Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah suatu IC
dimana terdapat mikroprosesor dan
memori program (ROM) serta
memori serbaguna (RAM), bahkan
ada beberapa jenis mikrokontroler
yang memiliki fasilitas ADC, PLL, dan
EEPROM dalam satu kemasan.
Penggunaan mikrokontroler dalam
bidang kendali sangat luas dan
populer.
Ada beberapa vendor yang
membuat mikrokontroler
diantaranya Intel, Microchip,
Winbond, Atmel, Philips, Xeremics
dan lain-lain. Dari beberapa vendor
tersebut yang paling popular
digunakan adalah mikrokontroler
buatan Atmel. Mikrokontroler AVR
(Alf and Vegard’s Risc prosesor)
memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana
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 (Reduce
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. Perbedaannya hanya
pada fasilitas dan I/O yang tersedia
serta fasilitas lain seperti ADC,
EEPROM dan lain sebagainya.
2.4.1 AVR ATmega8535
ATmega8535 adalah mikrokontroler
standar CMOS 8-bit berdaya rendah
yang memiliki arsitekstur AVR RISC
(Reduced Instruction Set Computer)
dimana semua intruksi dikemas
dalam kode 16-bit. Setiap instruksi,
dengan menggunakan
mikrokontroler Atmega16 ini, dapat
dieksekusi dalam satu siklus clock
osilator, dan keluarannya bisa
mencapai hampir sekitar 1 MIPS
(Million Instruction Per Second) per
MHz, sehingga konsumsi daya bisa
optimal dan kecepatan proses
eksekusi menjadi maksimal.
2.4.2 Fitur-Fitur ATmega8535
Mikrokontroler ATmega8535 memilki
fitur-fitur utama, antara lain sebagai
berikut: Mikrokontroler ATmega8535
memilki fitur-fitur utama, antara lain
sebagai berikut:
a. 8 KByte untuk System
Programmable Flash pada Read-
While-Write (ROM)
b. Memori data EEPROM 512 Byte
c. Memori data SRAM internal 512
Byte
d. 32 jalur Input-Output
e. 32 Register umum
f. 3 Flexible Timer/ counter dengan
Compare-Modes
g. Internal dan ekstenal Interupt
h. Pemrograman serial dengan
USART
i. Interface serial Two wire sebesar 1
Byte
j. 8 Single Ended Channels, 10 bit
untuk ADC, dan 4 channel PWM
k. Watchdog timer yang dapat
diprogram dengan Internal Oscillator
l. Sebuah serial port SPI
m. 6 pilihan software dengan Power
Save Mode yaitu Idle, ADC Noise
Reduction, Power Save, Power
Down, Standby dan Extended
Standb .
2.4.3 Blok Diagram Mikrokontroler
ATmega8535
Blok diagram mikrokontroler
ATmega8535 dapat dilihat pada
gambar 4
Gambar 4. Blok Diagram
Mikrokontroler ATmega8535
2.4.4 Konfigurasi Pin Mikrokontroler
Konfigurasi pin mikrokontroler
dapat dilihat pada gambar 5
Gambar 5. Konfigurasi Pin ATmega
8535
Dari gambar tersebut secara
fungsional konfigurasi pin
ATmega8535 adalah 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 ADC.
4. Port B (PB0-PB7) merupakan pin I
\O dua arah dan fungsi khusus, yaitu
timer/counter, comparator analog,
dan SPI.
5. Port C (PC0-PC7) merupakan pin I
\O dua arah dan fungsi khusus, yaitu
TWI, komparator analog, dan timer
oscillator.
6. Port D (PD0-PD7) merupakan pin I
\O dua arah dan fungsi khusus, yaitu
komparator analog, instrupsi
eksternal, dan komunikasi serial.
7. RESET merupakn pin yang
digunakan untuk men-reset
mikrokontroller.
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin
masukan clock eksternal.
9. AVCC merupakan pin masukan
tegangan untuk ADC.
10. AREF merupakan pin masukan
tegangan referensi ADC.
2.4.5 Organisasi Memori
Mikrokontroler ATmega8535
memiliki 3 jenis memori yaitu memori
program, memori data, dam memori
EEPROM. Ketiga memori tersebut
memilki ruang sendiri dan terpisah.
a. Memori program
ATmega 8535 memilki kapasitas
memori program sebesar 8Kbyte
yang terpetakan dari alamat 0000h –
FFFFh, seperti pada gambar 6.
Dimana masing-masing memilki lebar
data 16 bit. Sehingga organisasi
memori program seperti ini sering
dituliskan dengan 4K x 16 bit.
Memori program ini terbagi menjadi
2 bagian yaitu bagian program boot
dan bagian program aplikasi. Jika
tidak menggunakan fitur boot laeder
flash maka semua kapasitas memori
program dapat digunakan untuk
program aplikasi. Tetapi jika kita
menggunakan fitur boot leader flash
maka pembagian ukuran kedua
bagian ini ditentukan oleh BOOTSZ
fuse.
