Home » Info elektronika » Belajar Elektronika

Belajar Elektronika

Saturday, October 25th, 2014 - Info elektronika

Belajar elektronika pada dasarnya mempelajari tentang materi elektronika yang tampak dan yang tidak kasat mata. Materi elektronika yang tampak contohnya adalah komponen elektronika, rangkaian elektronika, perangkat elektronika atau peralatan elektronik. Sedangkan materi elektronika yang tidak kasat mata adalah sinyal yang diproses oleh sistem atau modul elektronika dan rangkaian elektronika secara spesifik. Materi yang tidak kasat mata dalam belajar elektronika ini pada dasarnya dapat diukur dan dirasakan outputnya.

Cara Belajar Elektronika

Berdaraskan teknik dalam belajar elektronika, maka belajar elektronika dapat dilakukan secara otodidak maupun secara sitematis baik formal maupun informal.

Belajar Elektronika Secara Otodidak

Belajar elektronika otodidak adalah mempelajari tentang sistem atau perangkat elektronika secara individu tanpa bantuan orang lain sebagai pengajar.

Belajar Elektronika Secara Sistematis

Sedangkan belajar elektronika secara sistematis menggunakan jasa bantuan orang lain sebagai pengajar dalam suatu sekolah maupun pelatihan elektronika. Untuk belajar elektronika secara formal dapat diperoleh melalui sekolah sedangkan belajar elektronika informal dapat kita peroleh melalui kursus elektronika atau pelatihan elektronika.

Berdasarkan sumber pembelajarannya, belajar elektronika dapat dibedakan menjadi beberapa teknik.

Belajar Elektronika Online

Belajar elektronika secara online adalah teknik belajar elektronika yang praktis, karena materi atau sumber dalam mempelajari elektronika kita peroleh secara online. Bahkan dengan belajar elektronika melalui online kita dapat memahami elektronika secara otodidak, karena saat ini banyak sumber pembelajaran elektronika secara online. Salah satu contoh blog yang dapat digunakan untuk belajar elektronika secara online adalah zona elektro.

Belajar Elektronika Offline

Belajar elektronika secara offline untuk kategori sistematis dapat diperoleh dibangku sekolah, kursus elektronika atau pelatihan elektronika. Kemudian untuk belajar elektronika secara otodidak dapat menggunakan buku elektronika yang praktis dan fokus pada materi tertentu sesuai keinginan dalam mempelajari elektronika.

Buku Elektronika

Berikut adalah buku elektronika yang dapat dipilih dalam belajar elektronika dasardan kita temui di bangku sekolah.

Prinsip-Prinsip Elektronika
Vademekum Elektronika
Operational Amplifier
Elektronika Dasar
Rangkaian Listrik

Dan masih banyak lagi buku-buku elektronika praktis yang dapat dipilih sesuai kebutuhan dalam mempelajari elektronika. Misalkan ingin membuat rangkaian elektronika dapat meilih buku 301-304 Rangkaian Elektronika, kemudian bia ingin belajar mikrokontroler dapat memilih buku yang khusus mempelajari mikrokontroler atau ingin mempelajari tentang pembuatan robot maka dapat langsung memilih buku praktis tentang cara membuat robot.

Modul Belajar Elektronika

Konsentrasi Teknik Elektronika

Kemudian dalam belajar elektronika ada beberapa konsentrasi ilmu elektronika yang kita temui di bangku sekolah sebagai berikut :

Untuk tingkat SMK

Jurusan Elektronika Audio/Video, Jurusan elektronika audio/video ini mempelajari ilmu elektronika tentang elektronika dasar, elektronika analog dan elektronika digital yang bertujuan untuk mendukung pemahamam dalam mempelajari sistem elektronika untuk keperluan pemrosesan sinyal audio dan video.
Jurusan Elektronika Multimedia, Jurusan elektronika multimedia mempelajari tentang ilmu elektronika dasar, elektronika analog, elektronika digital dan ilmu komputer yang bertujuan untuk mendalami tentang teknik penyiaran informasi secara elektronik maupun melalui internet.
Jurusan Listrik, jurusan listrik mempelajari ilmu elektronika tegangan tinggi yang diaplikasikan dalam jaringan listrik rumah tangga dan jaringan listrik distribusi listrik komersial (PLN).

Untuk tingkat kuliah

Konsentrasi Teknik Elektronika Komunikasi, Konsentrasi teknik elektronika komunikasi mempelajari elektronika dalam bidang komunikasi audio, video dan data. Dalam konsentrasi ini kita dapat mempelajari sistem telekomunikasi telephone secara analog maupun digital baik dari sisi teknologi jaringan komunikasi kabel tembaga, kabel optik maupun komunikasi radio secara detail.
Konsentrasi Teknik Elektronika Instrumentasi Kendali, konsentrasi elektronika instrumentas kendali mempelajari teknik kendali pada sistem elektronik baik secara analog maupun digital dalam lingkup individu maupun industri dalam bentuk pengendalian secara elektronik pada mesin industri maupun robot yang digunakan.
Konsentrasi Teknik Elektronika Arus Kuat/Ketenagaan, konsentrasi teknik elektronika arus kuat/ketenagaan mempelajri tentang listrik tegangan tinggi baik dalam lingkup rumah tangga mauppun sistem jaringan distribusi listrik komersial. Pada konsentrasi ini kita dapat mengetahui pengendalian distribusi listrik tegangan tinggi.
Konsentrasi Teknik Elektronika Robotika, konsenstrasi teknik elektronika robotika mempelajari ilmu pengendalian dan pembuatan robot, baik dari sisi konstruksi, desain dan sistem kendali robot.

Dengan mengetahui konsentrasi ilmu elektronika tersebut diatas maka dapat memberikan gambaran kepada kita untuk memilih konsentrasi yang sesuai dengan keinginan kita dalam belajar elektronika.

