BAB 2 LANDASAN TEORI. Universitas Sumatera Utara

Transkripsi

1 5 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Inkubator Bayi prematur adalah bayi ang lahir pada usia kehamilankurnag atau sama dengan 37 minggu tanpa memperhatikan berat badan bayi. Permatunitas dan berat badan lahir rendah biasanya terjadi bersamaan, terutama diantara bayi dengan berat 1500 g atau kurang saat lahir. Inkubator adalah alat untuk mempertahankan kehangatan bayi pasca lahir sehingga mampu beradaptasi dengan lingkungan luar. Fitur utama sebuah inkubator yaitu pengaturan suhu ruang, dengan tujuan untuk mempertahankan suhu bayi agar tidak jatuh pada hipotermi. Inkubator bayi adalah sebuah tempat tertutup yang suhu lingkungkungannya dapat diatur untuk menghangatkan bayi. Incubator ini juga membutuhkan kelembaban yang stabil sehuingga kondisi di dalamnya tetap terjaga sesuai dengan yang diinginkan. Inkubator bayi merupakan salah satu alat yang mempunyai fungsi sebagai perawatan dan penyesuaian suhu (penghangat) bagi bayi yang lahir premature yang sangat membutuhkan suhu yang sesuai dengan suhu dalam Rahim ibu. Suhu yang dibutuhkkan untuk perawatan bayi prematur adalah 32 o C sampai 37 o C. Prinsip kerja inkubator adalah dengan mengatur serta menstabilkan suhu dalam ruangan incubator agar sesuai dengan suhu yang dibutuhkan oleh bayi premature. Incubator menggunakan elemen pemanas (heater)yang dikontrol oleh suatu rangkaian kointrol suhu agar suhu tetap stabil. Heater akan bekerja saat suhu kurang dari suhu yang telah ditentukan, sebaliknya apabila sensor suhu lebih besar dari setting suhu secara otomatis heater akan mati.

2 6 2.2 Mikrokontroller ATmega8535 Mikrokontroller merupakan suatu terobosan teknologi mikrokontroler dan mikro computer menjadi kebutuhan pasar dan teknologi baru. Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang kecil serta dapat diproduksi secara massal (dalam jumlah banyak) sehingga harga menjadi murah. Sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk memenuhi selera industry dan para konsumen akan kebutuhan pada alat-alat bantu yang canggih. Mikrokontroler adalah suatu keeping IC dimana terdapat mikroprosesor dan memori program (ROM) serta memori serbaguna, bahkan ada beberapa jenis mikrokontroler yang memiliki fasilitas ADC, PPL, EEPROM dalam suatu kemasan. Pengguna mikrokontroler dalam bidang kontrol yang sangat luas dan popular,ada beberapa vendor yang membuat mikrokontoler diantaranya Intel, Mikrochip, Winbond, Atmel, Philips, Xmics dan lain lainya. Mikrokontroler Atmega8535 merupakan generasi AVR (Alf and Vegard s risk processor) mikrokontroler AVR memiliki arsiterktur RISC (Reduced Instruction Set Computing) 8 bit, dimana semua instruksi dalam kode 16 bit (16 bit word ) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR menjalankan sebuah instruksi komponen eksternal dapat dikurangi. Mikrokontroler AVR didesain menggunakan arsitektur Harvard, dimana ruang dan jalur bus bagi memori program dipisahkan dengan memori data memori program yang diakses dengan single-level pipeling, di mana ketikan sebuah instruksi di jalankan, instruksinya akan di prefetch dari memori program.

