BAB II LANDASAN TEORI. atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil. Sebelum ada mikrokontroler, telah

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1.

Mikrokontroler ATMEGA8535

Mikrokontroler, sesuai namanya adalah suatu alat atau komponen pengontrol atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil. Sebelum ada mikrokontroler, telah ada

terlebih

dahulu

muncul

mikroprosesor.

Bila

dibandingkan

dengan

mikroprosesor, mikrokontroler jauh lebih unggul karena terdapat berbagai alas an. Input / Output dalam mikrokontroler sudah tersedia sementara pada mikroprosesor dibutuhkan IC tambahan untuk menangani I/O tersebut. IC I/O yang dimaksud adalah PPI 8255. Memori merupakan media untuk menyimpan program dan data sehingga mutlak harus ada. Mikroprosesor belum memiliki memori internal sehingga memerlukan IC memori eksternal. Dengan kelebihan-kelebihan di atas, ditambah dengan harganya yang relatif murah sehingga banyak penggemar elektronika yang kemudian beralih ke mikrokontroler. Namun demikian, meski memiliki berbagai kelemahan, mikroprosesor tetap digunakan sebagai dasar dalam mempelajari mikrokontroler. Inti kerja dari keduanya adalah sama sebagai pengendali suatu sistem. Mikrokontroler merupakan komputer di dalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa disebut “pengendali kecil“ dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung

Universitas Sumatera Utara

seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi / diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini. Dengan menggunakan mikrokontroler ini maka:

a) Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas. b) Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi. c) Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak. Namun demikian tidak sepenuhnya mikrokontroler bisa mereduksi komponen IC TTL dan CMOS yang seringkali masih diperlukan untuk aplikasi kecepatan tinggi atau sekedar menambah jumlah saluran input dan output (I/O). dengan kata lain, mikrokontroler adalah versi mini atau mikro dari sebuah komputer karena mikrokontroler sudah mengandung beberapa bagian yang langsung bisa dimanfaatkan, misalnya port paralel, port serial, komparator, konversi digital ke analog (DAC), konversi analog ke digital (ADC), dan sebagainya hanya menggunakan Minimum System yang tidak rumit atau kompleks. Mikrokontroler adalah otak dari suatu sistem elektronika sama seperti halnya mikroprosesor sebagai otak komputer. Namun mikrokontroler memiliki nilai tambah karena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output dalam suatu kemasan IC. Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s RISC processor) standar memiliki arsitektur 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16- bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. Berbeda dengan instruksi MCS-51 yang membutuhkan 12 siklus clock karena memiliki arsitektur CISC (seperti komputer). Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMEGA dan AT89RFxx. Pada dasarnya yang


membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama. Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu ATMEGA 8535. Selain mudah didapatkan dan lebih murah ATMEGA 8535 juga memiliki fasilitas yang lengkap. Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu ATTiny, AVR klasik, dan ATMEGA. Perbedaannya hanya pada fasilitas dan I/O yang tersedia serta fasilitas lain seperti ADC, EEPROM, dan lain sebagainya. Salah satu contohnya adalah ATMEGA 8535. Memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz membuat ATMEGA 8535 lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS51. Dengan fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan ATMEGA 8535 sebagai mikrokontroler yang powerfull. Adapun blok diagramnya sebagai berikut :

Gambar 2. 1 Blok Diagram ATMega8535


Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa ATMEGA 8535 memiliki bagian sebagai berikut : 1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D. 2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran. 3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan. 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register. 5. Watchdog Timer dengan osilator internal. 6. SRAM sebesar 512 byte. 7. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. 8. Unit interupsi internal dan eksternal. 9. Port antarmuka SPI. 10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 11. Antarmuka komparator analog. 12. Port USART untuk komunikasi serial.

KapabiliItas detail dari ATMEGA 8535 adalah sebagai berikut : 1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz. 2. Kapabiltas memori flash 8 Kb, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte. 3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel. 4. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps. 5. Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.


2.1.1.

Konfigurasi PIN ATMEGA 8535

Mikrokontroler ATMEGA 8535 mempunyai jumlah pin sebanyak 40 buah, dimana 32 pin digunakan untuk keperluan port I/O yang dapat menjadi pin input/output sesuai konfigurasi. Pada 32 pin tersebut terbagi atas 4 bagian (port), yang masingmasingnya terdiri atas 8 pin. Pin-pin lainnya digunakan untuk keperluan rangkaian osilator, supply tegangan, reset, serta tegangan referensi untuk ADC. Untuk lebih jelasnya, konfigurasi pin ATMEGA8535 dapat dilihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega8535

Mikrokontroller ini memiliki 32 port I/O, yaitu port A, port B, port C dan port D. Pin 33 sampai 40 adalah Port A yang merupakan port ADC, dimana port ini dapat menerima data analog.


