BAB II DASAR TEORI
2.1 Energi Matahari Sumber energi surya atau tenaga matahari bukan hanya terdiri atas pancaran sinar matahari langsung ke bumi, melainkan juga meliputi efek-efek matahari tidak langsung, seperti tenaga angin, panas laut, dan bahkan termasuk biomassa yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi. Berapa besar jumlah energi yang dikeluarkan oleh matahari sukar dibayangkan. Menurut salah satu perkiraan, inti sang surya yang merupakan suatu tungku termonuklir bersuhu 100 juta derajat Celcius tiap detik mengkonversi 5 ton materi menjadi energi yang dipancarkan ke angkasa luas sebanyak 6,41x107 W/m2. Matahari mempunyai radius sebesar 6,96x105 km dan terletak rata-rata sejauh 1,496.108 km dari bumi[1]. Energi ini bisa sampai kepermukaan bumi dengan cara radiasi (pancaran), karena diantara bumi dan matahari terdapat ruang hampa (tidak ada zat perantara), sedangkan gelombang elektromagnetik adalah suatu bentuk gelombang yang dirambatkan dalam bentuk komponen medan listrik dan medan magnet, sehingga dapat merambat dengan kecepatan yang sangat tinggi dan tanpa memerlukan zat atau medium perantara, dapat dilihat pada Gambar 2.1
Sumber: Kadir Tahun 1995 Gambar 2.1 Pemanasan Sebuah Planet oleh Matahari 5 Universitas Sumatera Utara
6
Pada pelaksanaan pemanfaatan energi matahari, dapat dibedakan tiga cara. Pertama adalah prinsip pemanasan langsung, dalam hal ini sinar matahari memanasi langsung benda yang akan dipanaskan, atau memanasi secara langsung medium, misalnya untuk menjemur pakaian. Kedua, pemanfaatan sinar matahari untuk memanasi suatu medium dengan menggunakan kolektor surya, dan cara ketiga adalah sinar atau energi matahari dikonversi menjadi energi listrik dengan menggunakan panel surya (solar cell).
2.2 Pembangkit Listrik Tenaga Surya Pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) pada dasarnya adalah pecatu daya (alat yang menyediakan daya), dan dapat dirancang untuk mencatu kebutuhan listrik yang kecil sampai dengan besar. Pada siang hari panel surya menerima cahaya matahari yang kemudian diubah menjadi listrik melalui proses photovoltaic. Energi listrik yang dihasilkan oleh panel surya dapat langsung disalurkan ke beban atau disimpan dalam baterai sebelum digunakan ke beban, dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Skema Instalasi PLTS
6 Universitas Sumatera Utara
7
Susunan komponen yang terdapat pada Pembangkit Listrik Tenaga Surya adalah sebagai berikut : 1. Sel surya Fotovoltaik 2. Pengisi Baterai (Charger Baterai) 3. Baterai
2.2.1 Sel Surya Fotovoltaik Sel surya fotovoltaik merupakan suatu alat yang dapat mengubah energi sinar matahari secara langsung menjadi energi listrik. Pada dasarnya sel tersebut merupakan suatu dioda semikonduktor yang bekerja menurut suatu proses khusus yang dinamakan proses tidak seimbang (non-equilibrium process) dan berlandaskan efek (photvoltaic efek). Pada umunya, dalam proses ini sel surya menghasilkan tegangan antara 0,5 dan 1V, tergantung intensitas cahaya dan zat semikonduktor yang dipakai. Dalam penggunaannya, sel-sel surya itu dihubungkan satu sama lain, sejajar atau seri, tergantung dari apa yang diperlukan, untuk menghasilkan daya dengan kombinasi tegangan dan arus yang dikehendaki[1]. Tenaga listrik dihasilkan oleh satu sel surya sangat kecil, maka beberapa sel surya harus digabung sehingga terbentuklah satuan komponen yang disebut modul. Pada aplikasinya, karena tenaga listrik yang dihasilkan oleh modul ini masih kecil, maka dalam pemanfaatannya beberapa modul digabungkan sehingga terbentuklah apa yang disebut array, dapat dilihat pada Gambar 2.3.