3 7 Gambar 2.1 Arsitektur Mikrokontroler ATMega 8535 Gambar 2.1 diatas memperlihatkan bahwa ATmega8535 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 Timer/counter dengan kemapuan pembanding. 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

4 8 5. Wacthdog Timer dengan osilator internal. 6. SRAM sebesar 512 byte. 7. Memori flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read while write. 8. Unit iterupsi internal dan eksternal 9. Port antar muka SPI 10. EEPROM(electrically erasable read only memori) sebesar 512 byte yang deprogram saat oprasi. 11. Antar muka komparator analog. 12. Port USART untuk komunikasi serial dengan kecepatan maksimal 12,5 Mbps. 13. Sistem mikroprosesor 8 bit dengan kecepatan maksimal 16 MHz. Gambar 2.2 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega 8535 Konfigurasi pin ATmega 8535 sebagai berikut: 1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catudaya. 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 untuk Timer/counter,Komparator analog, dan SPI. 5. Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin khusus TWI, Komparator analog dan Timer oscillator.

5 9 6. Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin khusus untuk komparator analog,interupsi eksternal,dan Komunikasi serial. 7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler. 8. XTAL1 dan merupakan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal. 9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC. 10. AREF merupakan pin masukan referensi ADC Status Register 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 2.3 Status Register Status register Mikrokontroler ATMega8535: 1. Bit7 --> I (Global Interrupt Enable), Bit harus di Set untuk mengenable semua jenis interupsi. 2. Bit6 --> T (Bit Copy Storage), Instruksi BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register GPR dapat disalin ke bit T menggunakan instruksi BST, dan sebaliknya bit T dapat disalin kembali kesuatu bit dalam register GPR dengan menggunakan instruksi BLD. 3. Bi5 --> H (Half Cary Flag) 4. Bit4 --> S (Sign Bit) merupakan hasil operasi EOR antara flag -N (negatif) dan flag V (komplemen dua overflow). 5. Bit3 --> V (Two's Component Overflow Flag) Bit ini berfungsi untuk mendukung operasi matematis.

6 10 6. Bit2 --> N (Negative Flag) Flag N akan menjadi Set, jika suatu operasi matematis menghasilkan bilangan negatif. 7. Bit1 --> Z (Zero Flag) Bit ini akan menjadi Set apabila hasil operasi matematis menghasilkan bilangan Bit0 --> C (Cary Flag) Bit ini akan menjadi set apabila suatu operasi menghasilkan carry Peta Memori AVR ATMega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 buah register umum, 64 buah register I/O, dan 512 byte SRAM Internal. Register keperluan umum menempati space data pada alamat terbawah, yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu, register khusus untuk menangani I/O dan control terhadap mikrokontroler menempati 64 alamat berikutnya, yaitu mulai dari $20 hingga $5F. Register tersebut merupakan register yang khusus digunakan mengatur fungsi terhadap berbagai peripheral mikrokontroler, seperti contoh register, timer/counter, fungsi-fungsi I/O, dan sebagainya. Register khusus alamat memori secara lengkap dapat dilihat tabel ini. Alamat memori berikutnya digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan $25F. Konfigurasi memori dapat kita ketahui dimana, memori program yang terletak dalam flash PEROM tersususn dalam word atau 2 byte karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32-bit, AVR ATMega8535 memiliki KByte 12-bit program Counter (PC) sehingga mampu mengalamati isi flash. Selain itu AVR ATMega8535 juga memiliki memori data berupa EEPROM 8-bit sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM dimulai dari $000sampai $1FF. 2.3 Sensor Ds1820 DS18B20 merupakan sebuah sensor suhu dimana akurasi nilai suhu dan kecepatan pengukuran memiliki kestabilan yang jauh lebih baik. DS18B20 adalah sensor suhu digital yang dikeluarkan oleh Dallas Semiconductor.Sensor DS1820 merupakan sensor suhu 9-12 bit yang memiliki fungsi seperti termometer serta

