Univ. of Brawijaya Change the World

Informatics Students Blog of Brawijaya University

Posts Tagged ‘prinsip kerja mikrocontroller’

IMPLEMENTASI MIKROCONTROLLER DAN PRINSIP KERJANYA

115060801111065 / Rusliawan Santoso

 

Mikrokontroler adalah sebuah sistem mikroprosesor lengkap yang terkandung di dalam sebuah chip yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara yang khusus.

Dalam perkembangannya, mikroprosesor dibuat menurut kebutuhan aplikasinya yang lebih spesifik, dalam hal ini menjadi beberapa jenis, yaitu;
• Mikoprosesor RISC (Reduced Instruction Set of Computing) dan CISC (Complex Instruction Set of Computing). Jenis ini yang digunakan untuk pengolahan informasi dengan software yang rumit dan digunakan untuk kebanyakan PC saat ini.
• Pengolah Sinyal Digital – DSP (Digital Signal Processor). Memiliki software dan hardware yang ditujukan untuk mempermudah memproses sinyal-sinyal digital. Digunakan pada perangkat audio – video modern seperti VCD, DVD, home teatre dan juga pada card-card multimedia di komputer.
• Mikrokontroler, adalah mikroprosesor yang dikhususkan untuk instrumentasi dan kendali. Contoh aplikasi pada kendali motor, berperan seperti PLC (Programmable Logic Controller), pengaturan pengapian dan injeksi bahan bakar pada kendaraan bermotor atau alat mengukur suatu besaran, seprti suhu, tekanan, kelembaban dan lain-lain.

Mikrokontroler dapat disebut sebagai “one chip solution” karena terdiri dari :

·        CPU (central processing unit)

CPU ialah bagian yang paling penting dari suatu mikroprosesor, ia melakukan pemrosesan data.

·        RAM (Random Access Memory)

RAM digunakan Untuk menyimpan data sementara

·        EPROM/PROM/ROM (Erasable Programmable Read Only Memory)

ROM digunakan untuk menyimpan program yang bersifat permanen.

·        I/O (input/output) – serial and parallel

Unit ini berfungsi agar mikrokontroler dapat berkomunikasi dalam format serial atau paralel, sehingga dapat berkomunikasi dengan mudah dengan PC dan devais standar digital lainnya.

·        Timer

Timer berguna untuk mengatur pewaktuan pada sistem berbasis mikrokontroler, misal untuk delay atau pencacah.

·        Interrupt controller

Berfungsi menangani suatu request pada saat mikrokontroler sedang running.

Adapun berbagai peranan mikroprosesor, antara lain:
1. Pengendali Motor dengan Remote Sony.
Fungsi aplikasi adalah mengatur arah putaran motor DC dengan menggunakan remote control Sony. Menggunakan Small System AT89205

2. Sensor Warna TCS230.
TCS230 adalah konverter warna cahaya ke frekuensi. Ada dua komponen utama pembentuk IC ini, yaitu photodioda dan pengkonversi arus ke frekuensi.

3. Jam Digital dengan Bahasa C
Modul DST-51 sebagai central pemroses, LCD Hitachi digunakan untuk menampilkan data waktu yang berupa detik, menit, jam, hari, tanggal, bulan dan tahun. Modul RTC-1287 sebagai sumber data waktu yang akan ditampilkan, dan Key-44 sebagai input untuk menset waktu.

4. Pengamanan Berdasarkan Pola Sidik Jari Yang Tersimpan Pada Kartu Pintar.
MikrokontrolerDT51 MinSys menjadikan suatu basis yang dapat berdiri sendiri dan sangat diminati serta banyak manfaat yang berguna bagi para pecinta perangkat keras yang berbasiskan pemprograman bahasa mesin yang menunjang sistem keamanan tersebut. Perangkat ini dapat bekerja secara normal (online) dengan keadaan mikrokontroler DT51 MinSys dan komputer beserta program bekerja dengan baik, namun dapat juga bekerja walaupun dalam keadaan listrik padam atau disebut juga bekerja secara mandiri (offline), karena disediakannya suplai tegangan yang berasal dari catu daya dan juga ada sumber tegangan yang lain berasal dari bateri yang dapat diisi ulang dan berkesinambungan. Papan tekan yang dikendalikan oleh mikrokontroler DT51 MinSys digunakan sebagai alat masukan yang berbentuk kode. Liquid Crystal Display (LCD) dijadikan sebagai penampil dari aktifitas kegiatan sistem pengamanan tersebut. Dalam penggunaan sistem pengamanan yang berbasiskan mikrokontroler DT51 MinSys ini hanya pengguna yang mengetahui kode akses dan memiliki kartu pintar serta pola sidik jari yang telah tersimpan didalam kartu pintar yang berhak masuk kedalam sistem pengamanan yang berbasiskan pola sidik jari. Percobaan yang dilakukan bertujuan untuk mengetahui kestabilan, kecepatan, kompatibilitas, info program, tingkat keamanan yang tinggi serta menunjukkan hasil yang baik.

