BAB 2 LANDASAN TEORI
Dalam merancang sebuah peralatan yang cerdas, diperlukan suatu perangkat keras (hardware) yang dapat mengolah data, menghitung, mengingat dan mengambil pilihan. Mikrokontroler merupakan salah satu jawabannya. Selain perangkat keras, perangkat lunak (software) juga mempunyai peranan yang sangat penting karena perangkat lunak merupakan seperangkat intruksi yang disusun menjadi sebuah program untuk memerintahkan microcomputer melakukan suatu pekerjaan. Dalam merancang suatu program mikrokontroler dibutuhkan suatu software yang dapat menulis program dan mengubahnya menjadi bilangan heksadesimal.
2.1
Mikrokontroller Mikrokontroller merupakan sebuah single chip yang didalamnya telah dilengkapi dengan CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Acces Memory), ROM (Read Only Memory), input dan output, timer/counter, serial com port secara spesifik digunakan untuk aplikasi-aplikasi control dan buka aplikasi serbaguna. Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus.
2.2
Mikrokontroler Atmega32 Mikrokontroler merupakan suatu device yang di dalamnya sudah terintegrasi dengan I/O port,RAM,ROM,sehingga dapat digunakan untuk berbagai keperluan
Universitas Sumatera Utara
kontroler
.Mikrokontroler
AVR
ATmega32
merupakan
low
power
CMOS
mikrokontroler 8 bit yang di kembangkan oleh atmel dengan arsitektur RISC (Reduced Instruction SET Computer) sehingga dapat mencapai troughput eksekusi instruksi 1 MIPS (Million Instruction Per Second). Mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas yaitu kelas ATtiny, kelas AT90xx, keluarga ATmega,dan kelas AT86RFxx.pada
dasarnya
yang
memori,peripheral, spedd. Operasi
membedakan
masing-masing
kelas
tegangan dan fungsinya sedangkan
adalah dari segi
arsitektur dan instruksi yang di gunakan bisa di katakan hampir sama.
2.3
Sensor Suara
Adalah sensor yang cara kerjanya merubah besaran suara menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaannya. Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu electric condenser microphone atau mic kondenser. Prinsip kerja ECM adalah getaran suara yang diterima oleh dielectric berupa membran tipis di dalam ECM akan menyebabkan perubahan nilai kapasitasnya. Berikut adalah gambar fisik dari sensor suara (sound sensor).
2.4
LCD (liquid crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampilan yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. Kegunaan LCD banyak sekali dalam perancangan suatu sistem dengan menggunakan mikrokontroler, LCD (Liquid Crysral Display) dapat berfungsi untuk menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilakan teks, atau menampilakan menu pada aplikasi mikrokontroler. M1632 merupakan modul LCD matrix dengan konfigurasi 16
Universitas Sumatera Utara
karakter dan 2 baris dengan setiap karakternya dibentuk oleh baris pixel dan 5 kolom pixel (1 baris pixel terakhir adalah kursor).
2.5
CodeVision AVR CodeVision AVR merupakan sebuah software yang digunakan untuk memprogram mikrokontroler yang sekarang ini telah umum. Mulai dari penggunaan untuk kontrol sederhana sampai kontrol yang cukup kompleks, mikrokontroler dapat berfungsi jika telah diisi sebuah program, pengisian program ini dapat dilakukan menggunakan compiler yang selanjutnya diprogram ke dalam mikrokontroler menggunakan fasilitas yang sudah di sediakan oleh program tersebut. Salah satu compiler program yang umum digunakan sekarang ini adalah CodeVision AVR yang menggunakan bahasa pemrograman C.
CodeVision AVR mempunyai suatu keunggulan dari compiler lain, yaitu adanya
codewizard,
fasilitas
ini
memudahkan
kita dalam
inisialisasi
mikrokontroler yang akan kita gunakan.
Gambar 2.1 Tampilan Software CodeVisionAVR
Universitas Sumatera Utara
2.6
Bahasa C Bahasa yang digunakan dalam CodeVisionAVR adalah bahasa C, Bahasa pemrograman C merupakan salah satu bahasa pemrograman komputer. Dibuat pada tahun 1972 oleh Dennis Ritchie untuk Sistem Operasi Unix di Bell Telephone Laboratories. Meskipun C dibuat untuk memprogram sistem dan jaringan komputer namun bahasa ini juga sering digunakan dalam mengembangkan software aplikasi. C juga banyak dipakai oleh berbagai jenis platform sistem operasi dan arsitektur komputer, bahkan terdapat beberepa compiler yang sangat populer telah tersedia. C secara luar biasa memengaruhi bahasa populer lainnya, terutama C++ yang merupakan extensi dari C.
