DAFTAR ISI DAFTAR ISI MIKROKONTROLER AVR ATMega

Transkripsi

1 1

2 DAFTAR ISI DAFTAR ISI... 2 MIKROKONTROLER AVR ATMega Pengenalan Mikrokontroler AVR ATMega Komponen dan Konsep Kerja Mikrokontroler... 4 INSTALASI DRIVER... 5 Instalasi USB Serial Converter... 5 Instal Programmer Programmer AVR910-PL INSTALASI BASCOM-AVR KONFIGURASI APLIKASI BASCOM AVR KOMPONEN MODUL MIKROKONTROLER Pengenalan Mikrokontroler

3 MIKROKONTROLER AVR ATMega16 Pengenalan Mikrokontroler AVR ATMega16 Mikroprosesor adalah sepaket chip yang hanya berfungsi sebagai pengolah data yang terdiri dari ALU, PC, CU, dan register-register. Dikarenakan tidak memiliki fitur terintegrasi sebagaimana mikrokontroler maka untuk menjadikannya dapat beroperasi perlu menambahkan ROM, RAM, dan berbagai device/periferal I/O lain tergantung tujuan penggunaannya. Sedangkan mikrokontroler adalah sepaket chip lengkap yang terdiri dari mikroprosesor, RAM, ROM, I/O, dan bus data yang menghubungkan setiap komponen di dalamnya. Implementasinya pun dapat ditemui pada berbagai macam perangkat rumah tangga, telekomunikasi, otomotif, mesin industri, elektronik, dan perangkat-perangkat lain. AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8bit buatan Atmel, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip yang mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam system menggunakan hubungan serial ISP. Mikrokontroler AVR ATMega16 merupakan salah satu jenis dari Mikrokontroler Versi AVR. ATMega16 mempunyai memori flash 16KB dan 32 jalur input output, serta dilengkapi dengan ADC 8 kanal dengan resolusi 10-bit dan 4 kanal PWM. 8KB digunakan untuk InSystem SelfProgrammable Flash dan 8KB digunakan untuk EPROM. Sama dengan ATMega versi lainnya seperti ATMega 8/32/8535, ATMega16 mempunyai empat buah port yang bernama PortA, PortB, PortC, dan PortD. Pin port ATMega16 memiliki kesamaan dengan ATMega 32. Berikut ini adalah pinout ATMega16: 3

4 Gambar 1 Pin-pin ATMega16 Berikut ini adalah table perbedaan antara pin port ATMega8, ATMega16 dan ATMega

5 Secara umum semua mikrokontroler memiliki jenis dan fungsi yang sama hanya dengan merubah programnya saja maka mikrokontroler dapat dimanfaatkan secara luas dalam bidang yang beragam. Mikrokontroler dapat melakukan control dengan menghubungkan antara perangkat luar dengan computer. Oleh karena itu mikrokontroler dapat diterapkan dalam berbagai bidang di kehidupan sehari-hari diantaranya : Pada pengaturan traffic light, lampu penerang jalan otomatis yang akan menyala jika hari sudah gelap, saklar lampu untuk menyalakan dan mematikan lampu, tombol cerdas cermat yang dapat menyala dengan diiringi bunyi bel, LED display atau scoreboard yang biasa digunakan untuk display tulisan berjalan. Bidang Kedokteran, pemanfaatan mikrokontroler dapat diciptakan sebagai alat pengukur detak jantung, tekanan darah dll Peralatan rumah tangga, mikrokontroler juga dapat diterapkan seperti pada mesin cuci otomatis, microwave, pengaturan temperature AC secara otomatis. Bidang Otomotif, mikrokontroler sudah banyak diterapkan pada kendaraan jenis high class. Saat ini sudah banyak beredar mobil yang memiliki kemampuan untuk mengatur jarak atau posisi ketika akan parkir, mobil dengan system kendali pada pintu, mobil dapat mendeteksi ketika terdapat halangan pada saat menutup pintu sehingga mencegah terjadinya kecelakaan terjepitnya tangan saat menutup pintu mobil. Hal ini dikarenakan penerapan mikrokontroler didalamnya. Teknologi yang lebih tinggi dari penerapan mikrokontroler pada bidang otomotif adalah telah diciptakannya mobil tanpa kendali pengemudi. Bidang Komunikasi & Informasi, mikrokontroler dapat diterapkan dalam pembuatan handphone, radio komunikasi anti sadap, SMS Gateway, provider telepon digital (DSL), provider telepon selular. Masih banyak lagi pemanfaatan dari mikrokontroler yang dapat diterapkan dalam sebuah aplikasi atau alat yang dapat digunakan dalam kehidupan seharihari untuk mempermudah kerja manusia dengan penerapan mikrokontroler pada robot yang dapat mengerjakan pekerjaan layaknya makhluk hidup. 5

