus AC ini. Karenanya pada sifat yang demikian maka dioda bisa
digunakan sebagai perata arus yang biasa dipasang di adaptor.
Menurut Rusmadi (2009:32), bahwa “Dioda adalah termasuk komponen
semikonduktor yang terdiri dari 2 buah elektroda yaitu anoda (bahan P) dan
katoda (bahan N)”.
Dari pengertian di atas dapat disimpulkan
bahwa Dioda adalah piranti semikonduktor yang terdiri dari 2 buah elektroda
yaitu anoda (bahan P) dan katoda (bahan N).Komponen elektronika dengan dua
terminal, yang terbentuk dari dua jenis semikonduktor, yaitu type P yang biasa
disebut dengan anoda dan type N yang biasa disebut dengan katoda, dimana
kemudian kedua semikonduktor ini digabungkan. Untuk membuat diode dalam keadaan
conduct, diperlukan tegangan biasnya sebesar 0,3 volt untuk dioda dengan bahan
germanium atau 0,7 volt untuk dioda dengan bahan silikon.
Sumber: Rusmadi (2009:33)
Gambar
2.14 Dioda
Perlu diketahui
bahwa komponen dioda ini pada umumnya hamper selalu dipergunakan dalam
rangkaian, terutama pada rangkaian Power Supply.
Menurut Rusmadi
(2009:34) Fungsi diode dalam suatu rangkaian adalah:
1.
Penyearah tegangan
listrik.
2.
Pengaman tegangan listrik.
3.
Memblokir tegangan listrik.
2.2.4.2
Konsep
Dasar Transistor
Menurut Budiharto (2009:3), bahwa “Transistor adalah
memiliki 3 terminal biasanya dibuat dari bahan silicon atau germanium”.
Menurut Rusmadi (2009:42), bahwa “Transistor adalah
merupakan komponen dasar yang paling penting dan banyak dipergunakan dalam
setiap rangkaian”.
Dari pengertian di atas dapat disimpulkan bahwa
Transistor adalah merupakan komponen dasar yang paling dan banyak digunakan
pada setiap rangkaian.
Alat semikonduktor yang dipakai
sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching),
stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor
dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT)
atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat
akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Sumber: Rusmadi (2009:40)
Gambar 2.15 Transistor
Pada
umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan
Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai
untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis,
yaitu pada keluaran tegangan dan arus output
Kolektor.
Transistor
memiliki 2 dioda yang kutub positif atau kutub negatifnya terhimpit, serta
memiliki terminal, yaitu emitter (E), kolektor (C), dan basis (B). BJT dapat
dibagi menjadi dua jenis berikut ini:
1.
NPN
(Negative Positive Negative)
Transistor NPN terdiri dari 1 lapisan
semikondutor tipe-p di antara 2 lapisan semikonduktor tipe-n. Arus kecil yang
memasuki basis pada emitter dikuatkan di keluran kolektor. Dengan kata lain,
transistor NPN hidup ketika tegangan basis lebih tinggi dari pada tengan
emitter.
Sumber: Rusmadi (2009:41)
Gambar 2.16 Simbol
Transistor NPN
2.
PNP
(Positive Negative Positive)
Transistor
PNP terdiri dari 2 lapisan semikonduktor tipe-n di antara 2 alpisan
semikonduktor tipe-p. arus kecil yang meninggalkan basis pada moda tunggal
emitter dikuatkan dikeluran kolektor. Dengan kata lain, transistor PNP hidup
ketika tegangan basis lebih rendah dari pada tegangan emitter.
Sumber: Rusmadi
(2009:41)
Gambar 2.17 Simbol Transistor PNP
Transistor merupakan
komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian
analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog
melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat
sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital,
transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan
tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga
berfungsi sebagai logic gate,
memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya.
2.2.4.3 Konsep Dasar IC (Integrated Circuit)
Menurut
Rusmadi (2009:46), bahwa “IC adalah Sebuah rangkaian terpadu”. Komponen Integrated Circuit dirancang dari
beberapa komponen elektronika seperti transistor, dioda, resistor, kapasitor,
dan komponen lainya, sehingga menjadi satu kesatuan yang berbentuk chip.