7 11 terdapat sistem alarm. Sensor DS1820 memiliki kemampuan untuk mengukur suhu pada kisaran -55 C sampai 125 C dan bekerja secara akurat dengan kesalahan ± 0,5 C pada kisaran -10 C sampai 85 C. Selain itu, daya yang digunakan sensor suhu DS1820 bisa langsung didapat dari data line ( "parasite power"), sehingga tidak perlu lagi listrik eksternal. (1) (2) Gambar 2.4 Rangkaian Skematik DS1820 (1), Sensor DS1820 (2) Sensor DS1820 memiliki keunikan yaitu 64-bit, yang memungkinkan DS1820 terhubung ke beberapa fungsi yang sama melalui satu kabel yang sama. Untuk pembacaan suhu, sensor menngunakan protokol 1 wire communication. DS18B20 memilki 3 pin yang terdiri dari +5V, Ground dan Data Input/Output. Oleh karena itu, satu microprocessor saja dapat digunakan untuk mengendalikan banyak sensor yang akan didistribusikan ke daerah yang lebih besar. Aplikasi dari fitur ini meliputi pengontrol lingkungan (HVAC), sistem pemantauan suhu di dalam bangunan, peralatan, atau mesin, dan proses monitoring dan sistem control. Keuntungan fitur : Hanya Memerlukan Satu Port Pin untuk Komunikasi Setiap perangkat memiliki 64-Bit dalam On-Board ROM Kemampuan Simplifies Distributed Temperature Sensing Aplikasi Tidak memerlukan Komponen Eksternal Power Supply berkisar 3.0V sampai 5.5V Suhu yang dapat diukur dari -55 C sampai 125 C (-67 F F) Keakuratan data dari -10 C sampai 85 C

8 12 Resolusi termometer 9-Bit Kecepatan mengukur suhu dalam ms (max) Pengaturan alarm dapat disesuaikan 2.4 Heater Heater atau pemanas air merupakan komponen utama dalam memanaskan tangki berpengaduk. Dalam praktiknya banyak sekali ditemukan berbagai macam pemanas cairan yang digunakan pada industri seperti pemanas menggunakan elemen pemanas dan dengan memanfaatkan gas panas dari pada sistem keluaran mesin lainnya. Pada dasarnya pemanas yang digunakan dalam tugas akhir ini mengguakan elemen pemanas air biasa dengan tegangan kera 220 V dan daya 150 W. Gambar 2.5 Pemanas (Heater) 2.5 Driver Motor Ada beberapa macam driver motor DC yang biasa kita pakai seperti menggunakan relay yang diaktifkan dengan transistor sebagai saklar, namun yang demikian dianggap tidak efesien dan terlalu ribet "repot" dalam pengerjaan hardware-nya. Dengan berkembangnya dunia IC, sekarang sudah ada H Bridge yang dikemas dalam satu IC dimana dapat dengan mudah dalam pelaksanaan hardware dan kendalinya apalagi jika menggunakan mikrokontroler. L298 adalah jenis IC driver motor yang dapat mengendalikan arah putaran dan kecepatan motor DC ataupun Motor stepper. Mampu mengeluarkan output tegangan untuk Motor dc dan motor stepper sebesar 50 volt. IC l298 terdiri dari

9 13 transistor-transistor logik (TTL) dengan gerbang nand yang memudahkan dalam menentukkan arah putaran suatu motor dc dan motor stepper. Dapat mengendalikan 2 untuk motor dc namun pada hanya dapat mengendalikan 1 motor stepper. Penggunaannya paling sering untuk robot line follower. Bentuknya yang kecil memungkinkan dapat meminimalkan pembuatan robot line follower. Gambar 2.6 Driver Motor L298N L298 menggunakan rangkaian dasar transistor (BJT). Kekurangan dari rangkaian berbasis BJT adalah tegangan saturasi yang cukup tinggi, yang akan menjadi faktor bagi timbulnya panas yang cukup tinggi ketika menangani beban. IC driver L298 yang memiliki kemampuan menggerakkan motor DC sampai arus 4A dan tegangan maksimum 46 VoltDC untuk satu kanalnya. Rangkaian driver motor DC dengan IC L298 diperlihatkan pada gambar 2.6 Pin Enable A dan B untuk mengendalikan jalan atau kecepatan motor, pin Input 1 sampai 4 untuk mengendalikan arah putaran. Pin Enable diberi VCC 5 Volt untuk kecepatan penuh dan PWM (Pulse Width Modulation) untuk kecepatan rotasi yang bervariasi tergantung dari level highnya. 2.6 Load Cell Load cell merupakan sensor timbangan yang bekerja secara mekanis,dimana load cell menggunakan prinsip tekanan yang memanfaakan strain gauge sebagai pengindera (sensor). Strain gauge adalah sebuah transduser pasif yang merubah suatu pergeseran mekanis menjadi perubahan tahanan. Perubahan ini kemudian