6 Komponen dan Konsep Kerja Mikrokontroler Gambar 2 Blok Diagram Proses Mikrokontroler 1. Mikrokontroler dapat menerima masukan atau input dalam bentuk analog dan digital dan pada umumnya mikrokontroler menghasilkan output berupa digital. 2. Mikrokontroler hanya dapat membaca beberapa format instruksi yang salah satunya adalah dalam bentuk HEX. Tidak semua data atau instruksi yang akan diupload ke mikrokontroler berupa format HEX. 3. Dibutuhkan suatu tool yang dapat digunakan untuk mengcompile format BAS menjadi HEX salah satunya adalah dengan menggunakan tool berbasis IDE. Pada praktikum kali ini tool yang akan digunakan adalah BASCOM-AVR yang juga disebut sebagai IDE (Integrated Development Environment) yaitu lingkungan kerja yang terintegrasi, karena disamping tugas utamanya untuk mengcompile kode program menjadi file HEX / bahasa mesin. BASCOMAVR juga berfungsi sebagai monitoring komunikasi serial dan Programmer untuk mengupload program yang sudah di-compile ke microcontroller. 4. Data yang sudah dicompile ke dalam bentuk HEX selanjutnya akan disimpan di programmer. Programmer yang digunakan adalah Programmer AVR910 yang masih dalam satu keluarga AVR. 5. Software programmer yang digunakan adalah software external yang bernama AVR Prog. 6. Data dalam bentuk HEX akan diupload ke dalam mikrokontroler. 7. Hasilnya akan ditampilkan melalui alat output dapat berupa LCD, LED, display. 6

7 INSTALASI DRIVER Untuk dapat menghubungkan antara mikrokontroler dengan perangkat lainnya maka dibutuhkan komunikasi antar perangkat keras tersebut dengan cara instalasi dan konfigurasi perangkat. Berikut ini adalah panduan instalasi perangkat yang dibutuhkan. Instal USB Serial Converter Instalasi USB Serial Converter dapat dilakukan hanya untuk desktop atau komputer yang tidak memiliki port COM didalamnya. Instalasi serial USB ini bertujuan agar MCU (Mikrocontroller Unit) dapat berkomunikasi dengan komputer. Adapun langkah-langkah yang perlu diperhatikan agar dapat menginstal Serial USB dengan benar adalah: Pasangkan kabel USB Serial ke komputer Buka folder USB2Serial Bafo kemudian pilih jenis operating system yang digunakan, jika menggunakan OS Windows, maka buka installer pada folder Windows XP klik SETUP untuk menjalankan installer USB Serial. Gambar 3 Tampilan Awal Instalasi USB Serial Klik tombol Next untuk melanjutkan instalasi 7

8 Gambar 4 License Agreement Klik pada button Accept License dan kemudian tekan tombol NEXT untuk melanjutkan ke proses selanjutnya Gambar 5 Setup Status Gambar 6 Instalasi Complete Lepaskan koneksi USB dari lapotop atau komputer untuk mengecek USB serial sudah berhasil terinstal atau belum 8

9 Konfigurasi driver serial USB Converter di control panel device manager Konfigurasi ini dilakukan karena Port yang digunakan ATVR adalah port 1-4 Gambar 7 konfigurasi serial USB di device manager Klik kanan pada port USB-to-Serial Comm Port kemudian pilih properties 9