Berikut ini adalah susunan pin-pin dari ATMega8535; 

VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukkan catu daya



Reset merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler



GND merupakan pin ground



Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC



Port B (Pin 1 – 8) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer/Counter, Komparator Analog, dan SPI



Port C (Pin 22 – 29) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, Komparator Analog, dan Timer Oscilator



Port D (Pin 14 – 21) adalah merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Komparator Analog, Interupsi Iksternal dan komunikasi serial USART



XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukkan clock eksternal (osilator menggunakan kristal, biasanya dengan frekuensi 11,0592 MHz), Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 8 MHz dan dua buah kapasitor 22pF. XTAL ini akan mempengaruhi

kecepatan

mikrokontroller

AVR

Atmega8535

dalam

mengaksekusi setiap perintah dalam program. Pada pin 9 dihubungkan dengan sebuah kapasitor dan sebuah resistor yang dihubungkan ke ground. Kedua komponen

ini berfungsi agar program pada mikrokontroller dijalankan

beberapa saat setelah power aktif. 

Pin 10 dihubungkan ke sumber tegangan 5 volt. Dan pin 11 dihubungkan ke

ground.

Rangkaian

mikrokontroller

ini menggunakan komponen

kristal sebagai sumber clock-nya. Nilai kristal ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroller dalam mengeksekusi suatu perintah tertentu.


2.1.2. Peta Memori ATMEGA 8535 ATMEGA 8535 memiliki dua jenis memori yaitu Program Memory dan Data Memory ditambah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memory untuk penyimpan data. 2.1.3. Program Memory ATMEGA 8535 memiliki On-Chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memory dibagi menjadi dua bagian, yaitu Boot Flash Section dan Application Flash Section. Boot Flash Section digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan. Application Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang dibuat user. AVR tidak dapat menjalakan program aplikasi ini sebelum menjalankan program Boot Loader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat deprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurasi bit di register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka program pada Application Flash Section juga sudah aman.

Gambar 2. 3 Peta Memori Program


2.1.4. Data Memory Gambar berikut menunjukkan peta memori SRAM pada ATMEGA 8535. Terdapat 608 lokasi address data memori. 96 lokasi address digunakan untuk Register File dan I/O Memory sementara 512 likasi address lainnya digunakan untuk internal data SRAM. Register file terdiri dari 32 general purpose working register, I/O register terdiri dari 64 register.

Gambar 2. 4 Peta Memori Data 2.1.5. EEPROM Data Memory ATMEGA 8535 memiliki EEPROM 8 bit sebesar 512 byte untuk menyimpan data. Lokasinya terpisah dengan sistem address register, data register dan control register yang dibuat khusus untuk EEPROM. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF.

Gambar 2. 5 EEPROM Data Memory


2.1.6. Status Register (SREG) Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroler.

Gambar 2. 6 Status Register ATMEGA 8535



Bit 7 – I : Global Interrupt Enable Jika bit Global Interrupt Enable diset, maka fasilitas interupsi dapat dijalankan. Bit ini akan clear ketika ada interrupt yang dipicu dari hardware, setelah program interrupt dieksekusi, maka bit ini harus di set kembali dengan instruksi SEI.



Bit 6 – T : Bit Copy Storage Instruksi bit copy BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit.



Bit 5 – H: Half Carry Flag



Bit 4 – S : Sign Bit Bit S merupakan hasil exlusive or dari Negative Flag N dan Two’s Complement Overflow Flag V.



Bit 3 – V : Two’s Complement Overflow Flag Digunakan dalam operasi aritmatika




Bit 2 – N : Negative Flag Jika operasi aritmatika menghasilkan bilangan negatif, maka bit ini akan set.



Bit 1 – Z : Zero Flag Jika operasi aritmatika menghaslkan bilangan nol, maka bit ini akan set.



Bit 0 – C : Carry Flag Jika suatu operasi menghasilkan Carry, maka bit ini akan set.

2.2.