Sumber: Rusmadi (2009:46)
Gambar 2.18 IC (Integrated
Circuit)
Menurut
Rusmadi (2009:48), ada beberapa keuntungan dari pengguna IC diantaranya ialah:
a)
Bentuk fisiknya kecil sehingga
rangakian jadinya akan kelihatan kecil dan kompak (compo).
b)
Catu daya yang diperlukan
kecil.
c)
Sistem operasional sangat
praktis dan cepat
d)
Baik pemasangan maupun
pemakaiannya mudah dan praktis.
e)
Harganya relatif murah
dibanding dengan menggunakan transistor.
Jenis-jenis IC sangat banyak dan beraneka ragam sesuai dengan
kebutuhan penggunaannya. Misalnya saja IC analog, digital, penguat audio,
penguat RF (Radio Frequency), IC regulator, CMOS. Semuanya memiliki kegunaan
dan karakteristik sendiri-sendiri yang bisa kita lihat di datasheet
IC.
2.2.10
Konsep
dasar komunikasi I2C (Inter Intergrated
Circuit)
Antarmuka serial 2 kabel
(TWI) sangat ideal untuk diterapkan pada aplikasi menggunakan mikrokontroller.
Protokol ini mengizinkan desain sistem untuk saling berkoneksi sampai 128
piranti yang berlainan menggunakan hanya 2 jalur dua arah, satu untuk clock
(SCL) dan satunya untuk data (SDA). Perangkat keras eksternal yang dibutuhkan
untuk mengimplementasikan jaringan ini adalah resistor pull-up tunggal untuk
setiap jalur bus TWI. Semua piranti dikoneksikan ke bus tersebut mempunyai alamat
mandiri, dan mekanisme pengaturan bus yang kemungkinan bertabrakan dalam
protokol TWI akibat memiliki jalur yang sama untuk semua piranti. Gambar
koneksi antarpiranti dalam protokol TWI di tunjukkan pada gambar .
Gambar 2.19 Diagram koneksi antarpiranti dalam
protokol TWI
Terlihat pada gambar desain protokol perangkat kerasnya sangat mendukung
fleksibilitas sistem. Saat ini desain sistem elektronik dan komputer dituntut
untuk semakin ringkas dan fleksibel, di mana ukuran fisik IC semakin diperkecil
dan jumlah pin diminimalkan dengan tetap menjaga fleksibilitas dan kompabilitas
IC sehingga mudah untuk digunakan dalam berbagai keperluan desain yang berbeda.
Banyak perusahaan semikonduktor yang berusaha mengembangkan cara baru
komunikasi antar-IC yang lebih mendukung terhadap keinginan tersebut sebagai
alternatif dari hubungan antar-IC secara paralel (parallel bus) yang sudah
dikenal luas. Salah satu metode yang telah matang dan dipakai secara luas
adalah I2C, singkatan dari Inter Intergrated Circuit bus yang dikembangkan oleh
Philips Semiconduktor sejak tahun 1992, dengan konsep dasar komunikasi 2 arah
antar-IC dan/atau antar sistem secara serial menggunakan 2 kabel.
Setiap IC yang terhubung dalam I2C memiliki alamat
yang unik yang dapat diakses secara perangkat keras dengan protokol
master/slave yag sederhana, dan mampu mengakomodasikan multi-master. I2C
merupakan bus serial dengan orientasi data 8 bit, komunikasi 2 arah, dengan
kecepatan transfer data sampai 100Kbit/s pada mode standar dan 3,4 Mbit/s pada
mode kecepatan tinggi. Jumlah IC yang dapat dihubungkan pada I2C bus hanya
dibatasi oleh kapasitas beban pada bus, yaitu maksimum 400pF.
Keuntungan yang didapat dengan menggunakan I2C
antara lain :
·
Meminimalkan jalur hubungan antar-IC
·
Menghemat luasan PCB yang dibutuhkan.
·
Membuat sistem yang didesain berorientasi software
(mudah diekspan dan di upgrade).
·
Membuat sistem yang didesain menjadi standar
sehingga dapat dihubungkan dengan sistem lain yang juga menggunakan bus I2C.
2.2.11.