7 Universitas Sumatera Utara
8
Gambar 2.3 Panel Surya
2.2.2 Pengisi Baterai (Charger Baterai) Pengisi baterai adalah suatu rangkaian elektronik yang digunakan untuk mengatur arus searah yang diisi ke baterai dan diambil dari baterai ke beban. Alat ini juga memiliki banyak fungsi yang pada dasarnya ditujukan untuk melindungi baterai. Baterai 12V umumnya di charge pada tegangan 14-14,7V sementara panel surya 12V umumnya memiliki tegangan output 16-21V. Beda potensial yang terlalu besar antara panel surya dengan baterai dapat menyebabkan kerusakan pada baterai, sehingga dibutuhkan suatu rangkaian elektronik untuk mengatasi masalah tersebut. Tahap pertama yang dilakukan adalah dengan mengubah tegangan output dari panel surya menjadi 13,8V. Setelah mendapatkan tegangan yang sesuai dengan pengisian baterai 12V, tahap selanjutnya adalah pengontrolan pengisian baterai. Proses pengisian baterai dari panel surya akan berlangsung selama intensitas matahari masih ada, artinya baterai akan diisi terus-menerus walaupun tegangan baterai sudah melebihi batas pengisian yang dapat mengakibatkan baterai rusak, sehingga dibutuhkan suatu rangkaian untuk dapat mengatasi masalah tersebut. Pada saat tegangan baterai 13,8V maka pengisian akan dihentikan dan ketika tegangan baterai 12,6V maka pengisian akan diaktifkan kembali.
8 Universitas Sumatera Utara
9
2.2.3 Baterai (Accumulator) Baterai berfungsi untuk menyimpan arus listrik yang dihasilkan oleh panel surya sebelum dimanfaatkan untuk mengoperasikan beban. Beban dapat berupa peralatan elektronik yang membutuhkan listrik DC. Accumulator atau yang akrab disebut accu/aki berperan sebagai penyimpan listrik dan sekaligus sebagai penstabil tegangan dan arus listrik. Akumulator dapat diartikan sebagai sel listrik yang berlangsung proses elekro kimia secara bolak-balik (reversible) dengan nilai efisiensi yang tinggi. Disini terjadi proses pengubahan tenaga kimia menjadi tenaga listrik, dan sebaliknya tenaga listrik menjadi tenaga kimia dengan cara regenerasi dari elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dengan arah yang berlawanan di dalam sel-sel yang ada dalam akumulator. Saat pengisian tenaga listrik dari luar diubah menjadi tenaga listrik didalam akumulator dan disimpan didalamnya. Sedangkan saat pengosongan, tenaga di dalam akumulator diubah lagi menjadi tenaga listrik yang digunakan untuk mencatu energi dari suatu peralatan listrik, contoh baterai dapat dilihat pada Gambar 2.4
Gambar 2.4 Aki 2.3 Baterai Ponsel Baterai yang digunakan untuk ponsel, yaitu jenis baterai rechargeable (dapat diisi kembali). Hingga saat ini baterai yang umumnnya digunakan pada peralatan portable adalah[2] :
9 Universitas Sumatera Utara
10
