bab ii landasan teori · 5 bab ii landasan teori 2.1. perangkat keras perangkat keras adalah bagian...
TRANSCRIPT
5
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Perangkat Keras
Perangkat keras adalah bagian komponen-komponen dari sebuah alat yang
berfungsi untuk memberikan masukan, mengolah, dan menampilkan keluaran.
Dan digunakan oleh sistem untuk menjalankan perintah yang diprogramkan.
Dalam hal ini penulis akan menjelaskan perangkat keras apa saja yang digunakan
dalam pembuatan alat ini, maka penulis memasukkan perangkat menjadi beberapa
kelompok yaitu sumber tegangan, komponen elektronika,Modul RFID
MFRC522,tag RFID, relay, led, buzzer, magnetic door dan arduino uno r3.
2.1.1. Fixed Voltage Regulator
Menurut Fadillah dkk. (2018:62) “ Voltage Regulator atau pengukur
tegangan adalah salah satu rangkaian yang sering dipakai dalam peralatan
elektronika. Fungsi Voltage regulator adalah untuk mempertahankan atau
memastikan tegangan pada level tertentu secara otomatis. artinya tegangan output
(keluaran) DC pada voltage regulator tidak dipengaruhi oleh perubahan tegangan
input (masukan), beban pada output dan juga suhu.
Fixed Voltage Regulator adalah jenis IC regulator tetap atau pengatur
tegangan tetap. Batas output tegangan yang dihasilkan oleh IC nilanya
tetap. Contoh IC 7805 memiliki batas nilai output 5 volt dan tidak bisa
dibuah-ubah lagi.
Fixed Voltage Regulator dibedakan menjadi dua jenis yakni Positive
Voltage Regulator dan Negative Voltage Regulator. Contoh dari Positive
Voltage Regulator adalah IC 78xx. Nilai yang ada di belakang tipe IC atau
6
nilai xx menunjukkan batas nilai tegangan IC tersebut. Misal 7805
punya batas nilai 5 volt, 7809 punya batas 9 volt, dan 7812 punya batas
12 volt
Sedangkan contoh Negative Voltage Regulator adalah IC tipe 79xx seperti
7905 dan 7912. Sebenarnya Positive Voltage Regulator dan Negative
Voltage Regulator punya fungsi sama. Yang membedakan antara dua jenis
IC fixed regulator tersebut hanyalah polaritas yang ada pada tegangan
outputnya.
Sumber: https://www.bukalapak.com/p/elektronik/komponen-elektronik/1d4fa1-
jual-ic-regulator-7812-l7812-l7812cv-positif-voltage-12v
Gambar II.1. IC Regulator 7812
7
2.1.2. Sumber Tegangan
Menurut Tuwaidan,dkk (2015:39), ”Catu daya merupakan suatu rangkaian
yang paling penting bagi rangkaian elektronika. Ada dua sumber catu daya,
yaitu sumber AC (Alternating Current) dan sumber DC (Direct Current).
Sumber AC adalah sumber tegangan bolak-balik, sedangkan sumber tegangan
DC adalah sumber tegangan searah. Tegangan DC juga dapat diperoleh dari
baterai. Perangkat elektronik seharusnya dicatu oleh suplai arus searah DC
yang stabil agar dapat bekerja dengan baik. Baterai adalah sumber daya catu
yang paling baik. Namun, untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih
besar, sumber dari baterai tidak cukup. Sumber catu daya yang besar adalah
sumber AC dari pembangkit tenaga listrik. Untuk itu, diperlukan suatu
perangkat catu daya yang dapat mengubah tegangan AC menjadi DC.”
Berikut gambar dari rangkaian adapator:
Sumber : Hasil Penelitian
Gambar II.2. Rangkaian Adapator
2.1.3. Komponen Elektronika
Menurut Maulana & Purnama, (2017:93) ”Kompoenen elektronika adalah
elemen terkecil dalam suatu rangkaian elektronika. Dalam rangkaian elektronika
pada umumnya terdiri dari komponen aktif dan komponen pasif.” Setiap
komponen elektronika dibuat dengan nilai dan fungsi yang berbeda
8
berdasarkan produsen pembuat komponen elektornika tersebut. Setiap
komponen elektronika memiliki tipe, nilai dan simbol yang berbeda-beda. Tipe
dan nilai yang melekat pada suatu komponen elektronika memberi arti fungsi
dan pabrikan pembuatnya. Sedangkan simbol komponen elektronika ditentukan
berdasarkan jenis dan fungsinya tanpa membedakan pabrikan pembuatan
komponen elektornika tersebut. Komponen elektronika dapat dibedakan
berdasarkan bentuk dan cara pemasangannya dan dibedakan berdasarkan fungsi
dan cara kerjanya.