Sensor Ultrasonic Sensor ultrasonic adalah sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan

gelombang dimana sensor menghasilkan gelombang pantulan ke benda yang kemudian menangkapnya kembali dengan perbedaan waktu sebagai dasar perhitungannya. Perbedaan waktu antara gelombang pantulan yang di kembalikan dan yang diterima kembali adalah berbanding lurus dengan jarak atau tinggi objek yang memantulkannya. Jenis objek yang dapat di indranya adalah padat, cair dan butiran. Tanpa kontak jarak 2 cm sampai 3 meter dan dapat dengan mudah dihubungkan dengan mikrokontroler malalui satu pin I/O saja. Dimensi : 2,6 cm (p) x 4,1 cm (l) x 6,2 cm (t)

Gambar 2.7. Sensor Ultrasonic


Spesifikasi Sensor Ultrasonic : 1. Memiliki 2 jenis antarmuka yang dapat aktif bersamaan, yaitu I2C-bus (fSCL maks. 65 kHz) dan pulse width (10µs/mm). 2. 8 modul dapat digunakan bersama dalam satu sistem I2C-bus yang hanya membutuhkan 2 pin I/O mikrokontroler saja. 3. Membutuhkan catu daya tunggal +5 VDC, dengan konsumsi arus 17 mA typ. (tanpa sensor infrared ranger). 4. Terdapat 2 mode operasi yaitu full operation dan reduced operation. Pada mode reduced operation beberapa komponen ultrasonic ranger akan dimatikan (saat idle) dan konsumsi arus mejadi 13 mA typ. 5. Terdiri dari sebuah ultrasonic ranger dengan spesifikasi: Mengukur jarak dari 2 cm hingga 3 m tanpa dead zone atau blank spot. Obyek dalam jarak 0 - 2 cm dideteksi sebagai 2 cm. Menggunakan burst sinyal kotak 16 Vp-p dengan frekuensi 40 kHz. 6. Dapat dihubungkan dengan maksimum 2 buah infrared ranger Sharp GP2D12 yang memiliki jangkauan pengukuran 10 - 80 cm. 7. Data keluaran sudah siap pakai dalam satuan mm (untuk antarmuka I2C) sehingga mengurangi beban mikrokontroler. 8. Ketelitian pengukuran jarak (ranger) adalah 5mm. 9. Siklus pengukuran yang cepat, pembacaan dapat dilakukan tiap 25 ms (40 Hz rate).


10. Memerlukan input trigger berupa pulsa negatif TTL (20µs min.) untuk antarmuka pulse width. 11. Tersedia 1 pin output yang menunjukkan aktifitas sensor, dapat tidak dimanfaatkan. 12. Tidak diperlukan waktu tunda sebelum melakukan pengukuran berikutnya. 13. Kompensasi kesalahan dapat diatur secara manual untuk mengurangi pengaruh faktor perubahan suhu lingkungan dan faktor reflektifitas obyek.

Blok diagram ini di lengkapi dengan tampilan seven segment agar kita bisa melihat hasilnya.

Gambar 2.8. Blok Sensor Ultrasonic dengan Tampilan Seven Segment Kita lihat secara seksama cara kerja sensor ultrasonic dengan cara memantulkan gelombang ke sebuah objek kemudian data yang di pantulkan menentukan jarak dari sensor ke objek.


Gambar 2.9. Ilustrasi cara kerja sensor

Untuk pengaktifan sensor ultrasonik, hubungkan Pin Vss ke Ground, kemudian pin Vdd ke catu daya yang keluarannya sudah diset 5V, setelah batere dihubungkan dengan IC Regulator 7805, tinggal Pin SIG dihubungkan ke pin di Mikrokontroller, buat sensor ke port P1.7, sedangkan indikator output P3.7

Gambar 2.10. Skematik hubungan pin


2.3.

ISD2560

2.3.1

Pengolah Sinyal Suara

Pengolah sinyal suara adalah bagian yang mengolah sinyal suara analog menjadi sinyal suara digital, yang akhirnya sinyal suara hasil rekaman dapat disimpan dalam memori IC. Selain itu bagian ini juga mengubah sinyal suara digital menjadi sinyal suara analog kembali sehingga rekaman yang tersimpan dapat diperdengarkan (diputar ulang), untuk dapat melakukan perekaman dan pemutaran ulang rekaman digunakan IC khusus yaitu ISD2560/75/90/120 “Single-Chip, Multiple-Mesage, Voice Record/Playback Device” yang merupakan produk dari Winbond Electronic Corp. ISD2560 adalah single-chip dengan kualitas tinggi, dengan durasi rekam atau putar ulang (Record/Playback) antara 60 sampai 120 detik. Merupakan komponen CMOS yang terdiri atas on-chip oscillator, microphon preamplifier, aoutomatic gain control, antialiasing filter, smoothing filter, speaker preamplifier, dan high density multi-level storage array. 2.3.2