1. Nickel-Cadmium (NiCd) Baterai Nickel Cadmium (NiCd) yang diproduksi pertama kali tahun 1994, terbuat dari campuran Nikel dan Cadmium. Baterai NiCd adalah tipe rechargeable, baterai paling lama yang ada di dunia dan karena kapasitasnya yang besar, maka baterai ini dipilih untuk ponsel-ponsel lama yang menggunakan tenaga besar. Saat ini sudah jarang atau bisa dikatakan tidak ada lagi ponsel yang masih menggunakan baterai jenis ini, tidak lain karena ukuran dan beratnya yang besar, juga proses pengisiannya yang merepotkan seperti : a. Baterai baru harus di charge selama 12 jam nonstop, dan selanjutnya pengisian dilakukan pada saat baterai NiCd sudah benar-benar habis. b. Baterai NiCd mempunyai permanen memory effect, bila diisi pada saat tidak benar-benar habis, maka baterai semakin lama kapasitasnya semakin menurun dan akhirnya mati total. Karakteristik baterai NiCd: a. Nominal satu sel baterai NiCd adalah 1,2V. b. Baterai bertegangan nominal lebih tinggi beberapa sel yang dihubungkan seri. c. Kelebihan
baterai
NiCd
dibandingkan
ketiga
jenis
lainnya
adalah
kemampuannya dalam menangani beban tinggi, selain itu baterai NiCd 5 kali lebih cepat di charge dibandingkan dengan baterai NiMH atau 20 kali lebih cepat dibandingkan baterai Lithium, karena bisa menggunakan fast charger. d. Kelemahan baterai ini dibandingkan dengan baterai Lithium adalah kapasitas simpan rendah, ratio daya/ berat yang lebih rendah dan adanya efek memori. Selain itu, baterai NiCd yang telah di charge dapat kosong sendiri (self discharging) walaupun tidak dipakai energinya hilang 22% dalam 24 jam.
10 Universitas Sumatera Utara
11
e. Baterai NiCd yang sudah lemah tidak bisa langsung di charge, harus kosong dulu sampai benar-benar habis sebelum di charge. f. Jika diisi lebih dari 10 jam dengan arus rendah akan cepat lemah, karena ada efek memori, baterai tidak mampu bekerja walaupun terisi penuh, hal ini terjadinya karena pengendapan kristal logam pada elektroda negatif, sehingga kapasitas baterai akan berkurang, impedansi (tahanan dalam) meningkat sehingga terjadi drop tegangan pada saat di bebani hanya berfungsi sebentar.
2. Nickel Metal Hydribe (NiMH) Baterai Nickel Metal Hydride (NiMH) yang dikembangkan akhir tahun 1980 adalah pengembangan baterai NiCd dan merupakan generasi baru dari rechargeable baterai, keuntungannya adalah beratnya yang lebih ringan serta memory effect yang bersifat temporary, tetapi memory effect ini bisa menjadi permanen bilamana proses charging yang dilakukan tidak benar. Selain itu, baterai NiMH lebih ramah terhadap lingkungan. Sampai sekarang baterai ini masih banyak ditemui dipasaran, terutama untuk ponsel-ponsel yang menengah ke bawah disebabkan harganya lebih murah, sehingga bisa menekan harga ponsel secara keseluruhan. Karakteristik Baterai NiMH: a. Tegangan nominal satu sel baterai NiMH adalah 1,2V. b. Self discharcging-nya lebih kecil dibandingkan baterai NiCd tergantung dari tipenya sekitar 6-16% energi akan hilang dalam 24 jam. c. Cara charging-nya yang salah akan mengakibatkan beterai tidak bekerja normal, meskipun baterai terisi penuh tetapi akan menyatakan habis walaupun digunakan sebentar. 11 Universitas Sumatera Utara
12
d. Baterai NiMH dapat menyimpan energi 2 kali lebih banyak dibandingkan dengan baterai NiCd.