10 Gambar 8 Properties USB Serial Comm Port Tekan tombol advanced untuk mengatur port COM yang akan digunakan Gambar 9 Setting COM Port Number Setelah COM port number diubah menjadi COM 1 selanjutnya tekan tombol OK Refresh dengan cara klik icon Scan for hardware change 10

11 Instal programmer Gambar 10 Hasil Perubahan COM Port Number Programmer merupakan perangkat yang digunakan untuk menyimpan data atau program yang sudah dicompile kedalam bentuk HEX untuk diupload ke mikrokontroler dan ditampilkan di kit display atau modul LCD. Mikrokontroler dapat berfungsi karena mendapatkan supply data dari programmer. Programmer yang digunakan pada praktikum ini menggunakan dua jenis programmer yaitu programmer AVR910 dan tipe AVR910-PL. 1. Programmer AVR910 Programmer versi AVR yaitu Programmer AVR910 dengan menggunakan software eksternal yaitu AVR Prog. AVR Prog lebih compatible digunakan pada COM port 1-4. Berikut ini adalah langkah yang dapat dilakukan dalam melakukan instalasi programmer: Hubungkan kabel USB programmer dengan komputer. Buka folder AVR910 kemudian pilih folder instalasi sesuai dengan OS yang digunakan, jika menggunakan OS windows XP maka pilih folder 2k_xp_32, selanjutnya klik kanan pada file avr 910.usb.2000.xp pilih install. Untuk sistem operasi Windows XP, system akan langsung memeriksa jika menemukan perangkat baru seperti yang ditunjukkan pada gambar 12. Pilih button klik yang kedua 11

12 Tekan tombol NEXT Gambar 11 Found New Hardware Gambar 12 Found New Hardware Wizard Tekan tombol Browse untuk menentukan lokasi instalasi, pilih folder yang sama dengan folder tempat installer programmer berada. Tekan tombol NEXT 12

13 Gambar 13 Search New Hardware Gambar 14 Completing Found New Hardware Tekan tombol Finish 1. Pada windows vista atau window 7 instalasi programmer dapat dilakukan dengan langkah berikut ini : Setelah menghubungkan programmer dengan computer menggunakan kabel USB selanjutnya lakukan pemeriksaan port dengan langsung membuka halaman device manager. 13

14 Gambar 15 Port Programmer di Device Manager pada Sistem Operasi Window Vista Klik kanan pada port AVR910 USB Programmer, pilih menu Update Driver, kemudian akan muncul windows seperti pada gambar 16. Selanjutnya pilih Menu Browse my Computer for Driver Software Gambar 16 Search Driver Software Sistem akan menampilkan halaman pencarian lokasi driver software. Selanjutnya tekan button Browse dan pilih lokasi menyimpan driver software programmer, seperti yang ditunjukkan pada Gambar

15 Gambar 17 Pencarian Lokasi Driver Software Untuk pengguna sistem operasi vista atau windows 7 dapat memilih folder vista_xp_32 atau vista_xp_64 sesuai dengan kesesuaian OS yang digunakan dengan driver. Setelah berhasil selanjutnya akan muncul seperti pada gambar 18. Gambar 18 Driver Programmer Berhasil Diinstal Selanjutnya lakukan konfigurasi port programmer. Bagi pengguna OS Windows XP dapat dilakukan dengan membuka control panel device manager 15

16 1. Dan bagi pengguna Windows 7 dapat dilakukan dengan membuka control panel device printer device manager Klik kanan pilih properties Gambar 19 Port Programmer Gambar 20 Port Setting Tekan tombol Advanced untuk menggantikan COM Port Number Programmer. Isikan dengan COM2 16

17 Gambar 21 Setting COM Port Number Gambar 22 Hasil Perubahan COM Port Number Klik icon scan for hardware untuk menampilkan hasil perubahan sebelumnya 17

18 Gambar 23 Hasil Perubahan COM Port Number Programmer (Device Manager) Selanjutnya untuk menghubungkan antara mikrokontroler dan programmer dapat dilakukan dengan menghubungkan antara port ISP di programmer dengan port ISP di mikrokontroler dengan menggunakan kabel 10 Jika menggungakan jenis driver programmer yang berbeda maka berikut ini adalah panduannya: Programmer AVR910-PL Berikut ini adalah langkah yang dapat dilakukan dalam melakukan instalasi programmer: Hubungkan kabel USB programmer dengan komputer. Klik dua kali pada file.exe bernama PL2303_Prolific_DriverInstaller_v1.5.0 Lakukan instalasi seperti berikut : Gambar 24 tahap awal instalasi AVR910-PL Selanjutnya akan keluar tampilan seperti di bawah ini. Tekan tombol Next untuk melnjutkan proses instalasi 18