Ciri-Ciri ISD2560

ISD2560 mempunyai ciri-ciri sebagai berikut : 1. Single-chip mudah digunakan untuk merekam suara atau memutar ulangnya. 2. Kualitas suara atau audio yang dihasilkan tinggi dan tampak alami. 3. Single-chip dengan durasi 60,75,90 dan 120 detik. 4. Dapat digunakan dengan atau tanpa mikrokontroler. 5. Secara langsung merekam dalam durasi yang panjang. 6. Power Down (PD) otomatis (mode Push-button). 7. Penyimpanan pesan dengan daya nol.


8. Dapat dialamatkan secara langsung untuk mengatasi pesan yang panjang. 9. Penyimpanan pesan selama 100 tahun. 10. Siklus perekaman 100.000 kali. 11. Sumber clock on-chip. 12. Dapat diprogram untuk aplikasi putar ulang semata. 13. Catu daya +5 volt

Diagram Blok Internal Clock

Timing

XCLK

ANA IN

5-Pole Active Antialiasing Filter

Amp

ANA OUT MIC MIC REF AGC

PreAmp

D ec oders

Sampling Clock Analog Tranceiver 480K Cell Nonvolatile Multilevel Storage Array

5-Pole Active Smoothing Filter SP + Mux

Amp

Automatic Gain Contol (AGC) Power Conditioning

SP -

Address Buffer

VCCA VSSA VSSD VCCD A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9

Device Control

PD OVF P/R CE EOM AUX IN

Gambar 2.11 Diagram Blok ISD2560


Konfigurasi Pin SOIC/PDIP A0/M0

1

28

VCCD

A1/M1

2

27

P/R

A2/M2

3

26

XCLK

A3/M3

4

25

EOM

A4/M4

5

24

PD

A5/M5

6

23

CE

A6/M6

7

22

OVF

A7

8

21

ANA OUT

A8

9

20

ANA IN

A9

10

19

AGC

AUX IN

11

18

MIC REF

VSSD

12

17

MIC

VSSA

13

16

VCCA

SP +

14

15

SP -

ISD2500

Gambar 2.12 Konfigurasi Pin ISD2560 2.3.3

deskripsi Pin

Adapun fungsi-fungi dari pin ISD2560 adalah seperti diuraikan pada tabel berikut ini : NAMA

NO. PIN KETERANGAN

PIN

SOIC/PDIP Address/Mode Inputs: Address/Mode Inputs memiliki dua fungsi bergantung pada level dari dua buah Most Significant Bits (MSB) dari pin-pin

Ax/Mx

1-10/1-7

alamat (A8 dan A9).

Jika salah satu atau kedua MSB dalam kondisi RENDAH,


semua masukan diinterpretasikan sebagai bit alamat dan digunakan sebagai alamat awal untuk siklus perekaman atau putar ulang

Jika kedua MSB dalam kondisi TINGGI, Address/mode Inputs diinterpretasikan sebagai Mode bits according untuk Mode Operasional (Operational Mode). Ada 6 mode operasi (M0...M6) dan memungkinkan untuk menggunakan banyak mode operasional secara simultan Auxiliary Inputs: AUX IN digunakan untuk AUX IN

11 menghubungkan sinyal playback dengan speaker

VSSA,VSSD

13,12

Ground Speaker Outputs: Bagian yang mengeluarkan suara atau audio. Semua komponen termasuk on-chip

SP+ / SP-

14/15 differensial speaker driver, terbatas pada 50mW sampai 16 ohm

VCCA/VCCD

16,28

Supply Voltage Microphone: Mikrofon mentransfer sinyal masukan

MIC

17

menuju on-ship preamplifier.Rangkaian Automatic Gain Control (AGC) mengontrol gain preamplifier


mulai dari -15 sampai 24dB Microphone Reference: Masukan MIC REF MIC REF

18

merupakan masukan inverting untuk mikrofon preamplifier Aoutomatic Gain Control: Dengan adanya AGC

AGC

19 dapat meminimalkan distorsi suara yang direkam Analog Input: Analog Input mentrasfer sinyal masukan analog pada chip untuk direkam. Untuk

ANA IN

20

masukan mikrofon, pin ANA OUT harus dihubungkan dengan pin ANA IN melalui kapasitor eksternal

ANA OUT

21

OVF

22

Analog Output: Preamplifier output. Overflow: Untuk mengindikasikan bahwa piranti telah terisi penuh dengan pesan (pesan berlebihan) Chip Enable: Pin CE diberi kondisi RENDAH

CE

23

(LOW) untuk mengenable semua operasi perekaman atau putar ulang. Power Down: Ketika sedang merekam atau memutar ulang hasil rekaman Pin PD harus dikondisikan

PD

24 TINGGI (HIGH) untuk menempatkan perangkat dalam mode standby

EOM

25

End-Of-Message: Untuk mengindikasikan bahwa


perangkat sedang beroperasi (merekam atau memutar ulang).