10 14 diukur dengan jembatan Wheatsone dimana tegangan keluaran dijadikan referensi beban yang diterima load cell. Gambar 2.7 Load Cell Prinsip Kerja Load Cell Ketika bagian lain yang lebih elastic mendapat tekanan, maka pada sisi lain akan mengalami perubahan regangan yang sesuai dengan yang dihasilkan oleh straingauge, hal ini terjadi karena ada gaya yang seakan melawan pada sisi lainnya. Perubahan nilai resistansi yang diakibatkan oleh perubahan gaya diubah menjadi nilai tegangan oleh rangkaian pengukuran yang ada. Dan berat dari objek yang diukur dapat diketahui dengan mengukur besarnya nilai tegangan yang timbul. Sel beban (load cell) terdiri dari satu buah strain gauge atau lebih, yang ditempelkan pada batang atau cincin logam. Sel beban dikalibrasikan oleh pabrikan yang bersangkutan. Piranti ini dirancang untuk mengukur gaya tekanan mekanis, gaya pemampatan (kompresi), atau gaya puntir yang bekerja pada sebuah objek. Ketika batang atau cincin logam piranti ini berada dibawah tekanan, tegangan yang timbul pada terminal-terminalnya yamg dapat dijadikan rujukan untuk mengukur besarnya gaya. 2.7 Power Supply (PSA) Catu daya merupakan bagian yang berfungsi untuk menyediakan daya untuk daya rangkaian. Ada dua macam catu daya, yaitu catu daya tegangan tetap dan catu daya variable. Catu daya tegangan tetap adalah catu daya yang tegangan

11 15 keluarannya tetap dan tidak bisa diatur. Catu daya variable merupakan catu daya yang tegangan keluarannya dapa diubah/diatur. Catu daya yang baik selalu dilengkapi dengan regulator tegangan.tujuan pemasangan regulator tegangan pada catu daya adalah untuk menstabilkan tegangan keluaran apabila terjadi perubahan tegangan masukan pada catu daya. Fungsi lain dari regulator tegangan adalah untuk perlindungan dari terjadinya hubung singkat pada beban. Salah satu tipe regulator tegangan tetap adalah LM78xx. Regulator tegangan tipe LM 78xx adalah salah satu regulator tegangan tetap dengan tiga terminal, yaitu terminal Vin, GND dan Vout. Tegangan keluaran dari regulator LM78xx memungkinkan regulator untuk dipakai dalam sistem logika, instrumentasi dan Hifi. Regulator tegangan LM 78xx dirancang sebagai regulator tegangan tetap, meskipun demikian dapat juga keluaran dari regulator ini diatur tegangan dan arusnya melalui tambahan komponen eksternal. Cara pemasangan dari penerapan dari regulator tegangan tetap LM 78xx pada catu daya dapat dilihat pada Gambar 2.7 berikut. Gambar 2.8 Penerapan Regulator Tegangan Tetap LM 78XX Regulator tegangan tetap LM 78xx dibedakan dalam tiga versi yaitu LM 78xxC, LM 78lxx dan LM 78Mxx. Arsitektur dari regulator tegangan tersebut sama, yang membedakan adalah kemampuan mengalirkan arus pada regulator Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh supplay arus searah DC (direct current) yang stabil agar dapat bekerja dengan baik. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang paling baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya yang tegangan tersebut. Regulator tegangan tetap LM 78xx dibedakan dalam tiga versi yaitu LM 78xxC, LM 78lxx dan LM 78Mxx. Arsitektur dari regulator tegangan tersebut sama,