3. Lithium Ion (Li-Ion) Baterai ini adalah baterai generasi ke-3 dari rechargeable baterai, dan keuntungannya terhadap baterai NiMH maupun NiCd adalah berat dan ukurannya yang ringan, sehingga bisa membuat ponsel yang keluar sekarang sudah menggunakan baterai jenis ini. Keunggulan baterai ini adalah tidak adanya memori efek pada saat charging, sehingga tidak perlu menunggu baterai ini habis baru melakukan charge. Karakteristik baterai Li-Ion: a. Tegangan nominal baterai Li-Ion adalah 3,6V. b. Elektrolit dalam baterai Li-Ion sangat reaktif, bocornya dapat mengakibatkan karat pada peralatan. c. Elektrolit dalam baterai Li-Ion ditempatkan dalam casing logam yang stabil dan kuat. d. Mikrokontoler dan sensor-sensor di pasang pada casing untuk mencegah panas berlebih dan overcharging. e. Kerapatan energi baterai Li-Ion mampu menyimpan energi 3 kali lebih banyak dibandingkan dengn baterai NiCd. f. Baterai Li-Ion tidak memeliki efek memory maupun lazy baterai, sehingga baterai tidak perlu dikosongkan sebelum di cahrge. g. Self discharging juga lebih kecil yaitu sekitar 10% dalam 24 jam.
12 Universitas Sumatera Utara
13
h. Impedansi (tahanan dalam) baterai Li-Ion lebih tinggi dibandingkan dengan NiCd dan NiMH yaitu 200-250 mili Ohm, akibatnya baterai cepat menjadi panas dan tegangannya drop jika dibebani terlalu berat. i. Litium sangat reaktif, bahan kimia di dalam baterai akan terurai dengan sendirinya dan setelah 2 tahun beterai menjadi tidak dapat digunakan lagi walaupun baterai tersebut disimpan saja.
4. Lithium Polymer (Li-Polymer) Baterai ini adalah generasi terbaru dari rechargeable baterai, keunggulannya adalah ramah terhadap lingkungan, sedangkan kemampuan lainnya sama persis dengan baterai Lithium Ion. Perawatan baterai Lithium Polymer ini sama persis dengan baterai Lithium Ion, hanya saja handling baterai Li-Polymer harus sedikit hati-hati mengingat sifatnya yang liquid, sehingga bisa mengakibatkan bentuk baterai bisa berubah karena tekanan. Karakteristik baterai Li-Polymer: a. Nominal tegangan baterai Li-Polymer adalah 3,6V. b. Elektrolit dalam baterai Li-Polymer berbentuk padat dan tidak reaktif sehingga menyederhanakan cassing baterai. c. Baterai Li-polymer dapat dibuat pada peralatan ukuran yang sangat tipis dan fleksibel sehigga cocok digunakan dalam berukuran mini. d. Dibandingkan dengan baterai Li-Ion dengan kapasitas yang sama, baterai LiPolymer bobotnya lebih ringan 10-15%. e. Baterai Li-polymer lebih cepat kehilangan kapasitasnya.
13 Universitas Sumatera Utara
14
5. Direct Methanol Fuel Cell (DMFC) Baterai ini merupakan baterai yang materialnya menggunakan fuel cell, yaitu berupa cairan dimana komposisinya berupa fuel hidrogen dengan campuran oksigen untuk memproduksi elektrik power , panas dan cair. Hasil dari kimia tadi menghasilkan kepadatan energi yang tinggi. Hal inilah yang menjadi keuntungan DMFC dibanding dengan baterai Lithium Ion. Baterai DMFC memiliki 10x improvement dalam kepadatan volumetrik energi.
2.4 Relay Relay adalah alat yang dioperasikan dengan listrik dan secara mekanis mengontrol penghubungan rangkaian listrik, relay dioperasikan sebagai saklar (switch) listrik yang bermanfaat untuk kontrol jarak jauh. Relay akan bekerja jika ada masukan sinyal listrik berupa arus dan tegangan. Pada relay terdapat dua bagian utama, yaitu koil dan kontak. Koil terdiri dari kumparan yang merupakan lilitan kawat tembaga, di mana kumparan tersebut akan dialiri arus listrik agar dapat menghasilkan medan magnet pada inti besi. Inti besi dan koil juga memiliki jangkar yang terbuat dari besi lunak yang digunakan untuk mengaktifkan kontak relay setelah tertarik pada inti besi[3]. Kontak-kontak atau kutub dari relay umumnya memiliki tiga dasar pemakaian, yaitu: 1. Normally Open (NO), yaitu kontak (switch) akan tertutup pada saat koil diberi suplai tegangan. 2. Normally Close(NC), yaitu kontak (switch) akan terbuka pada saat koil tidak disuplai tegangan.
