MAKALAH MIKROPROSESOR
MIKROKONTROLER ATMEGA8535
DAN
SENSOR ULTRASONIK
KELAS : TI 11 A
Disusun
oleh :
NAMA : REZA FAJAR FITRIYATNA
NIM : 11.11.2367
STMIK
AMIKOM PURWOKERTO
Jl. Let. Jend. Pol Soemarto,
Purwokerto, Indonesia 53121 Tpl. (0281) 633 388
BAB
I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Perkembangan
teknologi telah maju dengan
pesat dalam perkembangan
dunia elektronika, khususnya dalam perkembangan dunia elektronika,
khususnya dunia mikroelektronika. Penemuan silicon menyebabkan
bidang ini mampu memberikan sumbangan
yang amat berharga bagi perkembangan
teknologi modern. Dalam pengembangan terakhir,
yaitu generasi AVR (Advance Versatile
RISC
processor), para desainer sistem elektronika
telah diberi suatu teknologi yang memiliki suatu
kapabilitas
yang amat maju.
Penggunaan teknologi memang
harus sepatutnya digunakan untuk mengatasi masalah- masalah yang muncul pada masa ini. Memang sudah banyak alat-alat teknologi yang sudah digunakan saat ini,
tapi masih banyak yang belum
efisien
dan
efektif. Untuk
dapat mengatasi masalah tersebut, maka
kita harus mengetahuin tentang teknologi yang mulai berkembang pada akhir-akhir
ini. Pada kesempatan ini saya akan membahas tentang Mikrokontroler ATMega8535
dan
Sensor Ultrasonik.
1.2.
Perumusan Masalah
1.
Mengetahui
tentang Sistem Minimum ATMEGA 8535 (SISMIN)
2.
Mengetahui
apa itu Mikrokontroler AVR ATMega8535
3.
Menjelaskan
Pengertian Sensor
1.3.
Tujuan
Tujuan dari pembuatan
makalah ini adalah untuk memenuhi tugas praktikum microprosesor serta untuk
menambah pengetahuan mengenai Sensor Ultrasonik dan Mikrokontroler AVR ATMega8535.
BAB
II
PPEMBAHASAN
2.1. Pengertian
Sensor
Sensor adalah device atau komponen elektronika yang
digunakan untuk mengubah besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga bisa
dianalisa dengan menggunakan rangkaian listrik. Sebagai contoh, sensor cahaya
adalah sensor yang cara kerjanya mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik.
v
Sensor Ultrasonik
Gelombang ultrasonik adalah gelombang
dengan besar frekuensi diatas frekuensi gelombang suara (speech signals) yaitu
lebih dari 20 KHz. Seperti telah disebutkan bahwa sensor ultrasonik terdiri
dari rangkaian pemancar ultrasonik yang disebut transmitter dan
rangkaian penerima ultrasonik yang disebut receiver. Sinyal ultrasonik
yang dibangkitkan akan dipancarkan dari transmitter ultrasonik. Ketika
sinyal mengenai benda penghalang, maka sinyal ini dipantulkan, dan diterima
oleh receiver ultrasonik. Sinyal yang diterima oleh rangkaian receiver
dikirimkan ke rangkaian mikrokontroler untuk selanjutnya diolah untuk
menghitung jarak terhadap benda di depannya (bidang pantul).
Prinsip kerja dari sensor ultrasonik dapat ditunjukkan dalam
gambar dibawah ini :
Gambar Prinsip Kerja Sensor Ultrasonik
Prinsip kerja dari sensor ultrasonik adalah
sebagai berikut :
1.
Sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonik.
Sinyal tersebut berfrekuensi diatas 20kHz, biasanya yang digunakan untuk
mengukur jarak benda adalah 40kHz. Sinyal tersebut di bangkitkan oleh rangkaian
pemancar ultrasonik.
2. Sinyal
yang dipancarkan tersebut kemudian akan merambat sebagai sinyal/ gelombang bunyi
dengan kecepatan bunyi yang berkisar 340 m/s. Sinyal tersebut kemudian akan
dipantulkan dan akan diterima kembali oleh bagian penerima Ultrasonik.
3. Setelah
sinyal tersebut sampai di penerima ultrasonik, kemudian sinyal tersebut akan
diproses untuk menghitung jaraknya. Jarak dihitung berdasarkan rumus :
S = 340.t/2 (2.1)
4. dimana
S adalah jarak antara sensor ultrasonik dengan bidang pantul, dan t adalah
selisih waktu antara pemancaran gelombang ultrasonik sampai diterima kembali
oleh bagian penerima ultrasonik.
a.
Pemancar Ultrasonik (Transmitter)
Pemancar
Ultrasonik ini berupa rangkaian yang memancarkan sinyal sinusoidal berfrekuensi
di atas 20 KHz menggunakan sebuah transducer transmitter ultrasonik.