Title : Belajar Elektronika
Archive : Info elektronika

You may also like, related Belajar Elektronika

Klasifikasi Robot… Klasifikasi robot berdasarkan kemampuan gerak dapat diklasifikasikan menjadi dua kelas yaitu robot statis dan robot bergerak. Kedua klasifikasi robot tersebut dapat dijelaskan dalam klasifikasi robot berdasarkan kemampuan gerak sebagai berikut. Klasifikasi Robot Berdasarkan Kemampuan Gerak Robot Statis Robot jenis ini letaknya menetap dan tidak dapat berpindah ke suatu lokasi tertentu, tanpa bantuan manusia. Walaupun melakukan gerakan, hanya beberapa bagian robot itu saja yang melakukannya, contohnya seperti lengan robot. Robot ini kebanyakan digunakan untuk keperluan pabrik dan industri, seperti industri otomotif dan industri makanan. Robot ini mencakup: Robot Arm: robot berbentuk lengan. Numerical Control Machine Tools : robot berbentuk komputer yang dioperasikan menggunakan perintah yang diprogram dan berfungsi untuk mengontrol pergerakan mesin tertentu secara otomatis. Robot Bergerak Disebut juga sebagai mobile robot, dan seringkali dilengkapi dengan kemampuan untuk bergerak otonom. Robot ini memiliki kemampuan untuk berpidah dari satu tempat ke tempat yang lain, perpindahan tersebut direncanakan berdasarkan motion planning yang ditentukan berdasarkan pertimbangan objektif tertentu misalnya menghindari rintangan atau mencari jarak terdekat. Karena keperluannya untuk bergerak, robot bergerak umumnya dilengkapi sensor untuk mendeteksi halangan, sensor dukungan gerak seperti accellerometer dan sensor deteksi keseimbangan seperti gyroscope. Robot juga harus memiliki kemampuan melacak posisi saat ini dan posisi yang dituju sehingga tidak jarang dilengkapi dengan GPS. Sebagai kawanan, robot bergerak memerlukan mekanisme komunikasi sesamanya sehingga memerlukan pemasangan wireless sensor network. Klasifikasi Robot Bergerak Berdasarkan Lokomotif Gerak Robot yang difungsikan untuk bergerak menuju suatu tujuan tertentu membutuhkan semacam mekanisme lokomotif seperti halnya sistem biologi pada makhluk hidup. Sistem tersebut terbukti mampu melakukan perpindahan pada berbagai medan. Idealnya, dengan mereplikasi sistem gerak makhluk hidup robot memiliki kemampuan bergerak yang sama. Namun demikian, melakukan hal tersebut merupakan pekerjaan yang sangat sulit. Sistem mekanika pada mahkluk hidup dibangun diatas struktur konstruksi yang sangat detail mulai dari sel, jaringan, organ, sampai sistem organ. Pada robot, setiap bagiannya harus dimanufaktur secara manual sehingga menghabiskan biaya yang mahal jika struktur yang dibuat demikian kompleks. Dengan keterbatasan yang ada, robot bergerak pada umumnya memanfaatkan mekanisme beroda, sebuah sistem mekanik yang terdapat pada kendaraan. Alternatif lainnya, mekani sme gerak robot dirancang menggunakan kaki buatan dengan jumlah sedikit. Para perancang robot, lebih memilih membuat robot menggunakan roda. Hal ini disebabkan lokomotif kaki ideal memerlukan nilai degree of freedom (DOF) yang tinggi sehingga memiliki sistem mekanika yang lebih rumit. Lokomotif beroda selain lebih mudah dibuat, juga lebih efisien dari lokomotif berkaki pada medan datar. Terdapat tiga hal yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan alat gerak untuk robot, antara lain : Stabilitas. Pertimbangannya mencakup bentuk geometri dari bidang sentuh robot, pusat gravitasi robot, stabilitas robot saat diam dan bergerak, serta kemiringan medan. Bidang sentuh. Pertimbangannya mencakup ukuran, bentuk, kemiringan, dan gaya gesek bidang sentuh. Jenis lingkungan. Pertimbangannya mencakup struktur penyusun dari lingkungan serta mediumnya, seperti tanah, air, ataupun udara. Berdasarkan alat gerak yang dipergunakan, robot bergerak dapat diklasifikasikan menjadi robot beroda dan robot berkaki . Selamat belajar, kami harap informasi tentang klasifikasi robot berdasarkan kemampuan gerak diatas dapat menambah wawasan kita.
Komunikasi Seri Asinkron Komunikasi seri asinkron ikut populer seiring dengan makin maraknya Internet, modem yang dipakai menghubungkan komputer rumah ke Internet lewat saluran telepon menyalurkan data secara Komunikasi Seri Asinkron. Komunikasi Seri Asinkron Pada Mikrokontroler Microprocessor dalam komputer bekerja atas dasar prinsip data paralel, mula-mula banyak dipakai microprocessor dengan data paralel 8 bit dan kini sudah dipakai data pararel 32 bit, tapi dalam hal komunikasi data yang dipakai adalah teknik pengiriman data secara seri. Alasan utama pemakaian teknik pengiriman seri karena saluran komunikasi data pararel yang panjang harganya sangat mahal dan tidak praktis. Sinyal digital dari IC TTL (Transistor Transistor Logic) paling-paling bisa dikirimkan sejauh 1 sampai 2 meter tergantung kecepatan pengiriman data. Agar bisa dikirimkan lebih jauh, sinyal TTL tadi harus di-buffer dengan rangkaian buffer khusus, beaya pengolahan sinyal ini cukup mahal. Untuk mengirim data secara paralel diperlukan satu saluran untuk setiap bit data, dengan demikian pengiriman data paralel 8 bit, membutuhkan beaya 8 kali lebih mahal dibandingkan dengan komunikasi data secara seri yang hanya perlu satu saluran saja. Dengan demikian, meskipun kecepatan transmisi data dengan teknik komunikasi data secara paralel lebih cepat, teknik komunikasi data seri tetap dipilih untuk transmisi data jarak jauh. Ada 3 hal yang harus diperhatikan dalam transmisi data seri. Pertama, cara merubah data paralel jadi seri dan mengembalikan data seri ke paralel. Kedua, jenis-jenis sinyal dan rangkaian yang dipakai untuk transmisi sinyal jarak jauh. Ketiga, bagaimana mengendalikan transmisi data tersebut agar data bisa transmisikan utuh tanpa cacat. Perubahan data paralel/seri Karena microprocessor mengolah data secara paralel, maka proses transfer data secara seri harus diawali dan diakhiri dengan bentuk data paralel. Artinya data dari microprocessor yang bentuknya paralel diubah menjadi data seri, dikirimkan, setelah diterima diubah kembali menjadi paralel. Perubahan data paralel ke seri bisa dilakukan secara mudah dengan bantuan Shift Register, Gambar 1 memperlihatkan proses perubahan ini. Shift Register yang dipakai adalah jenis Shift Register input paralel/output seri, misalnya IC CMOS type MC14021, data paralel 8 bit diumpankan ke input paralel shift register, kemudian di bangkitkan 8 pulsa clock untuk mendorong keluar data di dalam shift register, data akan terdorong keluar dari shift register bit demi bit, 1 pulsa clock akan mendorong data 1 bit. Dengan demikian pada satu saluran bisa dipakai menampung data 8 bit, saat pulsa clock yang pertama bit D0 berada di saluran selama 1 periode clock, saat pulsa clock kedua bit D1 yang berada di saluran dan seterusnya sama pulsa clock kedelapan. Menerima data seri dan mengubahnya kembali ke bentuk paralel, merupakan proses kebalikan dari proses di atas. Shift Register yang dipakai adalah jenis Shift Register input seri/output paralel, misalnya IC CMOS type MC14094, data seri diumpankan ke input seri dan didorong masuk ke shift register, setelah 8 pulsa clock data kembali menjadi bentuk paralel di 8 output shift register. Transmisi data seri dibedakan menjadi 2 macam, yakini komunikasi data seri sinkron dan komunikasi data asinkron, perbedaan ini tergantung pada clock pendorong data. Dalam komunikasi data seri sinkron, clock untuk shift register ikut dikirimkan bersama dengan data seri, seperti yang dijumpai di Keyboard Komputer