5. Pengendali Penerangan Ruangan Berbasis Mikrokontroler ATMEGA8535
Sebagai pengendali utama pada sistem menggunakan miktokontroller ATmega8535 dengan input dari sensor cahaya (LDR). Output dari pendendali selanjutnya ditampilkan LCD M1632 sebagai penampil dan sebagai input rangkaian pengatur tegangan. Sistem ini bekerja di dalam ruangan (in door) menggunakan maket rumah dengan tiga ruangan sebagai model. Dalam pengujian perangkat keras dan lunak, diketahui bahwa system pengendalian penerangan ruangan ini dapat menghemat energi. Dari pengujian sensor cahaya diperoleh hubungan antara luminansi dan tegangan yang mendekati linier, sehingga pengendalian dengan mikrokontroler ATmega8535 dapat bekerja dengan baik.

6. Sistem Pengendalian Suhu Menggunakan AT89S51dengan Tampilan di PC
Hasil suhu di ruangan bisa diset dan ditampilkan di komputer. Sistem yang dibuat ini memanfaatkan kemampuan mikrokontroler AT89S51 dalam akuisisi data dan mengambil keputusan. Kawasan suhu yang bisa di kendalikan adalah 230 Celcius sampai dengan 400 Celcius. Hasil pengujian dengan termometer menunjukan sistem dibuat ini mampu mempertahankan suhu yang dikehendaki pada daerah di sekitar sensor dalam radius 2 cm, untuk radius lebih besar 2 cm dari sensor suhu, suhu yang terukur oleh termometer adalah berbeda.

7. Monitoring Debit Air dan Alat Penggerak Pintu Air di Bendungan
Dalam hal ini digunakan mikrokontroUer AT89C51 sebagai unit penerima danpengirim data biner. Sedangkan sebagai media komunikasi yang digunakan adalah serial RS-232. Selain untuk memonitor debit air penggunaan komunikasi mikrokontroller AT89C5 I dan komputer memungkinkan untuk pengendalian gerakan motor sebagai penggerak pintu bendungan dari pusat pantau juga.

8. Sistem keamanan ruangan menggunakan sensor passive infra red (PIR) KC7783R dengan Mikrokontroler AT89S51
Perangkat lunak mikrokontroler dalam penelitian ini dibuat dengan menggunakan bahasa assembly. Alarm akan aktif setiap waktu jika da gerakan manusia. Sistem ini bekerja setelah PIR sensor KC7783R mendeteksi gerakan manusia, maka PIR sensor KC7783R akan mengirim sinyal ke mikrokontroler, kemudian mikrokontroler menyalakan alarm yang diwakili oleh buzzer. Sistem ini telah terealisasi dan dapat dijadikan sistem keamanan dengan membunyikan alarm secara otomatis. Apabila ada orang yang mendekat pada saat yang tidak diinginkan, maka alarm akan berbunyi.Sebuah IC mikrokontroler tidakakan berarti bila hanya berdiri sendiri.

Pada dasarnya sebuah sistem minimal mikrokontroler AVR memiliki prinsip yang sama, yang terdiri dari 4 bagian, yaitu :

1. prosesor, yaitu mikrokontroler itu sendiri

2. rangkaian reset agar mikrokontroler dapat menjalankan program mulai dari awal

3. rangkaian clock, yang digunakan untuk memberi detak pada CPU

4. rangkaian catu daya, yang digunakan untuk memberi sumberdaya

Dan prinsip kerjanya adalah :

sebagai salah satu contohnya yaitu Mikrokontroler AT89S51 yang dikembangkan oleh Atmel.

Prinsip kerja mikrokontroler adalah sebagai berikut :

a. Berdasarkan nilai yang berada pada register Program Counter,
mikrokontroler mengambil data pada ROM dengan alamat yang tertera pada register Program Counter. Selanjutnya isi dari register Program Counter ditambah dengan satu (increment) secara otomatis. Data yang diambil pada ROM merupakan urutan nstruksi program yang telah dibuat dan diisikan sebelumnya oleh pengguna.
b. Instruksi yang diambil tersebut kemudian diolah dan dijalankan oleh
mikrokontroler. Proses pengerjaan bergantung pada jenis instruksi, dapat
membaca, mengubah nilai-nilai pada register, RAM, Isi Port, atau melakukan
pembacaan dan dilanjutkan dengan pengubahan data.
c. Program Counter telah berubah nilainya. Selanjutnya yang dilakukan
mikrokontroler adalah mengulang kembali siklus ini pada langkah pertama
dan demikian seterusnya hingga catudaya dimatikan.

Jadi dapat disimpulkan bahwa suatu mikrokontrontroler adalah suatu chip (rangkaian terintegrasi – IC) VLSI (Very Large Scale IC) mikroprosesor yang dikhususkan untuk instrumentasi dan kendali dan bersifat reprogrammable. Mikrokontroler memiliki unit memory sendiri (meskipun sangat terbatas), unit I/O (Input/Output) yang bisa dikoneksikan langsung dengan sensor atau aktuator. Program disimpan dalam memori yang tidak hilang bila catu daya padam, biasanya dalam bentuk ROM, PROM atau EPROM diluar mikrokontroler, atau beberapa seri atau varian memiliki ROM didalam mikrokontroler itu sendiri. Cara mengisi program dengan suatu alat pemrogram, yang biasanya berhubungan dengan PC. Untuk mempelajari dan mengaplikasikan mikrokontroler diperlukan perangkat pengembang, literatur dan forum-forum diskusi.