Berdasarkan bentuk dan cara pemasangan komponen elektronika
dibedakan dalam 2 jenis yaitu jenis SMD (Surface Mount Device) dan jenis
umum atau regular.
1. Komponen Elektronika Jenis Umum (Reguler)
Komponen jenis umum adalah komponen elektronika yang secara fisik
memiliki pin atau kaki dengan tujuan cara pemasangannya menggunakan
PCB yang berlubang. Yaitu posisi komponen diletakan pada PCB kemudian
pin atau kaki komponen pada sisi PCB yang lain untuk disolder pada jalur
PCB tersebut. Beberapa komponen elektronika jenis umum dapat dilihat
dalam gambar dbawah.
9
Sumber : http://zonaelektro.net/mengenal-komponen-elektronika-dan-fungsinya/
Gambar II.3. Komponen Elektronika Reguler
Komponen elektronika jenis ini pada umumnya digunakan untuk
membuat sistem sederhana yang tidak menuntut fisik perangkat yang kecil
atau digunakan pada perangkat atau sistem elektronik dengan daya besar.
2. Komponen Elektronika Jenis SMD (Surface Mount Divice)
Komponen elektronika jenis SMD (Surface Mount Device) ini adalah
komponen elektronika yang cara pemasangannya langsung ditempelkan dan
disolder dengan PCB pada sisi jalur PCB. Komponen elektronika jenis
SMD ini juga dilengkapi pin atau kaki, akan tetapi sisik kaki atau pin
komponen jenis SMD ini didesain kecil dengan tujuan untuk dipasang pada
permukaan jalur PCB. Pada umumnya komponen elektronika jenis SMD
adalah komponen elektronika jenis terbaru seperti pada gambar dibawah ini.
10
Sumber : http://zonaelektro.net/mengenal-komponen-elektronika-dan-
fungsinya/
Gambar II.4. Komponen Elektronika SMD
Komponen elektronika jenis SMD didesain untuk memenuhi tuntutan bentuk
fisik perangkat elektronik dengan bentuk fisik yang kecil. Salah satu penerapan
komponen elektronika jenis SMD ini dapat dilihat pada perangkat komputer
seperti RAM, VGA dan motheboard komputer.
2.1.4. Reader RFID MFRC522
Menurut Anjarrahman dkk. (2015:2) Teknologi Radio Frequency
Identification (RFID) merupakan suatu teknologi yang memanfaatkan frekuensi
radio sebagai identifikasi otomatis terhadap suatu objek. RFID dapat dipandang
sebagai salah satu cara dalam pelebelan suatu objek secara eksplisit dengan
menggunakan peralatan-peralatan komputer. atau bisa juga disebut RFID Reader
adalah teknologi penagkapan data yang dapat digunakan secara elektronik untuk
mengidentifikasi, melacak dan menyimpan informasi yang tersimpan dalam tag
RFID. Reader RFID jenis MFRC522 ini menggunakan Frekuensi 13,56 Mhz.
11
Sedangkan RFID tag atau objek RFID yang bisa digunakan pada reader ini adalah
tag RFID mifare yang mempunyai frekuensi 13,56 Mhz 1K.
Sumber : https://randomnerdtutorials.com/security-access-using-mfrc522-rfid-
reader-with-arduino/
Gambar II.5. Reader RFID MFRC522
2.1.5. Relay
Menurut Mubarok dkk. (2018:138) Relay merupakan saklar
elektromagnetik yang dapat membuka dan menutup untuk kemudian dapat
mengendalikan suatu peralatan elektris maupun peralatan elektronis. Prinsip
kerja relay secara umum adalah merubah arus listrik yang mengalir dalam
kumparan menjadi medan magnet sehingga inti yang berada ditengah
kumparan berubag menjadi magnet dan mampu menarik pelat logam,
karenanya terminal-terminal saklar yang semula bersifat normally open akan
menutup dan sebaliknya terminalterminal yang semula bersifat normally close
juga akan membuka.