PC, teknik I2C yang dikembangkan Philips dan juga pengiriman data dalam Ethernet. Sebaliknya dalam komunikasi data seri asinkron, clock pendorong shift register tidak ikut dikirim, rangkaian penerima data harus dilengkapi dengan rangkaian yang mampu membangkitkan clock yang diperlukan. Ada IC khusus yang dibuat untuk mengubah data paralel dan menjadi data seri, dan menerima data seri yang kemudian dirubah kembali menjadi data paralel, IC tersebut dinamakan IC Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART). Selain berbentuk sebagai IC mandiri, pada berbagai macam microcontroler ada yang dilengkapi UART, misalnya keluarga microcontroler MCS51 (termasuk AT89C2051), microcontroler MC68HC11 buatan Motorola dan lain sebagainya. Bagian yang terpenting dari komunikasi seri asinkron adalah upaya agar penerima data bisa membangkitkan clock yang bisa dipakai untuk mendorong shift register penerima. Unuk keperluan tersebut terlebih dulu ditentukan bahwa saat tidak ada pengiriman data, keadaan saluran adalah ‘1’, saat akan mulai mengirim data 1 byte saluran dibuat menjadi ‘0’ dulu selama 1 periode clock pendorong, dalam 8 periode clock berikutnya dikirim data bit 0, bit 1 dan seterusnya sampai bit 8, dan pada periode clock yang ke 10 saluran dikembalikan menjadi ‘1’. Dengan demikian data 8 bit yang dikirim di-awal-i dengan bit START yang bernilai ‘0’ dan di-akhir-i dengan bit STOP yang bernilai ‘1’, seperti terlihat dalam Gambar 2. Kemasan data ini dimaksud agar rangkaian penerima bisa membangkitkan clock yang frekuesinya sama dengan clock pengirim dan fasanya di-sinkron-kan pada awal penerimaan data 1 byte! Catatan : Gambar 2 merupakan bentuk gambar yang umum dipakai menggambarkan format data seri dalam banyak buku, meskipun sebetulnya cara penggambaran ini terbalik, bit START yang pertama-tama dikirimkan malah digambarkan dibagian kiri dan bit STOP yang munculnya terakhir digambarkan dibagian kanan. Saluran komunikasi data seri Seperti yang dibicarakan di atas, sinyal digital dari IC TTL paling-paling hanya bisa ditransmisikan sejauh satu-dua meter, untuk pengiriman yang lebih jauh sinyal harus diolah dan disalurkan dengan cara khusus. Pada umumnya dikenal 3 macam saluran untuk transmisi data seri, yakni saluran yang memenuhi ketentuan standard EIA RS232, saluran yang memeuhi ketentuan standard EIA RS422/485 atau saluran arus 20 mA (20 mA current loop). Standard EIA RS232 pertama kali di dipublikasikan pada tahun 1962, merupakan sebuah standard yang ‘tua’, sudah ada jauh sebelum IC TTL populer. Saluran RS232 banyak dipakai untuk menghubungkan komputer dengan alat pendukungnya, misalnya komputer dengan printer (sekarang hampir tidak ada printer seri), komputer dengan modem, pokoknya adalah hubungan antara alat yang tidak lebih jauh dari 50 feet (sekitar 15 meter). Dalam ketentuan RS232, level logika ‘0’ dinyatakan dengan tegangan antara –3 sampai –15 Volt, dan level logika ‘1’ dinyatakan dengan tegangan antara +3 sampai +15 Volt. Mengingat komponen digital pada umumnya bekerja dengan sumber tegangan +5 Volt, dan level logika ‘0’ dinyatakan dengan tegangan antara 0,8 sampai 0 Volt dan level logika ‘1’ dinyatakan dengan tegangan 3,5 sampai 5 Volt, maka antara rangkaian digital dan saluran RS232 biasanya disisipkan IC ‘RS232-TTL Voltage Translator’, dulu yang banyak dipakai adalah IC MC1488 dan MC1489, kedua IC ini memerlukan sumber tegangan +12 Volt dan –12 Volt, kini ornag lebih senang memakai IC MAX232 yang hanya perlu catu daya +5 Volt saja. Dalam saluran RS232 level logika ditransmisikan sebagai perbedaan tegangan antara saluran dan Ground, cara semacam ini dikatakan sebagai unbalanced transmission (transmisi tidak imbang), dalam perjalanan jika sinyal menerima gangguan derau listrik (electrical noise), bisa berakibat fatal pada penerima karena derau yang diterima bisa disalah tafsirkan sebagai sinyal digital. Standard lain yang dikenalkan EIA adalah RS422, saluran ini menggunakan cara transmisi berimbang (balance transmission), sinyal TTL disalurkan lewat IC Line Driver yang mengeluarkan sinyal diffrential pada outputnya, level logika tidak dinyatakan dengan perbedaan tegangan dengan ground, tapi dinyatakan dengan perbedaan tegangan antara kedua sinyal output itu, selanjutnya sinyal ini akan diterima oleh IC Line Receiver yang mempunyai input diffrential yang akan merubah sinyal diffrential tapi ke sinyal TTL. Dengan cara semacam ini, jika dalam perjalanan sinyal menerima derau listrik, kedua utas dalam saluran akan mendapat sinyal derau yang sama besarnya, sinyal derau yang sama besar ini bagi input diffrential di IC Line Receiver tidak akan dirasakan sebagai sinyal digital, sehingga saluran ini lebih kebal gangguan dibanding dengan saluran RS232. Untuk meningkatkan kekebalannya terhadap ganguan, kabel yang dipakai untuk saluran RS422 biasanya dipakai dua kabel yang dililit jadi satu, dengan maksud jika sampai mendapat gangguan maka gangguan yang diterima kedua kabel yang dililit itu benar-benar sama besarnya, sehingga selisih tegangannya derau antara dua kabel benar-benar nol dan tidak dirasakan sebagai gangguan. Dengan cara balance transmission ini, RS422 bisa dipakai untuk menyalurkan informasi dengan kecepatan yang lebih tinggi, dan jarak yang bisa dijangkau pun mencapai 4000 feet! Bandingkan dengan RS232 yang hanya bisa dipakai sampai 50 feet! Jenis saluran ketiga adalah 20 mA Current Loop (saluran arus 20 mA), saluran ini termasuk dikenal sebagai saluran kuno, kini tidak lagi banyak dipakai. Meskipun demikian karena sifat saluran ini yang sangat kebal terhadap gangguan, pada lingkungan pabrik yang mengandung sumber gaangguan derau listrik yang sangat besar, saluran ini tetap digunakan. 20 mA Current Loop berbeda prinsip dengan saluran RS232 dan RS422/485, karena informasi disalurkan sebagai ada tidaknya arus. Gambar 3(c) merupakan rangkaian saluran current loop, sinyal TTL dipakai untuk mengatur transistor, jika transistor on maka arus akan mengalir dari V+ melalui resistor dan membuat LED di dalam Opto Coupler yang ada di bagian penerima menyala, yang pada gilirannya membuat transistor on. Bisa dibayangkan, sebesar-besarnya tegangan derau yang diterima saluran, hampir tidak mungkin menimbulkan arus yang cukup besar sampai LED bisa menyala, dengan demikian menjadikan saluran ini sangat kebal terhadap gangguan. Tidak ada standard yang mengatur saluran arus ini, makin besar tegangan V+ makin besar pula arus yang mengalir (idealnya sampai 20 mA) maka saluran makin kebal terhadap gangguan. Kecepatan saluran sangat tergantung pada mutu opto coupler yang dipakai, meskipun demikian pada umumnya saluran arus ini bisa dipakai dengan aman paling tidak sampai sejauh 1000 feet. Pengendalian saluran komunikasi Setelah 2 aspek yang menyangkut perangkat keras di atas, aspek berikutnya yang menentukan berhasilnya komunikasi data seri adalah pengendalian saluran komunikasi, apek ini lebih banyak mengarah ke perangkat lunak. Selamat belajar, semoga uraian singkat "Komunikasi Seri Asinkron" diatas mudah dipahami.