External Clock: Berikut XCLK yang terdapat pada IC ISD2500: Required Part number

Sample rate Clock

XCLK

26

ISD2560

8.0 kHz

1024 kHz

ISD2575

6.4 kHz

819.2 kHz

ISD2590

5.3 kHz

682.7 kHz

ISD25120

4.0 kHz

512 kHz

Playback/Record: Pin ini digunakan untuk merekam P/R

27 atau memutar ulang (playback/record)

Tabel 2.1 Deskripsi Pin ISD2560

2.3.4

Mode Operasional

ISD2560 didesain dengan beberapa Mode Operasional. Mode Operasional diakses melalui pin alamat dan digambarkan sebagai daerah alamat pesan normal. Ketika kedua Most Significant Bits (MSB), A8 dan A9 dikondisikan tinggi maka sinyal alamat


diinterpretasikan sebagai mode bits bukan alamat bits. Karenanya mode operasional dan pengalamatan langsung tidak kompatibel dan tidak dapat digunakan secara bersamaan. Ada dua hal yang perlu diperhatikan ketika menggunakan Operasional Mode. Pertama, semua operasi dimulai dengan alamat 0. operasi selanjutnya dapat dimulai dengan lokasi alamat lain, bergantung Mode Operasional yang dipilih. Adapun beberapa Mode Operasional digambarkan dengan tabel berikut : Gabungan Mode

Fungsi

yang

Kegunaan Tipikal

Kompatibel M0

Message Cueing

M1

Hapus EOM

M2

M3

M4

Fast-forward through message Posisi

Tidak diaplikasikan

setelah

pesan M3,M4,M5,M

terakhir

6

Reserved

N/A

Putar

Pengulangan

EOM

ulang

berlanjut

alamat 0

Consecutive

Record/playback multiple

addressing

M4,M5,M6

dari

M1,M5,M6

M0,M1,M5

consecutive message

M5

M6

CE level-activated

Kontrol button

push-

Allow message pausing

Simplified device interface

M0,M1,M3,M 4

M0,M1,M3

Tabel 2.2 Mode Operasional


2.4

Liquid Crystal Display (LCD) LCD (Liquid cristal display) adalah salah satu komponen elektronika yang

berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. Jenis LCD yang dipakai pada alat ini adalah LCD M1632. LCD terdiri dari dua bagian, yang pertama merupakan panel LCD sebagai media penampil informasi dalam bentuk huruf/angka dua baris, masing–masing baris bisa menampung 16 huruf/angka.LCD (Liquid Crystal Display) adalah modul penampil yang banyak digunakan karena tampilannya menarik. LCD yang umum, ada yang panjangnya hingga 40 karakter (2x40 dan 4x40), dimana kita menggunakan DDRAM untuk mengatur tempat penyimpanan tersebut.(Gamayel.Rizal, 2007). Di bawah ini adalah gambar LCD 2x16 karakter.

Gambar 2.13. LCD karakter 2x16

Bagian kedua merupakan sebuah sistem yang dibentuk dengan mikrokontroler yang ditempel dibalik pada panel LCD, berfungsi mengatur tampilan LCD. Dengan demikian pemakaian LCD M1632 menjadi sederhana, sistem lain cukup mengirimkan kode – kode ASCII dari informasi yang ditampilkan.


Spesifikasi LCD M1632: 1. Tampilan 16 karakter 2 baris dengan matrik 5 x 7 + kursor. 2. ROM pembangkit karakter 192 jenis. 3. RAM pembangkit karakter 8 jenis ( diprogram pemakai ). 4. RAM data tampilan 80 x 8 bit ( 8 karakter ). 5. Duty ratio 1/16. 6. RAM data tampilan dan RAM pembangkit karakter dapat dibaca dari unit mikroprosesor. 7. Beberapa fungsi perintah antara lain adalah penghapusan tampilan (display clear), posisi kursor awal ( crusor home ), tampilan karakter kedip (display character blink), penggeseran kursor ( crusor shift ) dan penggeseran tampilan (display shift). 8. Rangkaian pembangkit detak. 9. Rangkaian otomatis reset saat daya dinyalakan. 10. Catu daya tunggal +5 volt.