12 16 yang membedakan adalah kemampuan mengalirkan arus pada regulator tegangan tersebut. Adaptor adalah sebuah rangkaian transformator yang dapat merubah arus AC menjadi arus DC. Dari penguatan inilah selanjutnya disebut power supply atau penguat catu daya. Panjang pendeknya gulungan sekunder pada trafo adaptor akan mempengaruhi besar kecilnya sumber tegangan volt. Sedang besar kecilnya diameter kawat yang digunakan akan mempengaruhi besar kecilnya arus dalam amper yang diperoleh. Pada sebuah trafo tenaga yang di tancapkan AC pada primernya, kumparan sekunder akan timbul arus yang berlawanan (DC). Arus yang keluar akibat imbas ini sebenarnya secara menyeluruh belum rata. Karena itu perlu disearahkan dan distabilkan. Kurang tertibnya rangkaian stabilizer akan menyebabkan bunyi derau pada pesawat yang sedang distel. Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh supply arus searah DC (direct current) yang stabil agar dapat bekerja dengan baik. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang paling baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya yang lebih besar, sumber dari baterai tidak cukup. Sumber catu daya yang besar adalah sumber arus bolak-balik (alternating current) dari pembangkit tenaga listrik. Untuk itu diperlukan suatu perangkat catu daya yang dapat mengubah arus AC menjadi arus DC Banyak peralatan elektronika yang tidak dilengkapi dengan adaptor atau catu daya tetap, misalnya radio dan tape rekorder kecil. Selain dengan baterai kering, kita dapat menyediakan catu daya dengan rangkaian penyearah yang tegangan keluarannya tetap dan stabil, serta biaya murah. Adaptor murah yang dipasaran biasanya tidak dilengkapi dengan stabilisator dan kemampuan arusnya belum tentu sesuai dengan peralatan kita. 2.8 Switching dan RELAY Transistor adalah suatu komponen aktif terbuat daari bahan semikonduktor. Transistor digunakan di dalam suatu rangkaian untuk memerkuat isyarat, dengan kata lain mengubah isyarat masukan yang lemah menjadi isyarat yang kuat pada keluaran. Dalam membuat suatu rangkaian penguat perlu diketahui letak titik daripada arus

13 17 beban agar dapat dirancang sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan. (Sutrisno : 1986) Salah satu fungsi transistor adalah sebagai saklar yaitu bila berada pada dua daerah kerjanya yaitu daerah jenuh (saturasi) dan daerah mati (cut-off). Transistor akan mengalami perubahan kondisi dari menyumbat ke jenuh dan sebaliknya. Transistor dalam keadaan menyumbat dapat dianalogikan sebagai saklar dalam keadaan terbuka, sedangkan dalam keadaan jenuh seperti saklar yang menutup. Daerah kerja transistor saat jenuh adalah keadaan dimana transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor tersebut seolah-olah short pada hubungan kolektor emitor. Pada daerah ini transistor dikatakan menghantar maksimum (sambungan CE terhubung maksimum). Gambar 2.9 Grafik Keadaan Saturasi Transistor Untuk membuat transistor menghantar, pada masukan basis perlu diberi tegangan. Besarnya tegangan harus lebih besar dari Vbe (0,3 untuk germanium dan 0,7 untuk silicon). Dengan mengatur Ib>Ic/β kondisi transistor akan menjadi jenuh seakan kolektor dan emitor short circuit. Arus mengalir dari kolektor ke emitor tanpa hambatan dan Vce 0. Besar arus yang mengalir dari kolektor ke emitor sama dengan Vcc/Rc. Keadaan seperti ini menyerupai saklar dalam kondisi tertutup (ON).