Interface Sistem Digital dan Teknik Interface Sistem Digital dan Sistem Analog Penggunaan komputer saat ini tidak lagi terbatas pada pengolahan dan manipulasi data saja tetapi sudah digunakan untuk mengkontrol berbagai peralatan seperti penghitung pulsa telepon, menyalakan/mematikan lampu secara otomatis, dan lain sebagainya. Dengan penggunaan komputer seperti yang telah disebutkan di atas maka seolah-olah komputer berperan sebagai manusia yang dapat diprogram untuk menjalankan apa yang dikehendaki oleh programmernya. Antara sistem digital (sebagai pengontrol) dan sistem analog (sebagai peralatan yang dikontrol) harus terdapat suatu jembatan yang menghubungkan kedua sistem tersebut. Jembatan ini selanjutnya disebut sistem interface IO. Jadi untuk sistem kontrol secara digital ini selalu terdiri dari 3 bagian yaitu : sistem digital, sistem interface IO dan sistem analog. Sistem digital merupakan sistem yang menjadi otak dari sistem secara keseluruhan. Sistem digital ini membaca kondisi dari sistem analog melalui sistem interface IO dan mengkontrol sistem analog melalui sistem interface IO. Sistem kontrol secara digital ini menggantikan sistem kontrol manual yang menggunakan switch mekanik dan diatur secara manual pula. Selain itu dengan sistem kontrol secara digital ini, kondisi sistem analaog yang dikontrol dapat pula dimonitor keadaannya. Sistem analog merupakan bagian dari peralatan analog yang aktivitasnya dikontrol oleh sistem digitalnya melalui sistem interface IO. Sistem analog dapat berupa lampu bolam 220 volt, motor AC, bahkan sampai ke peralatan industri yang menggunakan arus besar. Disini terlihat bahwa sistem interface IO sangat penting peranannya yaitu untuk menginterfacekan sistem digital yang hanya mengenal kondisi ‘H’, yang ekuivalen dengan tegangan 4.5 volt sampai 5 volt dan kondisi ‘L’ yang setara dengan tegangan dibawah 1.2 volt dengan sistem analog dengan tegangan 220 VAC dengan konsumsi arus yang paling tidak 1A ke atas. Dari kondisi seperti di atas maka perlulah bagian digital dan bagian analog ini dilewatkan sistem interface yang secara elektronik terisolasi antar bagiannya. Teknik interface IO disini ada beberapa teknik dan tiap teknik tersebut mempunyai keistimewaan pada aplikasi tertentu. Contoh Aplikasi Dengan menggunakan sebuah PC diharapkan dapat mengkontrol 10 buah titik lampu yang menyala/mati pada jam-jam tertentu. Melalui sebuah PPI card (dengan menggunakan chip PPI 8255) dapat dikontrol 24 buah beban. Output PPI adalah TTL level sedangkan untuk lampu yang digunakan adalah lampu TL biasa. Untuk menginterfacekan antara PPI (sistem digital) dengan lampu (sistem analog) digunakan relay 5volt. Contoh aplikasi ini adalah salah satu contoh penggunaan relay sebagai interafce antara sistem digital dan sistem analog. Sistem Interface I/O Sistem interface I/O yang paling baik adalah sistem interface dimana sistem digital dan sistem analognya terisolasi, terpisah. Biasanya digunakan relay atau optocoupler. Penggunaan relay lebih mudah namun lebih sering menimbulkan masalah karena relay dapat menghasilkan noise pada sistem digital pada saat relay berubahan keadaan. Selain itu penggunaan relay membutuhkan daya yang lebih besar jika dibandingkan dengan penggunaan optoisolator. Sistem interface yang baik pada umumnya menggunakan optoisolator atau yang lebih dikenal dengan optocoupler sepert 4N31 atau 4N35. Dengan menggunakan optocoupler arus yang digunakan lebih sedikit paling tidak 10 mA -15 mA. Penggunaan optocoupler seperti 4N35 lebih disukai daripada penggunaan relay secara langsung. Optoisolator Optoisolator merupakan komponen yang digunakan sebagai komponen kontrol I/O untuk peralatan yang beroperasi dengan tegangan DC atau AC. Sebuah optocoupler terdiri dari GaAs LED dan phottransistor NPN yang terbuat dari silicon. Untuk rangkaian penggunaan optoisolator dapat dilihat pada gambar 3a dan 3b. Pada gambar 3a. optoisolator mendapat input TTL berbentuk sinyal kotak sehingga outputnya juga berupa sinyal kotak namun level tegangan berubah menjadi 0-+24 volt. Pada gambar 3b optoisolator digunakan pada input yang termodulasi dengan tegangan Vin terisolasi dengan Vout modulasi yang tegangan puncaknya +12V. Faktor yang paling penting pada interface I/O terutama untuk beban yang menggunakan tegangan AC maka isolasi merupakan hal yang paing penting dan harus diperhatikan dalam disain. Sistem digital menggunakan level tegangan +5volt sedangkan beban menggunakan tegangan 220VAC. Perbedaan tegangan ini sudah cukup untuk menyebabkan sistem kontrol digital, PC misalnya, untuk rusak jika port pada komputer ini menerima tegangan imbas dari beban 220VAC. Dengan skematik pada gambar 4, optoisolator mendapatkan tegangan 115VAC namun arusnya dilewat hanya 8mA dan arus sebesar ini sudah cukup untuk membuat phototransistor aktif dan logika yang diterima inverter menjadi ‘low’. Dengan rangkaian ini kita mendapatkan pulsa periodik dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi tegangan PLN 50/60Hz tetapi berbentuk pulsa kotak. Dengan adanya pulsa pada Pulse Out maka dapat dipastikan bahwa masih ada tegangan pada jaringan PLN sedangkan jika sudah tidak terdapat pulsa lagi maka dapat dipastikan tegangan jaringan PLN adalah 0 VAC. Kerugian atau keburukan dari optocoupler adalah pada kecepatan switchingnya. Hal ini disebabkan karena efek dari area yang sensistif terhadap cahaya dan timbulnya efek kapasitansi pada ‘junction’-nya. Jika diperlukan kecepatan switching yang cukup tinggi maka optoisolator harus dikonfigurasikan sehingga yang digunakan adalah sebagai photodiode-nya seperti tampak pada gambar 5. Cara lain untuk melakukan isolasi antara rangkaian tegangan tinggi dengan rangkaian tegangan rendah adalah menggunakan relay. Kelemahan dari relay adalah harga sebuah relay dengan kapasitas arus yang besar cukup mahal, ukuran dimensi relay besar sehingga PCB yang digunakan semakin besar pula, menimbulkan sinyal noise, dan responnya lambat. Sedangkan dengan menggunakan optocoupler, ukurannya kecil sehingga ukuran PCBnya menjadi lebih kecil dan pada akhirnya perlatan tersebut menjadi kecil pula, kecepatan responnya lebih cepat. Penggunaan Solid State Relay (SSR) Pada pembahasan di atas, relay tetap dapat digunakan namun untuk saat ini lebih disukai penggunaan solid state relay karena ada dua pertimbangan yaitu efek noise yang ditimbulkan tidak terlalu besar dan harga solid state relay relatif lebih murah dari pada sebuah relay dengan kualitas yang sama. Ada satu faktor lagi yang perlu diperhatikan untuk mengendalikan beban yang menggunakan tegangan AC. Yaitu pada masalah waktu aktivasinya. Karena tegangan untuk AC selalu berubah-ubah maka aktivasi pada solid state relay harus dilakukan pada saat tegangan AC pada saat mendekati nol volt. Tujuannya adalah untuk memperpanjang umur solid state itu sendiri karena jika aktivasi SSR ini pada saat tegangan AC nya berada pada tegangan 220VAC misalnya, maka akan timbul ‘surge current’ yang dapat menimbulkan arus yang sangat besar dan pada akhirnya menyebabkan solid state relay tersebut rusak. Untuk mengatasi hal tersebut di atas maka untuk penggunaaan solid state relay harus pula diserta dengan rangkaian zero crossing detector. Rangkaian zero crossing detector ini akan mendeteksi kapan tegangan VAC ini pada nilai nol volt. Dengan adanya pemberitahuan keadaan ini maka kapan aktivasi solid state relay dapat ditentukan dan solid state relay dapat bekerja dengan baik. Pada gambar 7 merupakan rangkaian zero crossing detector yang menggunakan sistem yang terisolasi dengan menggunakan transformer step down. Teknik ini paling aman digunakan namun biaya pembuatannya relatif lebih mahal karena masih menggunakan transformer. Dengan adanya rangkaian sistem interface antara tegangan tinggi dan tegangan rendah maka diharapkan tidak terjadi rusaknya port mikrokontroller atau PC karena mendapat imbas tegangan tinggi dari aplikasi seperti motor AC. Semoga informasi tentang "Interface Sistem Digital dan Sistem Analog" diatas mudah dipahami.