2.5 Resistor Resistor adalah komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir. umunya terbuat dari karbon film atau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material lain. Kebalikan dari bahan yang konduktif, bahan material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran electron dan disebut sebagai insulator.

Fungsi dari Resistor adalah :

1. Sebagai pembagi arus. 2. Sebagai penurun tegangan. 3. Sebagai pembagi tegangan. 4. Sebagai penghambat aliran arus listrik.

2.5.1

Fixed Resistor

Resistor adalah komponen elektronik yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umunya terbuat daari bahan karbon. Tipe resistor yang umunya berbentuk tabung porselen kecil dengan dua kaki tembaga dikiri dan dikanan. Beberapa hal yang perlu diperhatikan :

1. Makin besar bentuk fisik resistor, makin besar pula daya resistor tersebut. 2. Semakin besar nilai daya resistor makin tinggi suhu yang bisa diterima resistor 3. Resistor bahan gulungan kawat pasti lebih besar bentuk dan nilai daya-nya dibandingkan resistor dari bahan carbon.


Gambar 2.14 Resistor Tetap

WARNA Hitam Coklat Merah Jingga Kuning Hijau Biru Violet Abu-abu Putih Emas Perak Tanpa Warna

GELANG I 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -

GELANG II 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -

GELANG III 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 1000000000 0,1 0,01 -

GELANG IV 5% 10% 20 %

Tabel 2.3 Gelang Resistor

Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki 5 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil) memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Gelang pertama dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang terakhir adalah factor pengalinya.


2.6.

Kapasitor Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik.

Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Fungsi Kapasitor dalam suatu rangkaian : 1. Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain

(pada PS =

Power Supply). 2. Sebagai filter dalam rangkaian PS. 3. Sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian antenna. 4. Untuk menghemat daya listrik pada lampu neon. 5. Menghilangkan bouncing (loncatan api) bila dipasang pada saklar.


Lambang kondensator (mempunyai kutub positif dan negatif) pada skema elektronika.

Gambar 2.15 Kapasitor Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negatif paa kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih berwarna coklat,merah,hijau dan lainya seperti tablet atau kancing baju yang sering disebut kapasitor (capacitor).

Elektoda

Dielektik

Elektroda

Gambar 2.16 Skema kapasitor Namun kebiasaan dan kondisi serta artikulasi bahasa setiap Negara tergantung pada masyarakat yang lebih sering menyebutnyakanya. Kini kebiasaan orang tersebut hanya menyebutkan salah satu nama yang paling dominan digunakan atau lebih sering didengar. Pada masa kini, kondensator lebih sering disebut kapasitor (capacitor) ataupun sebaliknya pada ilmu elektronika disingkat dengan (C). Satuan dalam kondensator disebut farad.


Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yangs sering dipakai didalam merancang suatu system yang berfungsi untuk mengeblok arus DC, filter, dan penyimpanan energy listrik. Didalamnya terdapat dua pelat elektroda yang saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan digunakan sebagai insulator disebut dielektrik. Ketika kapasitor diberikan tegangan DC, maka energy listrik disimpan pada tiap elektrodanya. Selama kapasitor melakukan pengisian, arus mengalir. Aliran arus tersebut akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap-tiap kapasitor adalah dielektriknya. Berikut ini jenis-jenis kapasitor yang digunakan dalam perancangan ini. 2.6.1 Elecrolytic Capacitor (ELCO) Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari aluminium yang menggunakan membrane oksidasi yang tipis. Karakteristik utama dari Elecrolytic Capacitor adlah perbedaan polaritas pada kedua kakinya. Dari karakteristik tersebut kita harus berhatihati dalam pemasanganya pada rangkaian, jangan sampai terbalik. Bila polaritasnya terbalik, maka akan menjadi rusak bahkan”MELEDAK”.