Gambar Rangkaian Pemancar Gelombang
Ultrasonik
Prinsip kerja dari rangkaian pemancar gelombang
ultrasonik tersebut adalah sebagai berikut :
1. Sinyal
40 KHz dibangkitkan melalui mikrokontroler.
2. Sinyal
tersebut dilewatkan pada sebuah resistor sebesar 3kOhm untuk pengaman ketika
sinyal tersebut membias maju rangkaian dioda dan transistor.
3. Kemudian
sinyal tersebut dimasukkan ke rangkaian penguat arus yang merupakan kombinasi
dari 2 buah dioda dan 2 buah transistor.
4. Ketika
sinyal dari masukan berlogika tinggi (+5V) maka arus akan melewati dioda D1 (D1
on), kemudian arus tersebut akan membias transistor T1, sehingga arus yang akan
mengalir pada kolektotr T1 akan besar sesuai dari penguatan dari transistor.
5. Ketika
sinyal dari masukan berlogika rendah (0V) maka arus akan melewati dioda D2 (D2
on), kemudian arus tersebut akan membias transistor T2, sehingga arus yang akan
mengalir pada kolektotr T2 akan besar sesuai dari penguatan dari transistor.
6. Resistor
R4 dan R6 berfungsi untuk membagi tengangan menjadi 2,5 V. Sehingga pemancar
ultrasonik akan menerima tegangan bolak – balik dengan Vpeak-peak adalah 5V
(+2,5 V s.d -2,5 V).
b.
Penerima Ultrasonik (Receiver)
Penerima Ultrasonik ini akan menerima sinyal ultrasonik yang
dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan karakteristik frekuensi yang
sesuai. Sinyal yang diterima tersebut akan melalui proses filterisasi frekuensi
dengan menggunakan rangkaian band pass filter (penyaring pelewat pita),
dengan nilai frekuensi yang dilewatkan telah ditentukan. Kemudian sinyal
keluarannya akan dikuatkan dan dilewatkan ke rangkaian komparator (pembanding)
dengan tegangan referensi ditentukan berdasarkan tegangan keluaran penguat pada
saat jarak antara sensor kendaraan mini dengan sekat/dinding pembatas mencapai
jarak minimum untuk berbelok arah. Dapat dianggap keluaran komparator pada
kondisi ini adalah high (logika „1‟) sedangkan jarak yang lebih jauh
adalah low (logika‟0‟). Logika-logika biner ini kemudian diteruskan ke
rangkaian pengendali (mikrokontroler).
Gambar Rangkaian Penerima Gelombang Ultrasonik
Prinsip kerja dari rangkaian pemancar gelombang
ultrasonik tersebut adalah sebagai berikut :
1.
Pertama – tama sinyal yang diterima akan
dikuatkan terlebih dahulu oleh rangkaian transistor penguat Q2.
2.
Kemudian sinyal tersebut akan di-filter menggunakan
High Pass Filter pada frekuensi > 40kHz oleh rangkaian transistor Q1.
3.
Setelah sinyal tersebut dikuatkan dan di-filter,
kemudian sinyal tersebut akan di‟searah‟kan oleh rangkaian dioda D1 dan D2.
4.
Kemudian sinyal tersebut melalui rangkaian
filter low pass filter pada frekuensi < 40KHz melalui rangkaian filter
C4 dan R4.
5.
Setelah itu sinyal akan melalui komparator Op-Amp
pada U3.
6. Jadi
ketika ada sinyal ultrasonik yang masuk ke rangkaian, maka pada komparator akan
mengeluarkan logika rendah (0V) yang kemudian akan diproses oleh mikrokontroler
untuk menghitung jaraknya.
2.2. Mikrokontroler
AVR ATMega8535
Gambar
Mikrokontroler AVR ATMega8535
Mikrokontroler adalah suatu keping IC dimana terdapat
mikroprosesor dan memori program (disebut: ROM) serta memori serba-guna
(disebut: RAM), bahkan ada beberapa jenis mikrokontroler yang memiliki
fasilitas ADC, PLL, EEPROM dalam satu kemasan. Penggunaan mikrokontroler dalam
bidang kontrol sangat luas dan popular.
Ada beberapa vendor yang membuat mikrokontroler diantaranya
Intel, Microchip, Winbond, Atmel, Philips, Xemics dan lain - lain. Dari
beberapa vendor tersebut, yang paling populer digunakan adalah mikrokontroler
buatan Atmel. Mikrokontroler AVR (Advance Versatile RISC processor)
memiliki arsitektur RISC 8 bit, di mana semua instruksi dikemas dalam
kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi
dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS 51
yang membutuhkan 12 siklus clock. Tentu saja itu terjadi karena kedua
jenis mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVR
berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing), sedangkan seri
MCS 51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). Secara
umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga
AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx.