Jam Digital Dengan AT89C2051 Jam Digital Dengan AT89C2051 Bagi sebagian pembaca Jam Digital merupakan hal yang sangat sederhana atau sudah terlalu umum, tapi dari Jam Digital bisa dipelajari prinsip-prinsip dasar kontrol dengan microcontroller, antara lain sistem tampilan 7 ruas dan pemakaian timer. Rangkaian Jam Digital Dengan AT89C2051 Rangkaian lengkap Jam Digital ini terlihat pada Gambar 1, dilengkapi 4 buah tampilan 7 ruas LED untuk menampilkan waktu, terdiri atas angka-angka puluhan jam, satuan jam, puluhan menit dan satuan menit. Tombol SW1 dan SW2 dipakai untuk mengatur tampilan waktu, saat SW1 ditekan angka pada tampilan jam akan bertambah setiap detik, sedangkan SW2 dipakai untuk mengatur angka tampilan menit dengan cara yang sama. Kristal 12 MHz dan kapasitor C1 dan C2 membentuk rangkaian oscilator pembangkit frekuensi kerja AT89C2051, rangkaian ini merupakan rangkaian baku, artinya bentuk rangkaian oscilator ini selalu seperti ini untuk semua rangkaian AT89C51, kecuali untuk keperluan yang lain nilai kristalnya saja yang mungkin berbeda. Kombinasi kapasitor C3 dan tahanan R8 juga merupakan rangkaian baku, komponen ini dipakai untuk membentuk rangkaian ‘power on reset’, artinya rangkaian yang akan otomatis me-reset AT89C2051 setiap kali AT89C2051 mulai menerima sumber daya listrik. Melihat rangkaian pada Gambar 1, memang tidak bisa dijelaskan bagaimana Jam Digital ini bekerja, karena rangkaian itu hanyalah bagian tampilan dan tombol pengatur waktu waktu saja, ‘Jam’ yang sesungguhnya berupa program yang disimpan di dalam ROM yang ada di dalam IC AT89C2051. Sistem Tampilan 7 Ruas Untuk Jam Digital Dengan AT89C2051 Untuk menampilkan waktu dipakai 4 buah tampilan 7 ruas LED yang dibentuk dengan IC2 dan IC3 (masing-masing IC berisikan 2 tampilan angka), dengan demikian untuk menampilkan 4 buah angka diperlukan 28 LED, kalau ke-28 LED ini dinyala-padamkan dengan cara biasa, maka diperlukan 28 saklar dan rangkaian menjadi rumit sekali. Cara yang umum dipakai adalah sistem tampilan 7 ruas yang di-multiplek seperti nampak dalam Gambar 1, sedangkan Gambar 2 memperlihatkan detil sistem tampilan ini. Setiap tampilan angka dibentuk dengan 7 buah LED (Light Emitting Diode), masing-masing diode itu ditandai sebagai ruas ‘a’ sampai dengan ‘g’, anode dari ketujuh LED itu sudah dihubungkan jadi satu di dalam IC. Katode ruas ‘a’ dari angka puluhan jam dihubungkan dengan katode ruas ‘a’ dari angka satuan jam dan seterusnya. Demikian pula dengan ruas ‘b’; ruas ‘c’ dan lain sebagainya. Saklar Ruas P10..P16 dipakai untuk menentukan ruas mana yang akan dinyalakan, misalkan untuk membentuk angka 1 maka saklar P11 (ruas b) dan saklar P12 (ruas c) dalam posisi ‘on’. Sedangkan Skalar Digit dipakai untuk menentukan tampilan angka mana yang dipakai, misalkan angka 1 tadi ingin ditampilkan pada tampilan puluhan jam, maka posisi skalar pada Q1. Jika posisi ‘on’ pada Saklar Digit digilir dari Q1, Q2, Q3 dan Q4 kemudian kembali ke Q1 dan seterusnya secara cepat, maka angka 1 di atas akan nampak pada semua tampilan angka! Selanjutnya, andaikan sebelum merubah posisi Saklar Digit kombinasi Skalar Ruas diatur terlebih dulu, maka angka yang tertampil dalam sistem tampilan 7 ruas ini bisa diatur dengan tepat. Dalam Gambar 1 terlihat Saklar Ruas dibentuk dengan kaki P1.0 sampai kaki P1.6 AT89C2051, sedangkan Saklar Digit dibentuk dengan sebuah transistor PNP dan sebuah tahanan yang masing-masing dikendalikan lewat kaki P3.0 sampai kaki P3.3. Proses pengaturan sistem tampilan seperti yang dibahas diatas, diatur oleh AT89C2051 lewat potongan program yang biasanya dinamakan sebagai ScanDisplay seperti berikut : ScanDisplay: MOV P1,RuasJam10 MOV P3,#%11110111 ACALL TungguSebentar ; MOV P1,RuasJam1 MOV P3,#%11111011 ACALL TungguSebentar ; MOV P1,RuasMenit10 MOV P3,#%11111101 ACALL TungguSebentar ; MOV P1,RuasMenit1 MOV P3,#%11111110 ACALL TungguSebentar SJMP ScanDisplay Potongan program di atas bisa dijelaskan sebagai berikut : RuasJam10, RuasJam1, RuasMenit10 dan RuasMenit1 merupakan variabel tempat menampung kombinasi ruas dari angka yang akan ditampilkan, isi dari variabel ini akan dirubah dibagian lain dari program sesuai dengan perubahan waktu. Isi variabel–variabel ini diumpankan langsung ke Port 1 (baris 2, 6, 10 dan 14 pada potongan program di atas), untuk mengendalikan Saklar Ruas. Saklar Digit dibentuk dengan transistor PNP, jadi untuk meng-on-kan diperlukan tegangan ‘0’ pada salah satu kaki Port 3, seperti terlihat pada baris 3, 7, 22 dan 15. Perhatikan posisi angka ‘0’ pada keempat baris itu, akan nampak ‘0’ tersebut ber-‘jalan’ dari kiri ke kanan yang setara dengan Saklar Digit bergilir ‘on’ dari Q1 sampai Q4. Tunggu Sebentar merupakan sub-rutin yang berfungsi untuk menunda waktu (delay), agar angka yang ditampilkan bisa tertahan sesaat sebelum berganti. Pada baris 17, aliran program di alihkan kembali ke baris 1, sehingga potongan program ini akan bekerja terus menerus tanpa henti menampilkan angka. Program Untuk Jam Digital Dengan AT89C2051 Jam Digital dalam proyek ini, sesungguhnya hanya berupa program. Pada dasarnya Jam Digital adalah sistem pencacah (counter) bertingkat, dimulai dari pencacah menit yang mencacah dari 0 sampai 59 dan melimpah kembali ke 0, dan pencacah jam dari 0 sampai 23 yang mencacah setiap kali ada limpahan dari pencacah menit, hal ini bisa direalisasikan dengan program berikut: JamDigital: INC Menit MOV A,Menit CJNE A,#60,Keluar MOV Menit,#0 INC JAM MOV A,Jam CJNE A,#24,Keluar MOV Jam,#0 Keluar: RET Menit dan Jam pada potongan program ini, adalah variabel yang berfungsi sebagai pencacah menit dan pencacah jam. Sub-rutin JamDigital ini akan dijalankan setiap menit sekali, sehingga perubahan nilai pada variable Menit dan variable Jam persis mencerminkan perubahan waktu. Interupsi Timer Setelah membentuk sub-rutin JamDigital di atas, persoalan berikutnya adalah bagaimana agar sub-rutin itu benar-benar bisa dijalankan satu kali setiap menit, untuk keperluan ini dipakai fasilitas timer yang dimiliki AT89C2051. Jam Digital yang dibuat selalu menjalankan program ScanDisplay terus menerus tanpa henti, dengan mengggunakan fasilitas interupsi dari timer, program ScanDisplay di atas dihentikan sebentar setiap 50 mili detik, pada saat itu AT89AT2051 menggerakan untaian pencacah 20 dan pencacah 60, pencacah 20 akan melimpah sekali per detik, dan pencacah 60 akan melimpah sekali per menit. Pada saat terjadi limpahan pencacah 60, AT89C2051 akan menjalankan sub-rutin JamDigital di atas. TimerInterrupt: MOV TL0,#-50000 MOV TH0,#>-50000/256 DJNZ Pencacah20,Terus MOV Pencacah20,#20 DJNZ Pencacah60,Terus MOV Pencacah60,#60 ACALL JamDigital Terus: RETI Baris 2 dan 3 di atas yang mempertahankan agar AT89C2051 menjalankan rutin TimerInterrupt setiap 20 mili detik, baris 4 sampai 7 merupakan untaian pencacah 20 dan pencacah 60, saat pencacah 60 melimpah pada baris 8 AT89C2051 menjalankan sub-rutin JamDigital. Agar mekanisme interupsi timer ini bisa bekerja seperti apa yang diharapkan, pada awal program ditambahkan potongan program berikut : ANL TMOD,#%11110000 ORL TMOD,#%00000001 MOV TL0,#-50000 MOV TLH,#-50000/256 SETB ET0 SETB EA SETB TR0 Baris 1 dan 2 menentukan mode kerja dari Timer 0, Baris 3 dan 4 yang menentukan agar AT89C2051 menjalankan rutin TimerInterrupt setiap 20 mili detik, baris 5 mengaktipkan interupsi Timer 0, baris 6 mengaktipkan sistem interupsi AT89C2051 dan baris 7 menjalankan Timer 0. Dari konsep rangkaian dan program jam gigital dengan AT89C2051 diatas dapat dikembangkan menjadi rangkaian elektronika lain seperti pengukur jarak dan sebagainya. Kami harap informasi tentang "Jam Digital Dengan AT89C2051" diatas dapat mengilhami kita dalam berkreasi dalam bidang elektronika.