Gambar 2.17 Elecrolytic Capacitor (ELCO) Biasanya jenis kapasitor ini digunakan pada rangkaian power supply. Kapasitor ini tidak bisa digunakan pada rangkaian frekwensi tinggi. Biasanya tegangan kerja kapasitor dihitung dengan cara mengalikan tegangan catu daya dengan 2. Misalnya kapasitor akan


diberikan catu daya dengan tegangan 5 volt, berarti kapasitor yang dimiliki harus memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5 = 10 volt. 2.6.2 Ceramic Capacitor

Gambar 2.18 Ceramic Capacitor Kapasitor menggunakan bahan titanium acid barium untuk dielektriknya. Karena tidak dikonstruksi seperti koil, maka komponen ini dapat digunakan pada rangkaian frekwensi tinggi. Biasanya digunakan untuk melewatkan sinyal frekwensi tinggi menuju ke ground. Kapasitor ini tidak baik digunakan untuk rangkaian analog karena dapat mengubah bentuk sinyal. Jenis ini tidak mempunyai polaritas dan hanya tersedia dengan nilai kapasitor yang sangat kecil disbanding dengan kedua kapasitor diatas. 2.6.3 Nilai kapasitor Untuk mencari nilai dari kapasitor biasanya dilakukan dengan melihat angka/kode yang tertera pada badan kapasitor tersebut. Untuk kapasitor jenis elektrolit memang mudah, karena nilai kapasitansinya telah tertera dengan jelas pada tubuhnya. Sedangkan kapasitor keramik dan beberapa jenis yang lain nilainya dikodekan. Biasnya kode tersebut terdiri dari 4 digit, dimana 3 digit pertama merupakan angka dan digit terakhir merupakan huruf yang menyatakan toleransinya. Untuk 3 digit yang pertama


angka yang terakhir berfungsi untuk menentukan 10n, nilai n dapat dilihat pada table dibawah. 3 rd digit

Multiplier

Letter

Tolerance

0

1

D

0.5 Pf

1

10

F

1%

2

100

G

2%

3

1,000

H

3%

4

10,000

J

5%

5

100,000

K

10 %

6,7

Not Used

M

20 %

8

.01

P

+100, -0 %

9

.1

Z

+80, -20 %

Tabel 2.4 Nilai Kapasitor Misalnya suatu kasipator pada badanya tertulis kode 474J, berarti nilai kapasitansinya adalah

47 + 104 = 470.000pF = 0.47 niufarad sedangkan toleransinya 5 %. Yang

harus diingat didalam mencari nilai kapasitor adalah satuanya dalam pF (Piko Farad). 2.7. Transistor Transistor adalah 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. Pada umunya transistor memiliki tiga terminal. Tegangan atau arus yang dipasang diterminalnya mengatur arus yang lebih besar melalui 2 terminal lainya. Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi penegras suara, sumber listrik stabil, 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 komponen-komponen lainnya. Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal. Terminal itu disebut emitter,basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari penggabungan dua buah diode. Dioda yang satu dengan yang lain saling digabungkan dengan menyambung salah satu sisi diode senama. Dengan cara penggabungan seperti itu dapat diperoleh dua buah diode sehingga menghasilkan transistor NPN. Bahan mentah digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah silicon dan germanium. Oleh karena itu dikatakan: 1. Transistor germanium PNP 2. Transistor silicon NPN 3. Transistor silicon PNP 4. Transistor germanium NPN Semua komponen didalam rangakaian transistor dengan symbol. Anak pangah yang terdapat di dalam symbol menunjukkan arah yang melalui transistor.


Gambar 2.19 Simbol Tipe Transistor Didalam pemakaianya transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor. Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor bipolar junction transistor (BJT) dan field effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda. Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan yaitu electron dan lubang untuk membawa arus listrik. Dalam BJT arus listrik utama harus melewati satu daerah atau lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut. FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (electron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone dikedua sisinya ( dibandingnya dengan transistor bipolar dimana daerah basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah pembatas ini dapat berubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Secara umum transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori, yaitu: materi semikonduktor, Germaniu,Silikon, Gallium Arsenide.


1. Kemasan fisik: Though Hole Metal, Though Hole Pasic, Surface Mount, IC, dan lain-lain. 2. Tipe: UJT, BJT, JFET, MOSFET, IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET,MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC. 3. Polaritas : NPN atau N-Channel, PNP atau P-channel 4. Maximum kapasitas daya : Low Power, Medium Power, High Power 5. Maksimum frekwensi kerja : low, medium, atau high frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain. 6. Aplikasi : Amplifier, Saklar, General purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lainlain. Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emitter secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emitter terhubung langsung (short). Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor emitter (Vce)=0 Volt pada keadaan, tetapi pada keadaan ideal, tetapi pada kenyataanya Vce bernilai 0 sampai 0,3 volt. 2.8.