Selain digunakan sebagai saklar, relay juga berfungsi sebagai pemisah
(isolator) antara rangkaian digital yang bertegangan rendah dengan rangkaian
yang bertegangan tinggi 220 Volt dan berdaya besar (arus yang melewatinya
12
besar), sehingga apabila terjadi hubung singkat pada rangkaian elektris maupun
elektronis, rangkaian digital tidak akan mengalami kerusakan. Pada relay
umumnya terdapat nilai tegangan yang harus diberikan pada terminal kumparan
sepaya relay dapat bekerja dengan nilai tegangan dan arus maksimum yang
dapat melalu terminal saklar. Misalnya pada relay terdapat nilai 12 VDC, 220
Volt dan 5 Ampere, maka untuk mengaktifkan saklar dibutuhkan tegangan
sebesar 12 VDC dan arus 5 ADC sehingga kumparan pada terminal-terminal
saklar akan menghantarkan tegangan 220 Volt.”
Sumber : Hasil Penelitian
Gambar II.6. Module relay
2.1.6. Magnetic Doorlock
Menurut Heri heryadi,(2017:132) “Selenoid berfungsi sebagai kunci
elektronik. Kunci elektronik ini akan mengunci otomatis pada saat pintu ditutup dan
akan membuka pada saat RFID tag didekatkan ke RFID reader atau push button
ditekan.” Didalam alat ini penulis menggunakan magnetic doorlock dimana magnetic
ini sama cara kerja dan fungsinya.
13
Magnetic doorlock adalah kunci dengan kekuatan magnet, dengan
memberikan sumber tegangan maka magnetic doorlock ini akan menghasilkan daya
rekat/magnet yang sangat kuat. yang dapat mengunci pintu dengan kekuatan hingga
1200 Lbs (545 Kgs).
Sumber : https://www.robotshop.com/en/magnetic-door-lock.html
Gambar II.7. Magnetic Doorlock
2.1.7. Tag RFID
Menurut Martias, (2015:191) RFID tag yang diprogram secara elektronik
dengan informasi unik. Jantung dari sistem adalah tag RFID yang dapat tetap
didalam sampul belakang buku atau langsung ke CD dan video. Tag ini dilengkapi
dengan chip dan programmeable antena. Setiap tag setipis kertas berisi berukir
antena dan microchip dengan kapasitas minimal 64 bit.
Tag RFID adalah sebuah benda yang dipasang atau dimasukkan didalam
sebuah objek bisa berupa kartu, gantungan kunci atau media yang lain dengan tujuan
untuk identifikasi menggunakan gelombang radio. Label RFID berisi informasi yang
disimpan secara electronik dan dapat dibaca hingga beberapa meter jaraknya. Sistem
14
pembaca RFID tidak memerlukan kontak langsung seperti sistem pembaca kode
batang (Barcode). Tag RFID terdiri dari microchip silikon dan antena,dan memeiliki
banyak ukuran, mulai dari sebesar kartu sampai sekecil butir beras.
Sumber : http://www.tarjetasplasticasbaratas.com/rfid/5-rfid-tags
Gambar II.8. Tag RFID
2.1.8. Arduino
Menurut Mulyana & Kharisman, (2014:172) Mikrokontroler sebuah
pengembangan lebih lanjut mengenai mikroprosesor adalah mikrokontroler. bila
dalam penggunaannya, mikroprosesor membutuhkan RAM (Random Akses
Memory) dan ROM (Read Only Memory) untuk membuat suatu alat yang
sederhana. Akan tetapi dalam sebuah chip mikrokontroler, piranti-piranti
tersebut telah terintegrasi cukup lengkap didalamnya, bahkan sekarang
mikrokontroler ada yang memiliki piranti-piranti tambahan lain yang
terintegrasi di dalamnya, seperti ADC (Analog Digital Converter), RTC (Real
15
Time Clock), dan lain-lain. Penggunaan mikrokontroler dapat mengurangi
komponen yang akan digunakan bila kita akan membuat suatu alat atau
rangkaian elektronik. Arduino adalah sebuah papan mikrokontroler yang sudah
didesain dan dibuat oleh salah satu perusahaan dari Italia yang memudahkan
pengguna dalam mengembangkan proyek-proyek automasi dan mikrokontroler
lainnya dengan mudah dan bersifat open source.”