Gambar 2.2 Tampilan Software Bahasa C
2.6.1
Kerangka Dasar Bahasa Pemrograman C Bahasa pemrograman C sama seperti bahasa pemrograman lainnya yang memiliki kerangka dasar. Kerangka Dasar Bahasa C adalah sebagai berikut:
•
Fungsi main()
Universitas Sumatera Utara
Fungsi main merupakan fungsi utama yang wajib ada pada saat kita membuat program dengan bahasa C. Dalam sebuah project hanya boleh ada 1 buah fungsi main() saja. Namun dalam bahasa C, tidak membatasi hanya boleh 1 fungsi saja, melainkan kita juga diperbolehkan untuk membuat fungsi-fungsi lain selain fungsi main() yang bisa mempermudah kita dalam membuat sebuah program. •
Deklarasi variabel Pendeklarasian variabel ini dilakukan untuk mendaftarkan variabel apa saja yang akan kita gunakan dalam program yang kita buat. Pendeklarasian variabel ini biasanya sekaligus dengan mencantumkan tipe data dari variabel tersebut.
•
Perintah (statement) Perintah merupakan deretan program yang kita buat dalam sebuah project.
•
Akses library Digunakan untuk mengakses library apa saja yang kita perlukan dalam pembuatan sebuah program.
•
Komentar Komentar merupakan sebuah kalimat yang biasanya dicantumkan oleh seorang programer sebagai sebuah catatan kecil yang mana komentar ini tidak akan ikut di compile atau diproses.
2.6.2
Kelebihan dan Kekurangan Bahasa Pemrograman C
Universitas Sumatera Utara
Bahasa C mempunyai beberapa kelebihan dibanding dengan bahasa pemrograman yang lain, yaitu: •
Kelebihan 1. C mempunyai operator yang lengkap untuk memanipulasi data. 2. Berbagai struktur data dan pengendalian proses disediakan dalam C, sehingga memungkinkan dibuat program yang terstruktur, bahkan program yang berorientasi pada objek (OOP = Object Orientied Programming). 3. Dibanding dengan bahasa mesin atau rakitan (assembly), C jauh lebih mudah dipahami dan pemrogram tidak perlu tahu detail mesin komputer yang digunakan sehingga tidak menyita waktu dalam menyelesaikan masalah ke dalam bentuk program. C merupakan bahasa yang berorientasi pada permasalahan (objek), dan bukan berorientasi pada mesin. 4. Kecepatan eksekusi C mendekati kecepatan eksekusi program yang dibuat dengan bahasa tingkat rendah, namum kemudahan dalam memprogram setara dengan bahasa tingkat tinggi. 5. C memungkinkan memanipulasi data dalam bentuk bit maupun byte secara efisien. Disamping itu juga memungkinkan untuk melakukan manipulasi alamat dari suatu data yang dalam C dinamakan pointer.
•
Kekurangan
Adapun kelemahan --atau lebih tepatnya kesulitan bahasa pemrograman C terutama yang dirasakan oleh pemrogram pemula diantaranya adalah: 1. Banyaknya operator serta fleksibilitas penulisan program kadang-kadang membingungkan pemakai, yang jika belum familiar akan menimbulkan masalah.
Universitas Sumatera Utara
2. Para pemrogram C tingkat pemula umumnya belum pernah mengenal pointer dan tidak terbiasa menggunakannya, padahal keampuhan bahasa C justru terletak pada pointer.
2.7
ISIS & ARES Proteus Proteus adalah sebuah software untuk mendesain PCB yang juga dilengkapi dengan simulasi PSpice pada level skematik sebelum rangkaian skematik di-upgrade ke PCB sehingga sebelum PCBnya di cetak kita akan tahu apakah PCB yang akan kita cetak apakah sudah benar atau tidak. Proteus mampu mengkombinasikan program ISIS untuk membuat skematik desain rangkaian dengan program ARES untuk membuat layout PCB dari skematik yang kita buat. Software Proteus ini bagus digunakan untuk desain rangkaian mikrokontroller.