14 Universitas Sumatera Utara
15
3. Tukar sambung (Change Over), relay jenis ini mempunyai kontak tengah yang normalnya tertutup, tetapi melepaskan diri dari posisi dan membuat kontak dengan yang lain bila relay dialiri arus listrik. Pada komponen relay yaitu bagian koilnya disuplai tegangan, yang mana besar tegangan yang akan disuplai harus sesuai dengan tegangan yang dibatasi oleh koil relay. Maka arus akan mengalir pada kumparan, sehingga pada inti besi yang dililiti oleh kumparan akan timbul atau menghasilkan medan magnet, setelah inti besi bersifat magnetis maka jangkar akan tertarik ke inti besi sehingga akan mengaktifkan kontak relay. Jangkar dapat ditarik dari inti besi, jika gaya magnet pada inti besi dapat mengalahkan gaya pegas pada jangkar yang melawannya. Besarnya gaya magnet ditetapkan oleh kuat medan magnet yang ada di dalam udara diantara jangkar dan inti 1 besi, adapun gaya magnet ini bergantung pada banyaknya lilitan kumparan dari kuat arus yang ada pada kumparan, contoh relay dapat dilihat pada Gambar 2.5.
Sumber : www.alldatasheet.com www.alldatasheet.com
Gambar 2.5 Relay
2.5 Optocoupler Optocoupler merupakan komponen elektronik opto isolator yang terdiri dari pemancar cahaya atau emiter yang dikopel secara optik terhadap photo detector
15 Universitas Sumatera Utara
16
melalui media yang terisolasi. Pemancar cahaya dapat berupa lampu atau LED. Media isolasi berupa udara, plastik, gelas atau fiber, sedangkan photo detector dapat berupa photo konduktor, photo dioda, photo transistor, photo SCR atau rangkaian photo dioda/amplifier[4]. Mengenai
pengontrolan
pemancaran
cahaya
dan
photo
detector
memungkinkan pemindahan informasi dari suatu rangkaian yang mengandung pemancar cahaya ke rangkaian yang mengandung photo detector. Informasi dilewatkan secara optik melintasi celah isolasi yang perpindahannya memiliki sistem satu arah, sehingga photo detector tidak mempengaruhi rangkaian input. Isolasi optik mencegah adanya interaksi atau kerusakan rangkaian input yang disebabkan oleh perbedaan tegangan yang relatif tinggi terhadap rangkaian output. Bentuk fisik dari kemasan optocoupler LH309-08 terdiri dari 4 pin. Konfigurasi pin 1 dan 2 umumnya dihubungkan ke pemancar cahaya, sedangkan pin 3 ke ground dan pin 4 merupakan output, dapat dilihat pada Gambar 2.6.