Sumber:https://www.tweaking4all.nl/wp-content/uploads/sites/2/2016/03/Arduino-
Uno-R3-front-and-back.jpg
Gambar II.9. Papan Arduino Uno R3
2.2. Perangkat Lunak
Menurut Herliana & Rasyid, (2016:43) bahwa, “perangkat lunak adalah
intruksi langsung komputer untuk melakukan pekerjaan dan dapat ditemukan
disetiap aspek kehidupan modern dari aplikasi yang kritis untuk hidup (life-
critical), seperti perangkat pemantauan medis dan pembangkit tenaga listrik
sampai perangkat hiburan, seperti video game (Simarmata, 2010). Dalam arti
yang lebih singkat lagi perangkat lunak dapat didefinisikan sebagai sebuah
istilah dalam dunia komputer yang merepresentasikan data yang diformat
secara khusus, disimpan secara digital dan untuk membuatnya diperlukan
bahasa pemrograman tertentu. Bahasa pemrograman ini kemudian diolah oleh
16
sebuah alat yang disebut compiler sehingga bahasa pemrograman yang berupa
perintah yang dibuat oleh programmer dapat dimengerti oleh bahasa mesin
(komputer)”.
2.2.1. Bahasa Pemrograman
Menurut Afrizal Subhan, (2017:3), “dalam Suniarti didalam M Rahman
(2014:18) Bahasa pemrograman merupakan untaian kata-kata berupa instruksi
atau perintah-perintah yang biasanya terdiri dari banyak baris yang bisa
dimengerti oleh computer
Menurut Yulikuspartono dalam Fandella Winda (2015:29) mengemukakan
bahwa, “pemrograman merupakan sederetan instruksi atau statement dalam
bahasa yang dimengerti oleh komputer yang bersangkutan”.
Jadi berdasarkan pengertian diatas pemrograman merupakan suatu
kumpulan urutan perintah ke komputer untuk mengerjakan sesuatu. Perintah-
perintah ini membutuhkan suatu bahasa tersendiri yang dapat dimengerti oleh
komputer”.
2.2.2. Bahasa pemrograman C Sharp (C#)
Menurut Nakov (2013) dalam Rachmat Adi Purnama, (2018:22) bahwa,
“Pengertian C sharp adalah sebagai berikut : “C# is a modern object-oriented,
general-purpose programming language, created and developed by Microsoft
together with the .NET platform. There is highly diverse software developed
with C# and on the .NET platform: office applications, web applications,
websites, desktop applications, mobil applications, games and many others.”
17
Sebenarnya bahasa C# adalah gabungan yang kuat antara bahasa C++
dan Java, tidak heran jika bahasa C# memiliki kemiripan diantara C++ dan
Java. Seperti yang dijelaskan oleh Miles (2016) tentang kemiripan bahasa
pemrograman C Sharp “C# bears a strong resemblance to the C++ and Java
programming languages, having borrowed (or improved) features provided by
these languages.” Jika diterjemahkan dan disimpulkan berdasarkan pendapat
Miles, bahasa C Sharp adalah bahasa gabungan yang kuat antara C++ dan
Java.
Bahasa C# tidak didistribusikan sebagai produk mandiri, C# bagian dari
Microsoft .NET Framework platform (diucapkan "Microsoft Dot Net
Framework") .NET Framework umumnya terdiri dari lingkungan untuk
pengembangan dan pelaksanaan program, ditulis dalam bahasa C # atau yang
lainnya Bahasa, kompatibel dengan .NET (seperti VB.NET, Managed C ++, J
# atau F #). Yang terdiri dari :
1. Bahasa pemrograman NET. (C #, VB.NET dan lainnya);
2. Lingkungan untuk eksekusi kode yang dikelola, yang mana menjalankan
program C # secara terkendali;
3. Satu set perpustakaan standar, seperti ADO.NET, yang memungkinkan akses
ke Database (seperti MS SQL Server atau MySQL) dan WCF yang
terhubung aplikasi melalui kerangka komunikasi str dan menggunakan blok
sederhana, untuk membangun program yang lebih besar, yang dimana
menyelesaikan masalah yang lebih kompleks dan canggih”.