Gambar 2.3 Tampilan Software ISIS & ARES Proteus
Universitas Sumatera Utara
Proteus juga bagus untuk belajar elektronika seperti dasar-dasar elektronika sampai pada aplikasi pada mikrokontroller. Software Proteus ini menyediakan banyak contoh aplikasi desain yang disertakan pada instalasinya. Sehingga memungkinkan bisa belajar dari contoh-contoh yang sudah ada. Fiturfitur yang terdapat dalam Proteus adalah sebagai berikut : •
Memiliki kemampuan untuk mensimulasikan hasil rancangan baik digital maupun analog maupun gabungan keduanya.
•
Mendukung simulasi yang menarik dan simulasi secara grafis.
•
Mendukung simulasi berbagai jenis microcontroller seperti PIC 8051 series.
•
Memiliki model-model peripheral yang interactive seperti LED, tampilan LCD, RS232, dan berbagai jenis library lainnya.
•
Mendukung instrument-instrument virtual seperti voltmeter, ammeter, oscciloscope, logic analyser, dan lain-lainnya.
•
Memiliki kemampuan menampilkan berbagi jenis analisis secara grafis seperti transient, frekuensi, noise, distorsi, AC dan DC, dan lain-lainnya.
•
Mendukung berbagai jenis komponen-komponen analog.
•
Mendukung open architecture sehingga kita bisa memasukkan program seperti C++ untuk keperluan simulasi.
•
Mendukung pembuatan PCB yang di-update secara langsung dari program ISIS ke program pembuat PCB-ARES.
ISIS dipergunakan untuk keperluan pendidikan dan perancangan. Beberapa fitur umum dari ISIS adalah sebagai berikut : • Windows dapat dioperasikan pada Windows 98/Me/2k/XP dan Windows terbaru. • Routing secara otomatis dan memiliki fasilitas penempatan dan penghapusan dot. • Sangat powerful untuk pemilihan komponen dan pemberian properties-nya. • Mendukung untuk perancangan berbagai jenis bus dan komponen-komponen pin, port
Universitas Sumatera Utara
modul dan jalur. • Memiliki fasilitas report terhadap kesalahan-kesalahan perancangan dan simulasi elektrik. • Mendukung fasilitas interkoneksi dengan program pembuat PCB-ARES. • Memiliki fasilitas untuk menambahkan package dari komponen yang belum didukung. ARES (Advanced Routing and Editing Software) digunakan untuk membuat modul layout PCB. Adapun fitur-fitur dari ARES adalah sebagai berikut : 1. Memiliki database dengan tingkat keakuratan 32-bit dan memberikan resolusi sampai 10 nm, resolusi angular 0,1 derajat dan ukuran maksimum board sampai 10 m. 2. ARES mendukung sampai 16 layer. 3. Terintegrasi dengan program pembuat skematik ISIS, dengan kemampuan untuk menentukan informasi routing pada skematik. 4. Visualisasi board 3-Dimensi. 5. Penggambaran 2-Dimensi dengan simbol library. Proteus lebih memiliki kelebihan pada desainnya yang sederhana, sangat mudah dan bagus digunakan untuk perancangan rangkaian mikrokontroller yang akan sangat membantu digunakan oleh mahasiswa yang mengambil mata kuliah berhubungan dengan mikrokontroller. Kelebihannya yang lain adalah sebelum PCB dicetak skematiknya bisa disimulasikan dulu. 2.8
USB Downloader ISP
USB Downloader merupaan perangkat hardware / tools yang digunakan untuk mengisi firmware ke mikrokontroler AVR dan dapat dikatakan sebagai penghenal. AVR USB Downloader memiliki interface USB yang memudahkan programmer jika ingin memprogram mikrokontroler melalui Laptop. AVR USB Downloader dapat digunakan dengan aplikasi external downloader seperti AVRDude, Khazama, atupun yang lainnya. Internet Service Provider (ISP) atau
Universitas Sumatera Utara
Penyelenggara Jasa Internet (PJI) adalah sebuah perusahaan atau sebuah organisasi yang menyediakan jasa layanan koneksi akses internet untuk perseorangan, perkantoran, kampus, sekolah, dan lain - lain.
Universitas Sumatera Utara