Sumber : Software Eagle 6.4.0 Gambar 2.6 Rangkaian Optocoupler Optocoupler dirancang untuk menggantikan fungsi saklar mekanis dan pengubahan pulsa secara fungsional. Beberapa keunggulan optocoupler adalah[4]] 1. Kecepatan operasi lebih cepat, 2. Ukuran kecil, 3. Tidak mudah dipengaruhi getaran dan goncangan, 16 Universitas Sumatera Utara
17
4. Respon frekuensi, 5. Tidak ada bounce, 6. Kompatibel dengan banyak rangkaian –rangkaian logika dan mikroprosesor. 2.6 Mikrokontroler Secara Umum Mikrokontroler adalah sebuah chip yang didalamnya terdapat mikroprosesor yang sudah dilengkapi dengan I/O dan memori. Mikrokontroler terdiri dari sejumlah komponen, antara lain : Prosesor, ROM, RAM, Timer/Counter, Bandar I/O dan peralatan pendukung lainnya[5]. 1. Prosesor Prosesor (CPU) melaksanakan penjemputan instruksi dari memori, mendekodekan dan menjalankannya dan mengarahkan perpindahan data antar register atau antara register dan memori. Register dalam prosesor mikrokontroler pada umumnya dipetakan sebagai memori (RAM). Semua kegiatan ini diserempakkan oleh penabuh yang dibangkitkan oleh pembangkit penabuh yang dicatu oleh osilator kristal, RC (Resistor-Capasitor) atau sumber luar. 2. ROM ROM digunakan untuk menyimpan data yang bersifat permanen. Dalam mikrokontroler, program disimpan dalam ROM, atau EPROM, atau Flash ROM. Ada mikrokontroler yang dapat ditambah ROM eksternal di luar serpih mikrokontroler. Dalam beberapa mikrokontroler, di samping ROM untuk program juga digunakan EEPROM untuk menyimpan data. 3. RAM RAM digunakan untuk menyimpan data yang bersifat sementara. Dalam kebanyakan mikrokontroler, RAM yang tersedia sangat sedikit yang sebagiannya
17 Universitas Sumatera Utara
18
digunakan lagi sebagai register prosesor, dikatakan register dipetakan sebagai memori. 4. Timer Timer (pewaktu) adalah counter (pencacah) yang digunakan untuk membangkitkan pulsa atau deretan pulsa pada saat-saat tertentu atau dengan frekuensi tertentu. Pulsa ini digunakan sebagai interupsi internal untuk memulai atau mengakhiri kegiatan tertentu. Dalam kebanyakan mikrokontroler, pencacah ini adalah pencacah naik, berbeda dengan pencacah turun yang diterapkan dalam sistem mikroprosesor. 5. Bandar I/O Bandar I/O (I/O ports) terdiri atas bandar parallel dan bandar seri yang pada umumnya mempunyai kemampuan tristate. Pada beberapa mikrokontroler juga disediakan bandar masukan/keluaran analog. Fungsi bandar ini dalam kebanyakan dipilih (dikonfigurasi) sebagai masukan atau keluaran parallel/seri atau analog. Arah aliran data pada bandar, masukan atau keluaran pada umumnya dipilih melalui register arah (Data Direction Register, disingkat DDR). Bandar-bandar ini juga dipetakan sebagai memori. 6. Interupsi Interupsi dapat dibedakan atas interupsi perankat lunak yang dibangkitkan oleh instruksi interupsi yang ditanamkan dalam program dan interupsi perangkat keras yang dibangkitkan oleh sinyal perangkat keras yang lebih baik yang berasal dari sumber internal seperti timer atau sumber eksternal dari bandar seri atau paralel.
18 Universitas Sumatera Utara
19
7. Bus Bus adalah saluran yang melakukan (membawa) sinyal-sinyal perangkat keras. Bus dibedakan atas bus data, alamat dan control. Bus data melakukan data antara register dan memori atau I/O, bus ini bersifat dua arah (bidirectional). Bus alamat menunjuk nomor alamat memori dari/ke mana data disimpan, bus ini bersifat satu arah (unidirectional). Bus control melakukan sinyal-sinyal yang mengendalikan kegiatan sistem termasuk didalamnya sinyal-sinyal pewaktuan dan interupsi. Terdapat beberapa produsen mikrokontroler, antara lain Intel dengan rumpun MCS-51 dan AVR, Motorola dengan rumpun MC68HC, National dengan runpun COP8, Microchip dengan rumpun PIC, yang masing-masing juga ditawarkan dalam puluhan tipe, mulai dari yang sederhana sampai dengan yang sudah kompleks. Mikrokontroler sudah dibuat dalam teknologi RISC (Reduced Instruction Set Computer), di mana satu intruksi dapat dilaksanakan dalam satu periode penabuh (clock) dasar.