19 Gambar 25 memulai instalasi AVR910-PL Selanjutnya akan muncul halaman setup progress, tunggu sampai proses setup selesai dan keluar tampilan berikut Gambar 26 tampilan selesai instalasi AVR910-PL Periksa port programmer pada port computer atau laptop dengan melakukan langkah berikut ini : Pada windows vista atau window 7 instalasi programmer dapat dilakukan dengan memeriksaan port pada halaman device manager. Expand pada tab Port, pastikan bahwa port Prolific sudah ada pada list port. Jika port programmer 19

20 tidak terdeteksi maka dapat dilakukan dengan mencabut dahulu kabel serial programmer kemudian dihubungkan kembali ke komputer atau laptop. Pastikan juga port programmer yang dideteksi pada port device manager tidak ada tanda seru karena menandakan bahwa instalasi atau programmer tidak berfungsi dengan baik. Gambar 27 Port Programmer di Device Manager pada Sistem Operasi Window Vista Klik kanan pada port Prolific USB pilih menu Properties Gambar 28 konfigurasi awal port programmer 20

21 Tekan tombol Advanced untuk melanjutkan konfigurasi port programmer Gambar 29 setting port programmer Atur COM port number pada range 1-4 karena nomor port ini yang lebih compatible dengan programmer AVR910-PL Gambar 30 setting COM port number AVR910-PL 21

22 settingannya seperti berikut Sehingga jika diperiksa kembali di port device manager akan berubah Gambar 31 Update port prolific setelah konfigurasi Selanjutnya untuk menghubungkan antara mikrokontroler dan programmer dapat dilakukan dengan menghubungkan antara port ISP di programmer dengan port ISP di mikrokontroler dengan menggunakan kabel 10. Instalasi Bascom-AVR Bascom-AVR merupakan salah satu tool yang dapat digunakan sebagai editor untuk mengcompile file dalam bentuk BAS menjadi format HEX. Bascom-AVR merupakan salah satu varian IDE dengan menggunakan bahasa pemrograman Basic yang merupakan produksi dari MCS Electronic. Sebelum memulai aplikasi Bascom lakukan instalasi aplikasi terlebih dahulu, berikut adalah langkah untuk menginstal aplikasi Bascom-AVR: Buka folder Bascom versi bascom avr v a pilih folder bcavrdmo kemudian klik setupdemo untuk mulai menginstal aplikasi Bascom. Aplikasi akan menampilkan tampilan awal instalasi sebagai berikut 22

23 Gambar 32 Tampilan Awal Instalasi BASCOM Klik tombol Next untuk melanjutkan instalasi aplikasi, kemudian system akan menampilkan halaman license Agreement Gambar 33 License Agreement Selanjutnya tekan tombol Next untuk melanjutkan ke langkah berikutnya. Halaman selanjutnya akan menampilkan halaman informasi mengenai aplikasi Bascom AVR. 23

24 Gambar 34 Information Setup Pada langkah ini adalah menentukan lokasi tujuan instalasi aplikasi. Jika ingin memindahkan atau mengganti lokasi tujuan instalasi dapat menekan tombol Browse dan menggantikannya dengan lokasi yang diinginkan dan kemudian tekan tombol Next Gambar 35 Destination Location Instalation Jika foldernya belum ada maka secara otomatis system akan menanyakan untuk membuat folder baru. 24

25 Gambar 36 Create New Folder Bascom Tahap selanjutnya system akan membuat program shortcuts di Start menu folder. Jika ingin sudah sesuai maka tekan tombol Next dan jika ingin mengganti dengan folder yang lain maka tekan tombol Browse pilih nama foldernya dan kemudian tekan tombol Next. Gambar 37 Select Menu Folder System selanjutnya mulai melakukan instalasi aplikasi Gambar 38 Proses Loading Instalasi Bascom 25