Menghubungkan MCS51 Ke Dunia Menghubungkan MCS51 Ke Dunia Analog Dunia di luar mikrokontroler tidak semuanya hitam atau putih (nol atau satu), tapi justru lebih banyak tingkatan warna kelabu (nilai antara nol dan satu). Dengan demikian sering kali mikrokontroler harus berhubungan dengan dunia Analog, baik menerima tegangan Analog dari luar, maupun mengeluarkan tegangan Analog. Dalam dunia elektronika dikenal dua jenis rangkaian untuk menjembatani dunia Analog ke Digital, jenis pertama dikenal sebagai rangkaian konversi besaran digital ke analog (Digital Analog Converter – disingkat sebagai DAC), yang kedua adalah rangkaian konversi besaran analog ke digital (Analog Digital Converter – disingkat sebagai ADC). Dua jenis rangkaian di atas dipakai cukup luas, pabrik pembuat IC banyak membuat berbagai jenis IC ADC maupun DAC, sehingga untuk menghubungkan mikrokontroler ke dunia Analog cukup memilih salah satu chip yang sesuai dengan kebutuhan, tidak perlu repor-repot merangkai sendiri. Ketelitian DAC dan ADC tergantung pada berapa bit sinyal digital yang diharapkan, yang paling umum dipakai 8 bit sinyal digital. Dengan 8 bit sinyal digital sebuah DAC bisa membangkitkan tegangan dengan 256 tingkatan, misalkan tegangan maksimum yang bisa dibangkitkan sebesar 2,55 Volt, maka DAC ini bisa membangkitkan tegangan 0 sampai 2.55 Volt dengan tingkatan 0,01 Volt, artinya input biner bernilai $01 pada input DAC akan membangkitkan tegangan output 0,01 Volt, biner $02 membangkitkan 0,02 Volt dan seterusnya biner $FF (255) menghasilkan 2,55 Volt. Sebaliknya, tegangan 0 sampai 2,55 Volt akan di-skala oleh ADC menjadi besaran digital $00 sampai $FF (255). IC DAC yang banyak dipakai dan mudah dijumpai di pasar Indonesia adalah DAC0800 / DAC0801 / DAC0802 8-Bit Digital-to-Analog Converters, sedangkan ADC yang banyak dipakai adalah ADC0801 / ADC0802 / ADC0803 / ADC0804 / ADC0805 8-Bit Microprocessor Compatible A/D Converters, keduanya buatan National Semiconductor. Di luar IC ADC tersebut di atas, dikenal pula IC ADC dengan rangcangan khusus, yang sudah dilengkapi untuk keperluan membangun Digital Volt Meter, misalnya ICL7106/ICL7107 3 1/2-Digit A/D Converter produksi Maxim. IC semacam ini sesungguhnya merupakan ADC biasa yang dilengkapi dengan rangkaian untuk menampilkan tegangan yang diukur, keteletiannya lebih besar dari ADC 8 bit, bisa dipakai untuk mengukur tegangan 0 sampai 1,999 (hampir 11 bit). Menghubungkan MCS51 Dengan DAC0800 Gambar 1 memperlihatkan mikrokontroler AT89Cx051 yang dihubungkan ke DAC0800 buatan National Semiconductor, kapasitor C1, C2 dan Xtal 12 MHz membentuk rangkaian osilator, kapasitor C3 dan resistor R1 membentuk rangkaian reset. Besaran digital diumpankan ke B1 sampai B7 (kaki 5 sampai 12) IC DAC0800, bobot biner dari besaran digital ini dirubah menjadi besaran analog berupa arus pada IOUT (kaki 4 DAC0800) dan IOUT* (kaki 2 DAC0800), oleh IC Operational Amplifier LM741 arus tersebut dirubah menjadi tegangan. Tegangan yang dihasilkan dinyatakan dengan rumus yang tertera pada Gambar 1, selain tergantung pada bobot besaran digital yang diumpankan, tegangan ini tergantung pula pada besarnya Vref (kaki 14 DAC0800). C3 yang dipasang pada kaki 16 dan ground berguna untuk menstabilkan tegangan yang dihasilkan. DAC0800 dan LM741 memakai sumber tegangan +12 Volt dan –12 Volt, ini agak berbeda dengan tegangan yang biasa dipakai untuk rangkaian digital, agar sinyal digital bisa diterima IC DAC0800 dengan baik, DAC0800 dilengkapi kaki VLC (kaki nomor 1) untuk menyesesuaikan level tegangan berbagai jenis IC digital. Dalam data sheet DAC0800 diperlihatkan berbagai rangkaian yang harus dipasang pada kaki ini agar DAC0800 bisa dipakai untuk berbagai keluarga IC digital. Dalam rangkaian Gambar 1, DAC0800 dihubungkan ke keluarga mikrokontroler MCS51 yang bekerja pada level tegangan TTL, untuk keperluan ini kaki VLC dihubungkan ke ground. Di balik kaki-kaki B1 sampai B8 IC DAC0800 tidak dilengkapi latch untuk menampung besaran digital yang diumpankan, perubahan kombinasi sinyal digital pada kaki-kaki ini langsung mengakibatkan perubahan tegangan output. Konstruksi input DAC0800 semacam ini, mengakibatkan DAC0800 tidak bisa dihubungkan langsung ke saluran-data (data bus) sistem mikroprosesor, hubungan DAC0800 ke prosesor harus melalui port paralel. Dalam Gambar 1, DAC0800 dihubungkan ke port paralel P1 dari AT89Cx051. Menghubungkan DAC0800 ke keluarga MCS51 yang lain, misalnya AT89C51, bisa lewat port parelel P0, P1, P2 ataupun P3, tergantung pada kondisi rangkaian yang dibentuk. Instruksi untuk mengeluarkan tegangan pada rangkaian Gambar 1 sangat sederhana, cukup mamakai instruksi MOV P1,A dengan pengertian besaran analog yang ingin dibangkitkan sebelumnya sudah disimpan pada Akumulator A. Menghubungkan MCS51 Dengan ADC0804 Gambar 2 menggambarkan ADC0804 yang dihubungkan ke AT89C51, lengkap dengan rangkaian osilator yang dibentuk dengan C1, C2 dan kristal 12 MHz, dan rangkaian reset yang dibentuk dengan C3 dan R1. Catu Daya untuk ADC0804 merupakan catu daya standar bagi rangkaian digital, yakni +5 Volt. ADC0804 memerlukan sinyal denyut untuk bekerja, sinyal denyut ini bisa diumpan dari luar ADC0804, tapi bisa bisa pula dibangkitkan sendiri oleh ADC0804. Dalam Gambar 2 rangkaian denyut tersebut dibangkitkan lewat bantuan resistor R2 (terhubung pada kaki 19 dan 4) dan kapasitor C4 (terhubung antara kaki 19 dan ground). Waktu yang diperlukan konversi tegangan analog menjadi besaran digital, sekitar 64 periode dari sinyal denyut di atas, dengan demikian makin tinggi frekuensi sinyal denyut tadi makin cepat pula waktu konversi. Frekuensi sinyal denyut tersebut tidak boleh lebih dari 1460 KHz, dan umumnya cukup dipakai 640 KHz. Berlainan dengan DAC0800, ADC0804 adalah IC yang siap dihubungkan ke saluran-data sistem mikroprosesor, sehingga rangkaian dalam Gambar 2 ADC0804 dihubungkan lewat P0 yang difungsikan sebagai saluran-data. Untuk keperluan ini sinyal-sinyal pengendali ADC0804 dipilih sinyal WR* (kaki 16 AT89C51) yang dihubungkan ke WR* (kaki 3 ADC0804), sinyal RD* (kaki 17 AT89C51) yang dihubungkan ke RD* (kaki 2 ADC0804). Sinyal WR* dan RD* dari AT89C51 merupakan sinyal pengendali saluran-data, yang dipakai saat AT89C51 bekerja dengan memori-data ekternal. Sinyal INTR* (kaki 5 ADC0804) dihubungkan ke INT0* (kaki 12 AT89C51), dipakai untuk memberitahu AT89C51 saat ADC0804 sudah selesai konversi data analog. Dalam rangkaian Gambar 2, ADC0804 menunggu perintah dari AT89C51 untuk mulai melakukan konversi tegangan analog, perintah ini berupa perubahan tegangan dari ‘1’ menjadi ‘0’ pada WR* (kaki 3 ADC0809). Hal ini dilakukan dengan instruksi MOVX @R0,A, yakni perintah menuliskan data ke memori-data eksternal yang di-sinkron-kan dengan sinyal WR* (kaki 16 AT89C51) menjadi ‘0’ sesaat. Setelah menerima perintah tersebut, ADC0804 mulai melakukan konversi yang memerlukan waktu sekitar 64 periode sinyal