14 18 Gambar 2.10Transistor sebagai switching dan Relay 2.9 LCD (Liquid Crystal Display) LCD merupakan salah satu perangkat penampil yang sekarang ini mulai banyak digunakan. Penampil LCD mulai dirasakan menggantikan fungsi dari penampil CRT (Cathode Ray Tube), yang sudah berpuluh-puluh tahun digunakan manusia sebagai penampil gambar/text baik monokrom (hitam dan putih), maupun yang berwarna. Teknologi LCD memberikan keuntungan dibandingkan dengan teknologi CRT, kaena pada dasarnya, CRT adalah tabung triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan. Beberapa keuntungan LCD dibandingkan dengan CRT adalah konsumsi daya yang relative kecil, lebih ringan, tampilan yang lebih bagus, dan ketika berlama-lama di depan monitor, monitor CRT lebih cepat memberikan kejenuhan pada mata dibandingkan dengan LCD. Kegunaan LCD banyak sekali dalam perancangan suatu sistem dengan menggunakan mikrokontroler, LCD (Liquid Crystal Display) dapat berfungsi untuk menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilkan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler. M1632 merupakan modul LCD matrix dengan konfigurasi 16 karakter dan 2 baris dengan setiap karakternya dibentuk oleh baris pixel dan 5 kolom pixel (1 baris pixel terakhir adalah kursor). Didalam modul M1632 sudah tersedia HD44780 yang dikeluarkan oleh Hitachi, Hyundai dan modul-modul M1632 lainnya. HD44780 sebetulnya merupakan mikrokontroler dirancang khusus untuk mengenendalikan LCD dan mempunyai kemampuan untuk mengatur proses scanning pada layar LCD yang terbentuk oleh 16COM dan 40 SEG sehingga mikrokontroler/perangkat yang

15 19 mengakses modul LCD ini tidak perlu lagi mengatur scanning pada layar LCD. Mikrokontroler atau perangkat tersebut hanya mengirim data-data yang merupakan karakter yang akan ditampilkan pada LCD atau perintah yang mengatur proses tampilan pada LCD saja. LCD yang digunakan adalah jenis LCD yang menampilkan data dengan 2 baris tampilan pada display. Keuntungan dari LCD ini adalah : 1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk membuat program tampilan. 2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya mengunakan 8 bit data dan 3 bit control. 3. Ukuran modul yang proporsional. 4. Daya yang digunakan relative sangat kecil. 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/ 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. Adapun konfigurasi dan deskripsi dari pin-pin LCD M1632 antara lain: 1. Pin 1 dihubungkan ke Gnd 2. Pin 2 dihubungkan ke Vcc +5V

16 20 3. Pin 3 dihubungkan ke bagian tegangan potensiometer 10KOhm sebagai pengatur kontras. 4. Pin 4 untuk membritahukan LCD bahwa sinyal yang dikirim adalah data, jika Pin 4 ini diset ke logika 1 (high, +5V), atau memberitahukan bahwa sinyal yang dikirim adalah perintah jika pin ini di set ke logika 0 (low, 0V). 5. Pin 5 digunakan untuk mengatur fungsi LCD. Jika di set ke logika 1 (high, +5V) maka LCD berfungsi untuk menerima data (membaca data). Dan fungsi untuk mengeluarkan data, jika pin ini di set ke logika 0 (low, 0V). Namun kebanyakan aplikasi hanya digunakan untuk menerima data, sehingga pin 5 ini selalu dihubungkan ke Gnd. 6. Pin 6 adalah terminal enable. Berlogika 1 setiap kali pengiriman atau pembaca data. 7. Pin 7 Pin 14 adalah data 8 bit data bus (Aplikasi ini menggunakan 4 bit MSB saja, sehingga pin data yang digunkan hanya Pin 11 Pin 14). 8. Pin 15 dan Pin 16 adalah tegangan untuk menyalakan lampu LCD. Gambar 2.11 LCD 16x2 Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses proses internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan instruksi membaca data. ROM pembangkit sebanyak 192 tipe karakter, tiap karakter dengan huruf 5x7 dot matrik. Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter (membaca program), maksimum pembacaan 80x8 bit tampilan data. Perintah utama LCD adalah Display Clear, Cursor Home, Display ON/OFF, Display Character Blink, Cursor Shift, dan Display Shift.