Gambar 6. Memori program
b. Memori data
ATmega8535 memilki kapasitas
memori data sebesar 608 byte yang
terbagi menjadi 3 bagian yaitu
register serbaguna, register I/O dan
SRAM.
Pembagian memori data dapat
dilihat pada gambar 7.
c. Memori EEPROM
ATmega8535 memiliki memori
EEPROM sebesar 512 byte yang
terpisah dari memori program
maupun memori data. Memori
EEPROM ini hanya bisa diakses
dengan menggunakan register-
register I/O yaitu register EEPROM
Address (EEARH-EEARL), regidter
EEPROM data (EEDR) dan register
EEPROM control ( EECR). Untuk
mengakses memori EEPROM ini
diperlukan seperti mengakses data
eksternal sehingga waktu eksekusi
relative lebih lama bila di
bandingkan dengan mengakses data
dari SRAM.
Gambar 7. Pembagian Memori data
2.4.6 TIMER/COUNTER ATmega8535
ATmega 8535 memiliki 3 modul
timer/counter yang terdiri dari 2
buah timer/counter 8 bit dan 1 buah
timer/counter 16 bit. Ketiga modul
timer/counter ini dapat diatur dalam
mode yang berbeda secara individu
dan tidak saling mempengaruhi satu
sama lain. Selain itu semua timer/
counte rjuga dapat difungsikan
sebagai sumber interupsi. Masing-
masing timer/counter ini memilki
register tertentu yang digunakan
untuk mengatur mode dan cara
kerjanya tetapi ada 2 register yang
digunakan secara bersama-sama
yaitu register TIMSK dan register
TIFR.
a. Timer/Counter 0
Timer/conter 0 merupakan modul
timer/counter 8 bit yang dapat
berfungsi sebagain pencacah
tunggal, pembangkit pwm 8 bit,
pembangkit frekuensi, pencacah
kejadian eksternal, pembangkit
interupsi overflow dan pembangkit
interupsi output compere match.
Mode kerja timer/counter 0 dapat
ditentukan dengan mengatur
register TCCR0, TCNT0, dan OCR0
serta TIMSK dan TIFR.
b. Timer/Counter 1
Timer/counter 1 merupakan modul
timer/counter 16 bit yang dapat
difungsikan sebagai pencacah
tunggal, pembangkit PWM 16 bit,
pembangkit frekuensi, pencacah
event eksternal, dan sebagai
pembangkit interupsi yang terdiri
dari 4 sumber pemicu yaitu 1
interupsi overflow, 2 interupsi
output compere match dan 1
interupsi input capture.
Mode kerja timer/counter 1 dapat
ditentukan dengan mengatur
register TCCR1A, TCCR1B, TCNT1H,
TCNT1L, OCR1A, OCR1B, serta TIMSK
dan TIFR
2.5 Sensor
Sensor adalah bagian dari piranti
ukur sistem kendali yang langsung
menanggapi adanya penyimpangan
dari acuan dan mengolah
simpangannya menjadi isyarat.
Acuan yang dimaksud dapat berupa
cahaya, bunyi, suhu, dan lain
sebagainya. Persyaratan kualitas
yang harus dipenuhi sensor adalah
sebagai berikut:
a) Linieritas
Konversi harus benar-benar
porposional, jadi karakteristik
konversi harus linier.
b) Tidak tergantung suhu
Keluaran converter tidak boleh
bergantung pada suhu sekitarnya,
kecuali sensor suhu.
c) Waktu Tanggapan
Waktu tanggapan adalah waktu
yang diperlukan keluaran sensor
secara mendadak. Sensor harus
berubah cepat bial nilai masukan
pada sistem tempat berubah.
d) Kepekaan
Kepekaan sensor harus dipilih
sedemikian rupa, sehingga pada
nilai-nilai masukan yang didapat
diperoleh tegangan listrik yang
cukup besar.
e) Batas terendah dan tertinggi
Batas-batas tersebut adalah nilai
frekuensi masukan periodik
terendah dan tertinggi yang masih
dapat dikonversi oleh sensor secara
benar.
f) Stabilitas waktu
Untuk nilai masukan tertentu, sensor
harus dapat memberikan keluaran
yang tetap nilainya dalam waktu
yang sama. Sayangnya, kebanyakan
nilai komponen elektronika berubah
seiring dengan waktu.
Dari beberapa syarat yang telah
dipaparkan di atas untuk tingkat
kualitas, suatu sensor haruslah
ditinjau kualitas yang ditawarkan
dari sensor tersebut.
Berikut ini akan dijelaskan tentang
berbagai macam sensor yang kami
gunakan dalam pembuatan Tugas
Akhir .
2.5.1 Sensor Kecepatan
Untuk mengukur kecepatan putar
motor digunakan sensor optik
berupa sepasang pemancar dan
penerima infra merah yang sering
disebut optocoupler. Sensor optik ini
membaca piringan berlubang yang
dipasang pada poros motor.
Banyaknya lubang sangat
mempengaruhi ketelitian
pembacaan kecepatan.