2.2.3 Software Editor
18
Dalam pembuatan alat menggunakan Arduino ini sudah dilengkapi software
yang difungsikan untuk memprogram arduino tersebut, Sehingga para pengembang
tidak perlu bingung dalam mencari tool atau aplikasi dalam membuat program.
Adapun cara dan fungsi software yang dimiliki arduino ini adalah sebagai berikut:
1. Arduino (IDE)
IDE merupakan kependekan dari Integrated Development Environment, atau
secara bahasa mudahnya merupakan lingkungan terintegrasi yang digunakan
untuk melakukan pengembangan. Disebut sebagai lingkungan karena melalui
software inilah Arduino dilakukan pemrograman untuk melakukan fungsi-
fungsi yang dibenamkan melalui sintaks pemrograman. Arduino
menggunakan bahasa pemrograman sendiri yang menyerupai bahasa C.
Bahasa pemrograman Arduino (Sketch) sudah dilakukan perubahan untuk
memudahkan pemula dalam melakukan pemrograman dari bahasa aslinya.
Sebelum dijual ke pasaran, IC mikrokontroler Arduino telah ditanamkan
suatu program bernama Bootlader yang berfungsi sebagai penengah antara
compiler Arduino dengan mikrokontroler.
Arduino IDE dibuat dari bahasa pemrograman JAVA. Arduino IDE juga
dilengkapi dengan library C/C++ yang biasa disebut Wiring yang membuat
operasi input dan output menjadi lebih mudah. Arduino IDE ini
dikembangkan dari software Processing yang dirombak menjadi Arduino
IDE khusus untuk pemrograman dengan Arduino.
http://www.sinauarduino.com/artikel/mengenal-arduino-software-ide/
2. Instalasi Arduino Desktop IDE
19
Aplikasi ini dapat diunduh secara gratis pada situs resmi Arduino, versi
terbaru saat ini adalah versi 1.8.5. dapat memilih paket antara Installer
(.exe) atau paket Zip (portable) tanpa perlu diinstalasi. disarankan
mengunduh berupa file installer secara otomatis akan menginstal langsung
semua paket yang dibutuhkan termasuk driver tanpa perlu diinstalasi secara
manual.
Setelah unduhan selesai, lanjutkan dengan instalasi dan izinkan proses
penginstalan driver apabila mendapatkan peringatan dari sistem operasi.
Sumber: Hasil Penelitian
Gambar II.10. Langkah Pertama Proses Instalasi
Gambar diatas merupakan komponen-komponen yang akan diinstalasi, untuk
hal ini dibiarkan saja centang semua lalu pilih Next.
20
Sumber: Hasil Penelitian
Gambar II.11. Langkah Kedua Proses Instalasi
Pilih direktori instalasi yang diinginkan dengan mengklik tombol browse,
namun disarankan agar tetap pada pengaturan default atau tidak dirubah,
setelah menentukan direktori kemudian pilih Install.
Sumber: Hasil Penelitian
Gambar II.12. Proses Instalasi Software
21
Gambar diatas adalah proses instalasi mengekstrak dan menginstal semua
file yang diperlukan untuk menjalankan Arduino Software (IDE). Setelah
diinstal dengan benar, langkah selanjutnya adalah memilih papan Arduino
dan port yang digunakan, hubungkan terlebih dahulu papan Arduino dengan
kabel USB Arduino ke komputer atau laptop maka lampu LED daya atau
power akan menyala dan driver secara otomatis terdeteksi di aplikasi ini,
lalu klik menu Tools > Board pada aplikasi pilih papan sesuai dengan
Arduino yang dipakai.
Sumber: Hasil Penelitian
Gambar II.13. Pengaturan Papan Arduino
Setelah papan Arduino dikonfigurasi selanjutnya menentukan serial device
pada menu Tools > Port. Maka akan terlihat serial device COM
(Communication) Ports yang digunakan.