17 21 Modul LCD M1632 memilki beberapa jenis memori yang digunakan untuk menyimpan atau memproses data-data yang ditampilkan pada layar LCD. Setiap memori mempunyai fungsi-fungsi tersendiri: a. DDRAM DDRAM merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan berada. Contohnya karakter A atau 41h yang ditulis pada alamat 00 akan tampil pada baris pertama dan kolom pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut di alamat 40h, karakter tersebut akan tampil pada baris kedua kolom pertama darai LCD. b. CGRAM CGRAM merupakan memori untuk menggambarkan pola seluruh karakter dan bentuk karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Akan tetapi isi memori akan hilang saat power supplay tidak aktif sehingga pola karakter akan hilang. c. CGROM Pola sebuah karakter dan pola tersebut ditentukan secara permanen dari HD44780 sehingga pengguna tidak dapat mengubahnya lagi. Oleh Adalah memori untuk menggambarkan karena ROM bersifat permanen, pola karakter tersebut akan hilang walaupun power supplay tidak aktif Bahasa Pemograman Mikrokontroler Pengembangan sebuah sistem menggunakan mikrokontroler AVR buatan ATMEL menggunakan software AVR STUDIO dan CodeVisionAVR. AVR STUDIO merupakan software yang digunakan untuk bahasa assembly yang mempunyai fungsi yang sangat lengkap, yaitu digunakan untuk menulis program, kompilasi, simulasi dan download program ke IC mikrokontroler AVR. Sedangkan CodeVisionAVR merupakan software C-cross Compiler, dimana program dapat ditulis dalam bahasa C, CodeVision memiliki IDE (Integrated Development Environment) yang lengkap, dimana penulisan program, compile, link, pembuatan kode mesin (assembler) dan download program ke chip AVR dapat dilakukan dengan CodeVision, selain itu ada fasilitas terminal, yaitu melakukan komunikasi

18 22 serial dengan mikrokontroler yang sudah di program. Proses download program ke IC mikrokontroler AVR dapat menggunakan Sistem Programmable Flash on-chip mengizinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI Pengenal Pada Bahasa C Pengenal merupakan sebuah nama yang didefinisikan oleh program untuk menunjukkan sebuah konstanta, variabel, fungsi, label, atau tipe data khusus. Pemberian pengenal pada program harus memenuhi syarat-syarat di bawah ini: a. Karakter pertama tidak menggunakan angka; b. Karakter kedua berupa huruf, angka, garis bawah,; c. Tidak menggunakan spasi; d. Bersifat case sensitive, yaitu huruf kapital dan huruf kecil dianggap berbeda; e. Tidak boleh menggunakan kata-kata yang merupakan sintaks atau operator dari bahasa C. Contoh menggunakan pengenal yang diperbolehkan: 1. Nama 2. _nama 3. Nama2 4. Nama_pengenal Contoh penggunaan pengenal yang tidak diperbolehkan: 1. 2nama 2. Nama+2 3. Nama pengenal