2.6.1 Mikrokontroler ATMega 8535 Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc processors) memiliki arsitektur 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock. Mikrokontroler AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing). Secara umum AVR dikelompokkan menjadi 4 kelas yaitu, keluarga ATtiny, AT90Sxx, ATMega dan AT86RFxx.
19 Universitas Sumatera Utara
20
2.6.1.1 Arsitektur Mikrokontroler 8535 Mikrokontroler AVR ATMega 8535 memiliki arsitektur, seperti terlihat pada Gambar 2.7.
Sumber : L.Wardana, 2006 Gambar 2.7 Blog Diagram Fungsional ATMega8535 Dari Gambar 2.7 dapat dilihat bahwa ATMega 8535 memiliki bagian sebagai berikut : 1.
Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D.
2.
ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.
3.
Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan.
4.
CPU yang terdiri atas 32 register.
5.
Watchdog timer dengan osilator internal.
6.
SRAM sebesar 512 byte.
7.
Memori flash sebesar 8 KB dengan kemampuan Read While Write. 20 Universitas Sumatera Utara
21
8.
Unit interupsi internal dan eksternal.
9.
Port antarmuka SPI.
10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 11. Antarmuka komparator anolog. 12. Port USART untuk komunikasi serial.
2.6.1.2 Fitur ATMega 8535 Mikrokontroler AVR ATMega 8535 memiliki fitur sebagai berikut : 1.
Sistem mikroprossesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
2.
Kapabilitas memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte dan EEPROM sebesar 512 byte.
3.
ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 saluran.
4.
Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
5.
Enam pilihan mode sleep untuk menghemat penggunaan daya listrik.
2.6.1.3 Konfigurasi Pin ATMega 8535 Konfigurasi pin dari mikrokontroler ATMega 8535 sebanyak 40 pin dapat dilihat pada Gambar 2.8. Pada gambar tersebut dapat dijelaskan secara funsional konfigurasi pin ATMega 8535 sebagai berikut[5]: 1.
VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya.
2.
GND merupakan pin ground.
3.
Port A (PA0-PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC.
4.
Port B (PB0-PB7) merupakan pin I/O duah arah dan pin fungsi khusus, yaitu timer/counter, komparator dan SPI.
21 Universitas Sumatera Utara
22
5.
Port C (PC0-PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal dan komunikasi serial.
6.
Port D (PD0-PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal dan komunikasi serial.
7.
RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.
8.
XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.
9.
AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
10. AREF merupakan pin masukan tegangan refensi ADC.
Sumber: L.Wardana, 2006 Gambar 2.8 Konfigurasi Pin ATMega 8535
2.6.1.4 Sistem Minimum ATMega 8535 Skema minimum sistem ATMega 8535 dapat dilihat pada Gambar 2.9 sebagai berikut:
22 Universitas Sumatera Utara
23
Sumber : L.Wardana, 2006 Gambar 2.9 Skema Minimum Sistem ATMega 8535
2.6.2 Bahasa Pemograman Mikrokontroler Bahasa pemograman adalah instruksi standar untuk memerintah komputer. Bahasa pemograman ini merupakan suatu himpunan dari aturan sintaks dan semantic yang dipakai untuk mendefenisikan program computer[6]. Menurut
tingkat
kedekatannya
dengan
mesin
komputer,
bahasa
pemograman terdiri dari : 1.
Bahasa mesin, yaitu memberikan perintah kepada komputer dengan memakai kode
bahasa
biner,
contohnya
01100101100110.
Terkadang
untuk
memudahkan penulisan, bahasa biner ini dituliskan dalam bilangan heksadesimal, seperti : 2A, F5 dan BC. File yang dihasilkan dari penulisan bahasa mesin berekstensi *.hex. 2.
Bahasa tingkat rendah atau dikenal dengan istilah bahasa rakitan (assembly), yaitu memberikan perintah kepada komputer dengan memakai kode-kode
23 Universitas Sumatera Utara
24
singkat (kode mnemonic), contohnya MOV, SUB, CJNE, JMP,LOOP,dsb. File yang dihasilkan dari penulisan bahasa ini berekstensi *.asm. 3.