denyut pada kaki CLK (kaki 4 ADC0804). Selesai konversi, ADC0804 me-‘nol’-kan INTR* (kaki 5 ADC0804), sinyal ini diterima AT89C51 lewat INT0* (kaki 12 AT89C51). AT89C51 menunggu sinyal INTR* dari ADC0804 dengan instruksi JB INT0,$. Berikutnya AT89C51 mengambil data hasil konversi ADC0904 dengan intruksi MOVX A,@R0. Instruksi ini merupakan instruksi untuk mengambil data dari memori-data ekternal, dalam melaksanakan instruksi ini MCS51 membuat RD* (kaki 17 AT89C51) sesaat menjadi ‘0’, sinyal ini diterima ADC0804 lewat kaki 2 yang mengakibatkan penyangga (tristate buffer) pada DB0 .. DB7 (kaki 18 sampai 11 ADC0804) mem-‘buka’, sehingga data hasil konversi ADC0804 bisa diambil AT89C51 lewat P0.0 .. P0.7. Dalam pembahasan di atas, R0 hanya sekedar dipinjam untuk melaksanakan instruksi-instruksi memori-data ekternal, MOVX A,@R0 maupun MOVX @R0,A, nilai dari R0 tidak berpengaruh, mengingat dalam rangkaian Gambar 2 pada saluran-data hanya dipasang ADC0804 saja, tidak ada peralatan digital lainnya. Program pendek untuk melakukan hal hal tersebut di atas, dengan demikian bisa dituliskan sebagai berikut : 01: ReadADC0804: 02: MOVX @R0,A 03: JB INT0,* 04: MOVX A,@R0 05: RET Semoga informasi tentang tata cara menghubungkan MCS51 ke dunia analog diatas mudah dipahami.
Klasifikasi Robot Industri Dalam klasifikasi robot industri terdapat beberapa institusi yang membuat klasifikasi robot industri ini menjadi beberapa jenis. Diantara institusi tersebut adalah Universitas Louisiana dan Japanese Industrial Robot Association (JIRA). Institusi tersebut mendefinisikan klasifikasi robot industri sebagai berikut. Klasifikasi Robot Industri Oleh Universitas Louisiana Departemen industri Universitas Louisiana memudahkan pengelompokan robot berdasarkan enam kategori yaitu: Geometri lengan (arm geometry) : berbentuk persegi, silinder bola, dan persendian. Derajat kebebasan (degree of freedom) : skala angka yang menyatakan semakin tinggi nilai kebebasan menunjukkan fleksibilitas gerak semakin bebas. Sumber tenaga: tenaga listrik, tenaga hidrolik, tenaga pneumatik Alat dan jenis gerak: robot statis, robot beroda, robot berkaki Path control: serangkaian gerak terbatas, perpindahan titik, sekuens gerak berkelanjutan, arah gerak terkontrol. Skala kecerdasan: terkontrol dan otonom. Klasifikasi Robot Industri Japanese Industrial Robot Association (JIRA) Japanese Industrial Robot Association (JIRA) mendefinsikan enam kelas robot industri sebagai berikut : Perangkat penanganan manual: robot ini memiliki derajat kebebasan yang tinggi, namun semua aksi yang dilakukan harus dikontrol operator. Rangkaian pekerjaan tetap: robot ini bertugas melakukan aksi terbatas yang ditentukan tanpa memerlukan bantuan operator, namun aksi yang dilakukan tidak dapat dirubah. Rangkaian pekerjaan terprogram: Robot ini memiliki kemiripan dengan kelas 2, kecuali aksi yang ditentukan dapat diprogram untuk tugas baru. Playback robot: Robot ini pertama dilatih untuk melakukan rangkaian operasi oleh operator, selanjutnya robot dapat melakukan aksi yang sama berulang-ulang. Robot kontrol numerik: Robot bekerja melalui suatu rangkaian operasi melalui data numerik yang diterimanya. Robot cerdas: Robot yang dapat membaca informasi dari lingkungan, dan merespon sesuai dengan keadaan dalam rangka menunaikan tugas yang ditentukan. Selain institusi diatas ada juga Robotic Institute of America yang mengklasifikasikan robot industri berdasarkan kelas yang mirip namun tidak menganggap kelas 1 dan 2 dari klasifikasi robot industri oleh JIRA diatas sebagai robot.
Pembentukan Variable secara… Pembentukan Variable secara Assembly Assembly listing merupakan salah satu hasil kerja program Assembler yang sangat berguna untuk memahami teknik pemrograman Assembler, bahasan dalam artikel ini memakai Assembly Listing untuk pemahaman pengatur Assembler ORG, .DATA, .CODE dan DS secara mendalam. Tujuan akhir penulisan program assembly adalah mengisi memori-program dengan kode-kode mesin dan data konstan, serta mengatur pemakaian memori-data. Ungkapan di atas terdengar agak aneh, tapi memang demikianlah yang terjadi, hal ini sering kurang disadari mereka yang baru dalam penulisan program assembly. Letak memori yang dipakai untuk keperluan-keperluan di atas diatur oleh penulis program assembly sepenuhnya, dengan memerhatikan perangkat keras yang dirancang, terutama menyangkut penempatan memori dalam rangkaian yang dibuat. Penempatan memori dalam rangkaian yang dibuat sering digambarkan dalam semacam tabel yang dinamakan sebagai denah memori (memory map). Origin Untuk menentukan letak program atau data dalam memori, program Assembler mempunyai perintah pengatur program Assembler (assembler dirictive) yang dikenal sebagai ORG - singkatan dari Origin. ORG merupakan perintah dengan sebuah Operand yang dipakai untuk menyatakan nomor awal memori yang akan dipakai dalam perintah baris-baris berikutnya. Nomor memori berikutnya akan naik terus sesuai dengan pemakaian memori, sampai suatu saat dijumpai perintah ORG lain, maka nomor memori yang dipakai akan berubah sesuai dengan nilai operand perintah ORG baru. Seperti yang diulas di atas, ada dua macam memori yang perlu di atur, yaitu memori-program dan memori-data, jelas pengaturan kedua macam memori itu dilakukan secara terpisah, artinya perintah ORG yang diberikan untuk memori-program dipakai untuk menentukan alamat memori-program, dan nilai ini jelas berlainan dengan nilai ORG yang diberikan untuk memori-data. Memori-program dan Memori-data Program Assembler dilengkapi pengatur program Assembler (assembler dirictive) untuk membedakan memori yang dipakai adalah memori-program atau memori-data, tapi perintah yang dipakai tidak seragam, artinya masing-masing program Assembler mempunyai perintah tersendiri meskipun akhirnya bermaksud sama. Misalkan dalam ALDS .data (tulisan data yang didahului dengan tanda titik) untuk menentukan baris-baris berikutnya adalah memori-data, sedangkan untuk menentukan memori-program dipakai perintah .code (tulisan code yang didahului dengan tanda titik). Dalam program Assembler lain ada yang menggantikan kedua perintah tadi dengan dseg dan cseg. Dalam dunia mikrokontroler yang dimaksud dengan memori-program adalah memori yang isinya tidak berubah meskipun sumber daya rangkaian hilang, untuk itu biasanya dipakai memori jenis EPROM sebagai memori-program. Kini banyak dipakai Flash PEROM sebagai memori-program, seperti dalam mikrokontroler buatan Atmel (baik dari keluarga MCS51 maupun keluarga AVR). File program-obyek hasil kerja program Assembler yang disimpan dalam file *.HEX, berisikan kode-kode mesin yang nantinya diisikan ke memori-program dengan alat yang dinamakan sebagai EPROM/PEROM Programmer. Segala susuatu yang ditulis pada bagian .code (cseg) akan disimpan ke dalam file *.HEX. Sedangkan memori-data adalah memori yang isinya bisa berganti-ganti, memori-data diberi nilai awal oleh program saat sistem mulai bekerja, dan nilai yang disimpan di dalam memori-data akan berubah sesuai dengan keadaan kerja dari alat. Dengan demikian dalam program-obyek tidak terdapat kode-kode untuk memori-data, atau segala susuatu yang ditulis pada bagian .data (dseg) tidak akan disimpan ke dalam file *.HEX. Pengertian Variable Variabel merupakan suatu tempat yang diperlukan untuk menyimpan data. Saat program bekerja sering-sering perlu menyimpan dulu beberapa nilai yang akan dipakai lagi pada kesempatan lain. Variabel