19 Tipe Data Pemberian signed dan unsigned pada tipe data menyebabkan jangkauan dari tipe berubah. Pada unsigned menyebabkan tipe data akan selalu bernilai positif sedangkan signed menyebabkan nilai tipe data bernilai negatif dan memungkinkan data bernilai positif. Perbedaan nilai tipe data dapat kita lihat pada tabel di bawah ini. Tabel 2.1 Tipe Data Pemodifikasi Tipe Persamaan Jangkauan Nilai Signed char Char -128 s/d 127 Signed int Int s/d Signed short int Short, signed short s/d Signed long int Long, long int, signed s/d long Unsigned char Tidak ada 0 s/d 255 Unsigned int Unsigned 0 s/d Unsigned short int Unsigned short 0 s/d Unsigned long int Unsigned long 0 s/d Header Header digunakan untuk menginstruksikan kompiler untuk menyisipkan file lain. Di dalam file header ini tersimpan deklarasi, fungsi, variable, dan jenis mikrokontroler yang kita gunakan (pada software Code Vision AVR). File-file yang berakhiran.h disebut file header. File header yang digunakan untuk mendefinisikan jenis mikrokontroler yang digunakan berfungsi sebagai pengarah yang mana pendeklarasian register-register yang terdapat program difungsikan untuk jenis mikrokontroler apa yang digunakan ( pada software Code Vision AVR ). Contoh: #include <mega8535.h> #include<delay.h> #include <stdio. h>

20 Operator Aritmatika Operator aritmatika digunakan untuk melakukan proses perhitungan matematika. Fungsi-fungsi matematika yang terdapat pada bahasa C dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel 2.2 Operator Aritmatika Operator Keterangan + Operator untuk penjumlahan - Operator untuk pengurangan * Operator untuk perkalian / Operator untuk pembagian % Operator untuk sisa bagi Operator Pembanding Operator pembanding digunakan untuk membandingkan 2 data atau lebih. Hasil operator akan di jalankan jika pernyataan benar dan tidak dijalankan jika salah. Operator pembanding dapat kita lihat pada tabel di bawah ini. Tabel 2.3 Operator Pembanding Operator Contoh Keterangan = = x= = y Bernilai benar jika kedua data bernilai sama! = x! = y Bernilai benar jika kedua data tidak sama > x > y Bernilai benar jika x lebih besar dari y < x < y Bernilai benar jika x lebih kecil dari y >= x >= y Bernilai benar jika x lebih besar atau sama dengan y Operator Logika Operator logika digunakan untuk membentuk logika dari dua pernyataan atau lebih. Operator logika dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

21 25 Tabel 2.4 Operator Logika Operator Keterangan && Logika AND Logika OR! Logika NOT 2.11 Keypad Keypad adalah bagian penting dari suatu perangkat elektronika yang membutuhkan interaksi manusia. Keypad berfungsi sebagai interface antara perangkat (mesin) elektronik dengan manusia atau dikenal dengan istilah HMI (Human Machine Interface). Matrix keypad 4 4 pada artikel ini merupakan salah satu contoh keypad yang dapat digunakan untuk berkomunikasi antara manusia dengan mikrokontroler. Matrix keypad 4 4 memiliki konstruksi atau susunan yang simple dan hemat dalam penggunaan port mikrokontroler. Konfigurasi keypad dengan susunan bentuk matrix ini bertujuan untuk penghematan port mikrokontroler karena jumlah key (tombol) yang dibutuhkan banyak pada suatu sistem dengan mikrokontroler. Konstruksi matrix keypad 4 4 untuk mikrokontroler dapat dibuat seperti pada gambar berikut. Gambar 2.12 Keypad Proses scaning untuk membaca penekanan tombol pada matrix keypad 4 4 untuk mikrokontroler diatas dilakukan secara bertahap kolom demi kolom dari kolom pertama sampai kolom ke 4 dan baris pertama hingga baris ke 4. Program untuk scaning matrix keypad 4 4 dapat bermacam-macam, tapi pada intinya sama.

22 26 Misal kita asumsikan keyapad aktif LOW (semua line kolom dan baris dipasang resistor pull-up) dan dihubungkan ke port mikrokontrolr dengan jalur kolom adalah jalur input dan jalur baris adalah jalur output maka proses scaning matrix keypad 4 4.