22
Sumber: Hasil Penelitian
Gambar II.14. Mendeteksi Port Arduino
3. Menulis Sketsa (Writing Sketch)
Setelah di terjemahkan ke bahasa Indonesia Pada situs resminya
https://www.arduino.cc/en/Guide/Environment dijelaskan bahwa program yang
ditulis dengan menggunakan Arduino (IDE) disebut sebagai Sketch. Sketch
ditulis dalam suatu editor teks dan disimpan dalam file dengan ekstensi
*.ino. Teks editor pada Arduino IDE memiliki fitur-fitur seperti cutting,
paste, searching dan replacing sehingga memudahkan dalam menulis kode
program.
Pada Arduino IDE, terdapat semacam message box (kotak pesan) berwarna
hitam yang berfungsi menampilkan status, seperti pesan error (kesalahan),
compile (penyusunan), dan upload (unggahan) program. Di bagian bawah
paling kanan Arduino IDE menunjukkan papan Arduino yang terkonfigurasi
beserta COM Ports yang digunakan.
23
Sumber: Hasil Penelitian
Gambar II.15. Sketch Arduino IDE v1.8.5
a. Verify
mengecek kode jika terdapat kesalahan sintaks setelah itu mulai di
compile (disusun).
b. Upload
Menyusun kode yang telah dibuat dan mengunggahnya ke papan
arduino yang terkonfigurasi.
c. New
berfungsi untuk membuat Sketch baru.
d. Open
Membuka dan memilih salah satu sketsa kode yang sebelumnya sudah
dibuat setelah itu klik file yang ingin dibuka kembali.
e. Save
Berfungsi untuk menyimpan Sketch yang telah dibuat.
24
f. Serial Monitor
Menampilkan serial atau data yang dikirim dari papan Arduino melalui
USB atau konektor serial ke komputer. Pada jendela serial monitor
terdapat kotak teks dan tombol "Send" jika progam membutuhkan
perintah-perintah secara manual atau mengecek perintah kode yang
dibuat sudah berfungsi atau belum sesuai dengan modul alat yang
dipakai setelah itu tekan enter maka akan terlihat dibawah kotak teks.
Pilih baudrate dari menu drop-down sesuai dengan inisialisasi baudrate
pada Serial.begin kode program.
Struktur sketch software Arduino ini mempuyai tiga elemen apabila
akan memulai sketch baru antara lain :
1) Header
Header merupakan file library utama untuk memanggil fungsi-fungsi
pada pemrograman agar fungsi tersebut dapat dideklarasi apabila
diperlukan, Pustaka (library) Arduino IDE ditulis dalam bahasa C
atau C++ (.c, .cpp) yang telah disediakan pada sketsa dengan fungsi
tambahan misalnya kemampuan untuk mengontrol matriks LED. File
header dibagi menjadi dua, file header yang sudah tersedia dalam
software dan file header yang dibuat oleh programmer sendiri untuk
kepentingan tertentu.
Penulisan header diawali dengan pernyataan #include “FileName.h”
di bagian awal sketsa dengan ekstensi (.h) yang terdapat pada folder
pustaka (library) Arduino. Pernyataan-pernyataan ini membuat fungsi
baik berupa output dan input konstanta, maupun sintaks. Untuk
menggunakan pustaka yang ada dalam sketsa, cukup buka menu
25
sketch, pilih "Import Library", lalu pilih salah satu pustaka yang
dibutuhkan.
2) Setup
Setup adalah inisialisasi fungsi pada pemrograman Arduino atau
disebut juga pengaturan (settings), blok setup sangat diperlukan
dalam setiap pembuatan sketsa Arduino diantaranya inisialisasi
variabel, baudrate, menentukan pin yang dijadikan sebagai input atau
output maupun kondisi pin pertama kali dalam keadaan low atau
high, fungsi setup hanya berjalan sekali setelah papan Arduino
mendapat tegangan atau di-reset.
3) Loop
Loop adalah program utama pada Arduino IDE, Setelah membuat
fungsi setup, menginisialisasi dan menetapkan nilai awal, maka
fungsi loop akan mengeksekusi program dan melakukan perulangan
secara terus menerus dari awal kembali ke awal blok loop, program
akan berhenti apabila tombol reset pada papan arduino ditekan atau
tidak mendapatkan tegangan dari power supply