Konsep dasar
Komunikasi Modul Bluetooth
(a)
(b)
Gambar 3.3. (a)
Tampilan Fisik Modul bluetooth HC-05, (b) letak Pin Module bluetooth HC-05
Dalam
perancangan Bluetooth ini, menggunakan modul Bluetooth HC-05. Yang memiliki spesifikasi sebagai berikut :
o Bluetooth protocal: Bluetooth
Specification v2.0+EDR
o Frequency: 2.4GHz ISM band
o Modulation: GFSK(Gaussian Frequency Shift
Keying)
o Emission power: ≤4dBm, Class 2
o Sensitivity: ≤-84dBm at 0.1% BER
o Speed: Asynchronous: 2.1Mbps(Max) / 160
kbps,
o Synchronous: 1Mbps/1Mbps
o Security: Authentication and encryption
o Profiles: Bluetooth serial port
o Power supply: +3.3VDC 50mA
o Working temperature: -20 ~ +75 Centigrade
o Dimension: 26.9mm x 13mm x 2.2 mm
2.2.12.
Operating System Android
2.2.12.1.Sejarah Android
Android menyediakan platform terbuka bagi para
pengembang untuk menciptakan aplikasi mereka sendiri untuk digunakan oleh
bermacam peranti bergerak. Awalnya, Google Inc. membeli Android Inc., pendatang
baru yang membuat peranti lunak untuk ponsel. Kemudian untuk mengembangkan Android,
dibentuklah Open Handset Alliance,
konsorsium dari 34 perusahaan peranti keras, peranti lunak, dan telekomunikasi,
termasuk Google, HTC, Intel, Motorola, Qualcomm, T-Mobile, dan Nvidia.
Di dunia ini terdapat dua jenis distributor
sistem operasi Android. Pertama yang mendapat dukungan penuh dari Google atau Google Mail Services (GMS) dan kedua
adalah yang benar–benar bebas distribusinya tanpa dukungan langsung Google atau
dikenal sebagai Open Handset Distribution
(OHD).
2.2.12.2.Perkembangan Android
Wahana
(2012:2) didalam bukunya mengemukakan perkembangan
Android dan keunggulannya diantaranya sebagai berikut:
a.
Android versi 1.1
Pada 9 Maret 2009, Google
merilis Android versi 1.1. Android versi ini dilengkapi dengan pembaruan
estetis pada aplikasi, jam alarm, voice search (pencarian suara),
pengiriman pesan dengan Gmail, dan pemberitahuan email.
b.
Android Versi 1.5
(Cupcake)
Pada pertengahan Mei 2009, Google kembali merilis telepon
seluler dengan menggunakan Android dan SDK (Software Development Kit)
dengan versi 1.5 (Cupcake). Terdapat beberapa pembaruan termasuk juga
penambahan beberapa fitur dalam seluler versi ini yakni kemampuan merekam dan
menonton video dengan modus kamera, mengunggah video ke Youtube dan gambar ke
Picasa langsung dari telepon, dukungan Bluetooth A2DP,
kemampuan terhubung secara otomatis ke headset
Bluetooth, animasi layar, dan keyboard pada layar yang dapat
disesuaikan dengan sistem.
c.
Android Versi 1.6 (Donut)
Donut (versi 1.6) dirilis pada September dengan
menampilkan proses pencarian yang lebih baik dibanding sebelumnya, penggunaan
baterai indikator dan kontrol applet VPN. Fitur lainnya adalah galeri yang
memungkinkan pengguna untuk memilih foto yang akan dihapus, kamera, camcorder
dan galeri yang dintegrasikan, CDMA / EVDO, 802.1x, VPN, gestures, kemampuan
dial kontak, teknologi text to change speech, pengadaan
resolusi VWGA.
d.
Android Versi 2.1 (Eclair)
Pada 3 Desember 2009 kembali diluncurkan ponsel Android dengan versi 2.0/2.1
(Eclair), perubahan yang dilakukan adalah pengoptimalan hardware, peningkatan
Google Maps 3.1.2, perubahan UI dengan browser baru dan dukungan HTML5, daftar
kontak yang baru, dukungan flash untuk kamera 3,2 MP, digital Zoom, dan
Bluetooth 2.1.
e.
Android Versi 2.2 (Froyo: Frozen Yogurt)
Pada 20 Mei 2010, Android versi 2.2 rev 1 (Froyo)
diluncurkan. Android inilah yang sekarang sangat banyak beredar di pasaran,
salah satunya adalah dipakai samsung FX tab yang sudah ada di pasaran, fitur
yang tersedia di android versi ini sudah kompleks di antaranya adalah ;
a.
Kerangka aplikasi: itu
memungkinkan penggunaan dan penghapusan komponen yang tersedia.
b.
Dalvik mesin virtual:
mesin virtual dioptimalkan untuk perangkat telepon seluler.
c.
Grafik: grafik di 2D
dan grafis 3D berdasarkan pustaka OpenGL.
d.
