Zha.rezpec: Tugas Mikroprosesor

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.