26 System akan meminta untuk restart komputer. Setelah restart komputer, periksa program shortcut di Start Menu. Klik BASCOM-AVR untuk memulai aplikasi Bascom. Gambar 39 Menu BASCOM KONFIGURASI APLIKASI BASCOM AVR Setelah selesai proses instalasi selanjutnya adalah konfigurasi aplikasi. Hal pertama yang dilakukan adalah membuka aplikasi Bascom-AVR, pilih menu MCS Electronic klik BASCOM-AVR. Gambar 40 Halaman Awal Aplikasi BASCOM Untuk melakukan konfiurasi komunikasi dapat dilakukan dengan memilih menu Option dan klik pada sub menu Communication untuk melakukan konfigurasi komunikasi pada aplikasi 26

27 Gambar 41 Menu Communication Gambar 42 Konfigurasi Communication Ada beberapa hal yang harus dikonfigurasikan pada menu communication yang diantaranya adalah : 1. COM Port dapat diisikan dengan COM1, COM port ini harus disesuaikan dengan port USB Serial. 2. Isikan Baudrate dengan 9600 sebagai nilai default tekan tombol OK untuk menyimpan hasil konfigurasi communication. Kemudian lakukan konfigurasi programmer pada aplikasi, dengan cara pilih menu Option kemudian klik sub menu Programmer 27

28 Gambar 43 Menu Programmer Gambar 44 Konfigurasi Programmer Programmer memiliki beberapa jenis seperti programmer internal atau bawaan dari aplikasi. Namun untuk kebutuhan kecepatan dalam memproses data maka pada praktikum kali ini menggunakan eksternal programmer, AVR Prog. Maka isi programmer dengan External Programmer. 28

29 Gambar 45 memilih external programmer Isikan program dengan mengacu ke program AVR Prog. Sebelumnya aplikasi AVR Prog dapat dicopykan ke program file folder MCS Electronic/BASCOM. Tekan tombol OK untuk menyimpan hasil perubahan. KOMPONEN MODUL MIKROKONTROLER PENGENALAN MIKROKONTROLER Mikrocontroler adalah mikroprosesor yang digunakan untuk aplikasi pengontrolan perangkat keras, yang dilengkapi hampir seluruh fungsi-fungsi dasar sebuah komputer yaitu ROM, RAM dan fasilitas input/output dalam sebuah chip. Untuk dapat berkomunikasi dengan dunia luar Mikroprosesor ini dilengkapi 4 buah Port (PORT A, PORT B, PORT C dan PORT D) dan ISP yaitu PORT untuk komunikasi serial. PORT A s/d PORT D bisa berfungsi sebagai input maupun output antara Plan Perangkat Keras dan Mikrokontroler. Modul-modul/perangkat keras yang digunakan dalam praktikum Daskom 2 ini terdiri dari : 1. Satu buah Kit-MCU (ATMega16 + MAX232) (lihat Gambar 46) 2. Satu buah Kit-Display (lihat Gambar 47) a. 1 sub-modul Led (Merah-Kuning-Hijau-Biru) b. 1 sub-modul Mic 29

30 c. 1 buah Buzzer d. 1 sub-modul Led & Switch e. 1 sub-modul LDR f. 1 sub-modul Potensio g. 1 sub-modul Phototransistor 3. Satu buah Kit ISP Programmer AVR910-Serial (lihat Gambar 48) 4. Satu buah kabel ISP 5. Satu buah senter-led 6. Satu set kabel jumper yang terdiri : a. 3 buah kabel data 10 pin b. 1 buah kabel jumper 2 pin c. 3 buah kabel jumper 1 pin 7. Satu buah kabel USB to Serial (RS232) 8. Satu buah Kit Seven Segment (lihat Gambar 49) 9. Satu buah Kit LCD (lihat Gambar 50) Gambar 46 Lay Out kit-mcu 30

31 Gambar 47 Lay Out Kit-Display Gambar 48 Lay Out Kit-ISP Programmer Gambar 49 Lay Out Kit-Seven Segment Gambar 50 Lay Out Kit-LCD 31