SQLite: untuk
penyimpanan data.
e.
Mendukung media: audio,
video, dan berbagai format gambar (MPEG4, H.264, MP3, AAC, AMR, JPG, PNG, GIF)
f.
GSM, Bluetooth, EDGE,
3G, 4G dan WiFi (tergantung piranti keras)
g.
Kamera, Global Positioning System (GPS), kompas,
NFC dan accelerometer (tergantung
piranti keras)
f.
Android Versi 2.3 (Gingerbread)
Pada 6
Desember 2010, Android versi 2.3 (Gingerbread) diluncurkan. Perubahan-perubahan
umum yang didapat dari Android versi ini antara lain peningkatan kemampuan
permainan (gaming), peningkatan fungsi copy paste, layar antar muka (User Interface) didesain ulang, dukungan
format video VP8 dan WebM, efek audio baru (reverb, equalization, headphone
virtualization, dan bass boost), dukungan kemampuan Near Field Communication
(NFC), dan dukungan jumlah kamera yang lebih dari satu.
g.
Android Versi 3.0
(Honeycomb)
Android Honeycomb dirancang khusus untuk tablet. Android versi ini mendukung
ukuran layar yang lebih besar. User Interface pada Honeycomb juga berbeda
karena sudah didesain untuk tablet. Honeycomb juga mendukung multi prosesor dan juga akselerasi perangkat keras
(hardware) untuk grafis.
h.
Android Versi 4.0 (Ice
Cream Sandwich)
Ice Cream Sandwich didesain untuk baik itu telepon
ataupun tablet. Android ICS menawarkan banyak peningkatan dari apa yg sudah ada
di Gingerbread dan Honeycomb dengan pada saat yang sama memberikan
inovasi-inovasi baru. Beberapa peningkatan itu antara lain kemampuan copy paste
yang lebih baik, data logging dan warnings, dan kemampuan utk mengambil screenshot dengan menekan power dan
volume bersamaan. Selain itu keyboardnya dan kamus juga mendapat perbaikan. Inovasi-inovasi baru di ICS
antara lain penggunaan font “Roboto”. di Android 4.0 Ice Cream Sandwich System
Bar dan Action Bar. adanya Android 4.0 Ice Cream Sandwich voice control yang
memungkinkan kita mendikte teks yang ingin kita ketik. Selain itu Face Unlock
merupakan salah satu hal yang menonjol di Android versi baru ini. Juga ada NFC
based app yang disebut Android Bump, yang memungkinkan pengguna untuk bertukar
informasi/data hanya dengan menyentuhkan gadget.
i.
Android Versi 4.1 (Jelly
Bean)
Android Jelly Bean yaang diluncurkan pada acara Google
I/O lalu membawa sejumlah keunggulan dan fitur baru. Penambahan baru
diantaranya meningkatkan input
keyboard, desain baru fitur pencarian, UI yang baru dan pencarian melalui Voice
Search yang lebih cepat.
Tidak ketinggalan Google Now juga menjadi bagian yang diperbarui.
Google Now memberikan informasi yang tepat pada waktu yang tepat pula. Salah
satu kemampuannya adalah dapat mengetahui informasi cuaca, lalu-lintas, ataupun
hasil pertandingan olahraga. Sistem operasi Android Jelly Bean 4.1 muncul
pertama kali dalam produk tablet Asus, yakni Google Nexus 7.
2.2.12.3.Android SDK
Menurut Nazruddin Safaat H (2011:15), “SDK (Software Development Kit) merupakan alat bantu dan API dalam
mengembangkan aplikasi pada platform android menggunakan bahasa pemrograman
JAVA”
SDK Android sebenarnya adalah kumpulan tools yang di
sediakan oleh google untuk para pengembang yang ingin mencoba mengembangkan
aplikasi android nya. Sdk sendiri merupakan kependekan dari system development
kits, dalam sdk ini terdapat tools tool yang di butuhkan dalam pengembangan
android, diantaranya adalah:
Gambar
2.19. Tampilan Tools SDK
a.
Adb Shell
Adb sendiri merupakan bagian
dari android development bridge yang dapat menjalankan terminal
android seperti anda menjalankan terminal pada sistem operasi linux, dan command yang terdapat adalam adb shell
sendiri sama seperti command linux
pada umumnya, dan sistem yang berjalan pun juga hampir sama seperti linux pada
umumnya.
b.