Dioda Dioda adalah salah satu bahan yang dibuat dari bahan yang disebut PN junction

yaitu suatu bahan campuran yang terdiri dari bahan positif dan bahan negative. Apabila kedua bahan tesebut dipertemukan maka akan menjadi komponen aktif yang disebut diode. P type akan membentuk kaki yang disebut kaki Anoda dan N type akan membentuk Katoda. Pada diode, arus listrik hanya akan dapat mengalir dari anoda ke kutub katoda.


2.8.1

Karakteristik Dioda

Sifat umum diode adalah hanya dapat menghantarkan arus listrik ke satu arah saja. Oleh karena itu bila pemasangan diode tidak akan dapat menghantarkan arus listrik. Prinsip ini biasanya digunakan sebagai pengaman alat elektronika yaitu untuk menunjukkan benar atau salah penyambungan catu daya. Dioda memiliki dua elektroda (kaki), yaitu anoda dan katoda. Kaki-kaki ini tidak boleh terbalik dalam pemasanganya. Kaki katoda biasanya dekat dengan tanda cincin sedangkan kaki yang jauh tanda cincin berarti kaki anoda. Jika P (anoda) diberi tegangan positif dan N (katoda) diberi tegangan negative maka pemberian tegangan ini disebut bias maju (biased forward). Sebaliknya, bila diberi tegangan yang terbalik yaitu P (anoda) diberi tegangan negative dan N (katoda) diberi tegangan positif maka pemberian tegangan ini disebut bias mundur (biased reverse). Pada keadaan ini, arus yang mengalir dalam diode sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Pada saat diberi biases forward, diode dapat dialiri arus dengan resistansi yang cukup kecil, yang dikenal dengan nama resistansi maju (forward). Sebaliknya, jika diode diberi biased reverse, maka arus listrik akan mengalami resistansi yang amat besar dan disebut resistance reverse. Dioda dapat dianggap suatu Voltage Sensitive Electronic Switch, dimana diode akan menutup atau dalam kondisi ON jika anoda lebih positif dari katoda dan diode akan terbuka jika sebaliknya. Macam-macam diode yang harus diketahui adalah: 1. Dioda Penyearah (RectifierJ) 2. Dioda Zener 3. Dioda Cahaya (LED-Light Emiting Dioda)


2.8.2 Dioda Penyearah (Rectifier) Dioda ini biasanya digunakan pada power supply, namun digunakan juga pada rangkaian radio sebagai detector, dan lain-lain. Prinsip kerja dari diode penyearah adalah sebagai berikut:

Gambar 2.20 Bentuk Dioda Arus AC yang mendorong electron keatas melalui resistor, saat melewati diode hanya setengah periode positif dari tegangan input yang akan memberikan bias forward pada diode, sehingga diode akan menghantarkan selama setengah periode positif. Tetapi untuk setengah peride negative, diode bias reverse terjadilah penyumbatan karena kecil sekali arus yang dapat mengalir. Dengan demikian, arus AC telah diserahkan oleh diode ini menjadi arus yang searah (DC). 2.8.3 Dioda Zener Dioda

zener merupakan diode yang banyak sekali digunakan oleh diode

penyearah. Lambang diode zener dapat dilihat pada gambar

Gambar 2.21 Symbol dan Bentuk Dioda Zener


2.8.4

Dioda Cahaya (LED: Light Emiting Dioda)

LED merupakan salah satu jenis diode yang mengubah energy perpindahan electron-elektron yang jatu dari pita konduksi ke pita valensi menjadi cahaya. Berwarna warni cahaya yang dipancarkan ini, dikarenakan jenis bahan yang digunakan berbedabeda. Bahan-bahannya antara lain gallium, arsen, dan fosfor. Penggunaan LED biasanya berhubungan dengan segala hal yang dilihat oleh manusia, seperti untuk mesin penghitung, jam digital, dan lain-lain. 2.9.

Catu Daya Tegangan yang di butuhkan oleh peralatan elektronik adalah tegangan rendah

yaitu kurang atau sama dengan 24 volt DC. Sehingga diperlukan sebuah alat yang dapat menurunkan tegangan dan disearahkan sehingga menghasilkan tegangan DC sebesar 24 volt. Pada Gambar 2.4 ditunjukkan rangkaian penurun tegangan dan penghasil tegangan DC. Penurun tegangan ini berupa autotrafo dan penghasil tegangan DC berupa penyearah jembatan.

Gambar 2.22 Rangkaian Penurun Tegangan dan Penghasil Tegangan DC


BAB II LANDASAN TEORI. atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil. Sebelum ada mikrokontroler, telah

Recommend Documents