Bahasa tingkat menengah, yaitu bahasa komputer yang memakai campuran instruksi dalam kata-kata bahasa manusia dan instruksi yang bersifat simbolik, contohnya {, }, ?, <<,>>,&&,||, dsb.
4.
Bahasa tingkat tinggi, yaitu bahasa komputer yang memakai instruksi berasal dari unsur kata-kata bahasa manusia, contohnya begin, end, if, for, while, and, or, dsb. Sebagian besar bahasa pemograman digolongkan sebagai bahasa tingkat
tinggi, hanya bahasa C yang digolongkan sebagai bahasa tingkat menengah dan assembly yang merupakan bahasa tingkat rendah. Mikrokontroler juga harus memerlukan suatu program agar dapat bekerja sesuai dengan yang diinginkan. Bahasa pemograman untuk mikrokontroler dapat ditulis dengan berbagai bahasa, namun harus di kompilasi agar mendapatkan hasil file eksekusi dengan ekstensi *.hex. File *.hex kemudian di download ke memori program pada mikrokontroler menggunakan suatu downloader.
2.7 LCD (Liquid Crystal Display) LCD 16x2 adalah Liquid Crystal Display dot matrix yang mampu menampilkan 16x2 karakter atau 16 kolom dan 2 baris. Alat ini membutuhkan daya yang kecil dan dilengkapi panel LCD dengan tingkat kontras yang cukup tinggi serta kontroler LCD CMOS yang telah terpasang dalam modul tersebut. Kontroler ini memiliki ROM/RAM dan display data RAM. Semua fungsi display dikontrol dengan instruksi khusus. Modul LCD ini juga dapat dengan mudah dihubungkan dengan unit mikrokontroler, dapat dilihat pada Gambar 2.10. 24 Universitas Sumatera Utara
25
Sumber :www.sumeetinstruments.com Gambar 2.10 LCD 16x2
2.8 CodeVisionAVR CodeVisionAVR merupakan salah satu software compiler yang khusus digunakan untuk mikrokontroler keluarga AVR. CodeVisionAVR merupakan yang terbaik bila dibandingkan dengan compiler yang lain karena beberapa kelebihan yang dimiliki oleh CodeVisionAVR, antara lain : 1.
Menggunakan IDE (Integrated Development Environment).
2.
Fasilitas yang disediakan lengkap (mengedit program, meng-compile program, men-download program) serta tampilannya terlihat menarik dan mudah dimengerti. Kita dapat mengatur editor sedemikian rupa, sehingga memudahkan kita dalam penulisan program.
3.
Mampu
membangkitkan
kode
program
secara
otomatis
dengan
menggunakan fasilitas CodeVisionAVR. 4.
Memiliki
fasilitas
untuk
men-download
program
langsung
dari
CodeVisionAVR dengan menggunakan hardware khusus seperti Atmel STK500, Kanda System STK200/300 dan beberapa hardware lain yang telah didefenisikan oleh CodeVisionAVR. 5.
Memiliki fasilitas debugger, sehingga dapat menggunakan software compiler lain untuk memeriksa kode assemblernya, contohnya AVRStudio.
25 Universitas Sumatera Utara
26
6.
Memiliki
terminal
komunikasi
serial
yang
terintegrasi
dalam
CodeVisionAVR, sehingga dapat digunakan untuk membantu pengecekan program yang telah dibuat, khususnya yang menggunakan fasilitas komunikasi serial USART. Salah satu kelebihan dari CodeVisionAVR adalah tersedianya fasilitas untuk men-download program ke mikrokontroler yang telah terintegrasi, sehingga demikian CodeVisionAVR ini selain dapat berfungsi sebagai software compiler juga dapat berfungsi sebagai software programmer/downloader.
26 Universitas Sumatera Utara