Android Simulator
Fungsi dari android simulator ini
berguna untuk para programer yang ingin melakukan testing aplikasi yang di buat
nya kedalam sistem operasi android secara virtual sebelum mengaplikasikanya
kedalam handset android sebenarnya, bila kita menjalankan android virtual ini,
yang kita lihat sama seperti kita menjalankan handset android yang sesungguh
nya, dan versi versi android terdahulu juga bisa kita jalankan apabila kita
menginstal dan mendownload nya pada situs resmi google
Gambar
2.20. Tampilan android simulator
2.2.13. Pemrograman Basic 4 Android
Gambar
2.21. Tampilan IDE Basic 4
Android
Basic4android adalah development tool sederhana yang powerful untuk membangun aplikasi Android. Bahasa Basic4android mirip dengan bahasa Visual Basic dengan tambahan dukungan untuk objek. Aplikasi Android (APK) yang dicompile oleh Basic4Android adalah aplikasi Android native/asli dan tidak ada extra runtime seperti di Visual Basic yang ketergantungan file msvbvm60.dll, yang pasti aplikasi yang dicompile oleh Basic4Android adalah NO DEPENDENCIES (tidak ketergantungan file oleh lain). IDE Basic4Android hanya fokus pada development Android.
Basic4Android termasuk designer GUI untuk aplikasi Android yang powerful dengan dukungan Built -in untuk multiple screens dan orientations, serta tidak dibutuhkan lagi penulisan XML yang rumit, dapat di develop
dan debug dengan Emulator Android atau dengan real device (koneksi ke USB atau
melalui local network).
Gambar
2.22. Tampilan Designer Basic 4
Android
2.3.
Literature Review
Berikut
ini adalah penelitian yang telah dilakukan dan memiliki kolerasi yang searah
dengan penelitian yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini diantara lain:
1.
Penelitian yang dilakukan
oleh Reza Handaru Winasis (2014) yang berjudul “Pemanfaatan Sensor
Accelorometer pada Smartphone Android Sebagai Kendali Pagar Rumah Melalui
Bluetooth”. Penelitian ini mambahas tentang
mengendalikan pintu pagar rumah, yang dapat dilakukan dengan
memanfaatkan Sensor Accelerometer. Dengan menggunakan aplikasi Android Sensor
Accelerometer mengirimkan String tertentu kepada mikrokontroller ATmega 8
melalui komunikasi Bluetooth HC-05 untuk membuka pintu pagar rumah.
2.
Penelitian Supriyadi dari STMIK RAHARJA Tangerang yang berjudul
“Pemanfaatan Teknologi Bluetooth
Untuk Indikator Posisi Suatu Benda” tahun 2013. Pada penelitian ini bertujuan
memanfaatkan media bluetooth untuk membantu mencari posisi suatu benda.
3.
Penelitian yang dilakukan oleh Dhida Restu Giri Madya
(2014) yang berjudul “Prototype pengendali pintu dan jendela mobil menggunakan
smartphone berbasis atmega 328p di kelurahan Cibogo”. Dalam penelitian ini salah satunya membahas tentang
komunikasi serial antara arduino dengan smartphone
android lewat media Bluetooth.
4.
Penelitian yang dilakukan Reza Nursyah Putra (2014) yang
berjudul “Prototipe Alat Pembersih Toren Otomatis menggunakan SMS Gateway pada
PT. Cahaya Televisi Indonesia”. Dalam penelitian ini salah satunya membahas tentang
pengambilan data sebuah pesan singkat pada smartphone.
5.
Penelitian yang dilakukan Vani Banu Aji (2014) yang
berjudul “Alat Penghitung Jumlah Botol menggunakan Sensor Inductive Proximity
dengan Kapasitas 1000 Botol per Menit pada Mesin Filling PT. Cola-Cola
Ungaran”. Pada penelitian ini salah satunya membahas tentang Komunikasi I2C
(Inter Intregated Circuit) pada Mikrokontroller.
6.
Penelitian yang dilakukan Andy Renauld (2014) yang
berjudul “Sistem Notifikasi Antrian Berbasis Android”, pada penelitian ini
salah satunya membahas sistem notifikasi pada sebuah smartphone android.
Keterkaitan pembahasan dari
penelitian – penelitian yang dilakukan sebelumnya pada literature review di
atas adalah adanya komunikasi serial melalui bluetooth, komunikasi I2C dan
sebuah sistem yang memiliki notifikasi sebuah sms atau pesan singkat.