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 ATMega8535. Selain mudah didapatkan dan
lebih murah ATMega8535 juga memiliki fasilitas yang lengkap. Untuk tipe AVR ada
3 jenis yaitu AT Tiny, AVR klasik, AT Mega. Perbedaannya hanya pada fasilitas
dan I/O yang tersedia serta fasilitas lain seperti ADC,EEPROM dan lain
sebagainya. Salah satu contohnya adalah AT Mega 8535. Memiliki teknologi RISC
dengan kecepatan maksimal 16 MHz membuat ATMega8535 lebih cepat bila dibandingkan
dengan varian MCS 51.
Dengan fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan ATMega8535 sebagai
mikrokontroler yang powerfull. Adapun blok diagramnya adalah sebagai
berikut.
Gambar
Port ATMega8535
Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa ATMega8535 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 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. Antar-muka
komparator analog.
12. Port
USART untuk komunikasi serial.
Fitur
ATMega8535 Kapabilitas detail dari ATMega8535 adalah sebagai berikut:
1. Sistem
mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 Mhz.
2. Kapabilitas
memory flash 8KB,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.
Konfigurasi pin ATMega8535 Konfigurasi pin ATMega8535
bisa dilihat pada gambar 2.5. Dari gambar tersebut dapat dijelaskan secara
fungsional konfigurasi pin ATMega8535 sebagai berikut:
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 dua arah dan pin fungsi
khusus, yaitu Timer/Counter,komparator analog,dan SPI.
5. Port
C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi
khusus, yaitu TWI,komparator analog dan Timer Oscillator.
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 ekstenal.
9. AVCC
merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
10. AREF
merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.
Untuk memprogram mikrokontroler dapat menggunakan bahasa assembler
atau bahasa tingkat tinggi yaitu Bahasa C. Bahasa yang digunakan memiliki
keunggulan tersendiri, untuk bahasa assembler dapat diminimalisasi penggunaan
memori program sedangkan dengan bahasa C menawarkan kecepatan dalam pembuatan
program. Untuk bahasa assembler dapat ditulis dengan menggunakan text
editor setelah itu dapat dikompilasi dengan tool tertentu misalnya
asm51 untuk MCS51 dan AVR Studio untuk AVR.
2.3. Sistem
Minimum ATMEGA 8535 (SISMIN)
Sistem minimum (sismin) mikrokontroler adalah rangkaian
elektronik minimum yang diperlukan untuk beroperasinya IC mikrokontroler.
Sismin ini kemudian bisa dihubungkan dengan rangkaian lain untuk menjalankan
fungsi tertentu. Di keluarga mikrokontroler AVR, seri 8535 adalah salah satu
seri yang sangat banyak digunakan.
Mikrokontroler Atmega8535 telah dilengkapi dengan osilator
internal, sehingga tidak diperlukan kristal atau resonator ekternal untuk sumber
clock CPU. Namun osilator ini maksimal 8MHz jadi disarankan untuk tetap
memakai kristal eksternal. Osilator internal oleh pabriknya telah di-setting
1 MHz, dan untuk merubahnya perlu merubah setting pada fuse bit.
Namun untuk pengaturan fuse bit perlu berhati-hati, sebab pengaturan ini
begitu rawan karena bila salah menyetingnya bisa menyebabkan mikrokontroler
rusak.
Sistem minimum AVR sangat sederhana dimana hanya
menghubungkan VCC dan AVCC ke +5V dan GND dan AGND ke ground serta pin
reset tidak dihubungkan apa-apa (diambangkan) . Chip akan reset jika
tegangan nol atau pin reset dipaksa nol. Dan ini merupakan sistem
minimum tanpa memakai kristal. Untuk yang memakai kristal rangkaian diatas
ditambah kristal pada pin XTAL1 dan XTAL2.
BAB III
PENUTUP
3.1. Kesimpulan
Penggunaan teknologi memang
harus sepatutnya digunakan untuk mengatasi masalah- masalah yang muncul pada masa ini. Dan kita seharusnya tahu akan perkembangan
teknologi yang ada. Sesuai dengan pembahasan Mikrokontroler
ATMega8535 dan Sensor Ultrasonik. Menjelaskan bahwa Mikrokontroler Mikrokontroler adalah suatu keping
IC dimana terdapat mikroprosesor dan memori program (disebut: ROM) serta memori
serba-guna (disebut: RAM), bahkan ada beberapa jenis mikrokontroler yang
memiliki fasilitas ADC, PLL, EEPROM dalam satu kemasan. Penggunaan
mikrokontroler dalam bidang kontrol sangat luas dan popular. Sedangkan sensor
merupakan device atau komponen elektronika yang digunakan untuk mengubah
besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga bisa dianalisa dengan
menggunakan rangkaian listrik. Sebagai contoh, sensor cahaya adalah sensor yang
cara kerjanya mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik.
3.2. Saran
Agar dapat lebih memahami dan mengerti
tentang kemajuan teknologi sebaiknya kita selalu mengikuti informasi yang ada
dan tidak lupa untuk mencoba mempelajarinya.
DAFTAR PUSTAKA