ini bisa ditempatkan dalam register-register di dalam mikrokontroler, sepanjang data yang harus disimpan tidak banyak dan masih ada register dalam mikrokontroler yang belum terpakai untuk keperluan lain. Jadi pemakaian register untuk menempatkan variabel, sangat tergantung pada jenis mikrokontroler yang dipakai. Mikrokontroler keluarga MCS51 mempunyai 8 register serba guna (R0..R7), register R0 dan R1 mempunyai kegunaan lebih dibanding dengan register lainnnya, yakni kedua register ini bisa dipakai untuk mengalamati memori-data internal, sehingga biasanya yang dipakai sebagai penampung variable hanyalah R2..R7 kalau memang 6 buah register tersebut tidak dipakai untuk keperluan lain. Di samping itu masih pula ada register B yang bisa dipakai, karena register B ini hanya diperlukan untuk instruksi MUL AB dan DIV AB, sepanjang 2 instruksi itu tidak dipakai, register B adalah tempat yang baik sekali untuk menampung variabel. Mikrokontroler ciptaan Atmel yang baru, AVR, mempunyai register serba guna sebanyak 32, meskipun beberapa register mempunyai kegunaan khusus, tapi biasanya register sebanyak itu cukup dipakai untuk menempatkan variabel. Memakai register-register tersebut di atas untuk tempat penyimpanan variable tidak diperlukan cara-cara khusus, dalam penulisan program cukup diingat saja masing-masing register dipakai untuk keperluan apa. Kalau register-register mikrokontroler sudah tidak cukup lagi untuk menempatkan variable, maka viariabel ditempatkan dalam memori-data. Untuk keperluan ini diperlukan teknik-teknik penulisan program assembly. Apa yang ada di dalam memori-data tidak akan ditempatkan di dalam file program-obyek, maka sesungguhnya yang dilakukan program-sumber assembly pada memori-data hanyalah sekedar mengatur pemakaian memori-data, tidak sampai perlu membangkitkan kode-kode. Perintah untuk pengaturan memori-data hanya satu, yakni DS – singkatan dari Define Storage, yakni permintaan pada program Assembler agar mengalokasikai memori-data sebanyak sekian byte, seperti yang disebutkan dalam operand. Mengatur pemakaian Memori-data Catatan : agar pembahasan dalam artikel ini lebih mudah diterima, Assembly Listing 1 sedikit dimodifikasi, yakni pada bagian paling kiri diberi nomor baris (01 sampai 29), Assembly Listing yang asli tidak ada nomor baris seperti ini. Baris 01 pada Assembly Listing 1, berisikan perintah untuk assembler .data, perintah ini mengakibatkan baris-baris berikutnya sampai baris perintah .code (baris nomor 12) ditempatkan pada memori-data. Artinya variabel-variabel Detik, Menit, Jam, Jarak, Kecepatan, Penampung berada di memori-data. Variabel-variabel tersebut tidak akan diseimpan dalam file program obyek *.HEX. Setelah perintah .code baris 12 sampai baris terakhir, memori yang dipakai adalah memori-program, apa yang terdapat dalam baris-baris ini akan disimpan sebagai kode-kode dalam file program-obyek *.HEX. ORG 20H pada baris 02 menyatakan baris-baris berikutnya akan ditempatkan mulai memori nomor 20h, dengan demikian kombinasi dari baris 01 dan 02 akan mempunyai arti baris-baris berikutnya ditempatkan di memori-data mulai nomor 20h. Perhatikan 4 angka heksadesimal setelah nomor baris 01: dan seterusnya. Pada baris 01 angka heksadesimal ini bernilai 0000, maksudnya saat itu program Assembler siap pada memori nomor 0000, nomor ini adalah nomor awal yang secara otomatis dipakai oleh program Assembler kalau tidak diberi perintah ORG. Pada baris 02: nomor memori merubah menjadi 0020, ini sesuai dengan perintah yang diberikan pada baris 02:, yaitu ORG 20h. Perintah DS dipakai untuk mengalokasikan memori, banyaknya memori yang dialokasikan ditulis pada bagian operand. Baris 03 mengalokasikan 1 byte memori untuk menempatkan variable yang diberi nama Detik (cukup dialokasikan sebanyak 1 byte, karena nilai detik hanya akan berkisar antara 00 sampai 59), Baris 04 mengalokasikan 1 byte memori untuk menempatkan variable yang diberi nama Menit dan Baris 05 mengalokasikan 1 byte untuk Jam. Seperti terlihat dalam 3 baris tersebut, nama variabel (Detik, Menit atau Jam) merupakan Symbol, yang namanya ditulis mulai dari huruf pertama baris bersangkutan. Pengertian alokasi memori ini akan menjadi jelas dengan mempelajari Assembly secara rinci. Variabel Detik ditulis pada baris 03 yakni satu baris di bawah ORG 20h, dengan demikian variabel Detik ditempatkan pada memori nomor 0020h (angka 0020 setelah tulisan 03: ). Memori yang dialokasikan untuk Detik sebanyak 1 byte, dengan demikian memori berikutnya yang bisa dipakai adalah memori nomor 0021h. Hal ini nampak jelas pada baris 04:, variabel Menit ditempatkan pada memori nomor 0021h (angka 0021 setelah tulisan 04:), variable ini menempati 1 byte, sehingga variable yang ditentukan (Jam) berikutnya ditempatkan pada memori nomor 0022h (baris 05). Perintah ORG 1000h pada baris 06 mengakibatkan memori berikutnya yang akan dipakai dimulai dari nomor 1000h, hal ini nampak variabel Jarak pada baris 07 ditempatkan pada memori nomor 1000h (angka 1000 setelah tulisan 07:). 2 byte dialokasikan untuk Jarak yang akan menempati memori nomor 1000h dan 1001h, sehingga variabel Kecepatan ditempatkan di nomor 1002h dan 1003h (angka 1002 setelah tulisan 08:). Variabel Penampung (baris 09) dimulai dari memori nomor 1004h, dialokasikan 10h (10 heksadesimal atau 16 desimal) untuk variabel Penampung, sehingga variable berikutnya (MemoriBebas pada baris 10: ) dimulai dari memori nomor 1014h. Untuk pemahaman yang lebih baik, bacalah secara teliti komentar-komentar yang tertulis dalam baris-baris Assembly Listing 1. Jenis-jenis Variabel Memori-data MCS51 dibagi menjadi 2 macam, yakni memori-data internal yang ditempatkan di dalam chip mikrokontroler yang diberi nomor 00h sampai 7Fh, dan memori-data eksternal yang bisa ditambahkan di luar chip MCS51 yang diberi nomor 0000h sampai 0FFFFh. Dalam penulisan program-sumber assembly, penempatan 2 jenis memori ini tidak ada perbedaannya, hanya saja harus diingat memori-data internal nomornya tidak boleh lebih besar dari 7Fh. Meskpun demikian pemakaian dua jenis memori-data ini dibedakan dengan instruksi-instruksi yang berlainan. ORG 20h pada baris 02 dimaksud bahwa memori-data yang dipakai adalah memori-data internal, dan ORG 1000h pada baris 06 dimaksud bahwa memori-data yang dipakai adalah memori-data eksternal. Baris 18; 19 dan 20 memperlihatkan contoh mengisi memori-data internal, dan baris-barisnya berikutnya merupakan cara mengisi memori-data eksternal. Perintah .CODE pada baris 12 menyatakan bahwa perintah pada baris-baris berikutnya ditempatkan pada memori-program yang dimulai pada memori nomor 0000h (baris 13 – ORG 0). Perintah pada baris 14 adalah LJMP Start, yakni hanya bermaksud mengalihkan program yang harus dikerjakan pada Start: yang berada di memori-program nomor 1000h karena perintah ORG 1000h pada baris 1000h. Instruksi MOV merupakan perintah yang dipakai mengisi memori-data internal. Pengisian ini bisa dilakukan secara langsung dengan cara menyebut nama memori yang dikehendaki (dalam hal ini adalah Detik, Menit dan Jam), nilai yang diisikan ke memori-data internal tersebut adalah bilangan konstan 0 (dituliskan sebagai #0). Pengisian memori-data eksternal, hanya bisa dilakukan dengan bantuan DPTR, yakni memakai instruksi MOVX @DPTR,A. Untuk memakai instruksi ini sebelumnya DPTR harus diisi dengan nomor memori-data eksternal yang dimaksud, baris 22: MOV DPTR,#Jarak. Seperti terlihat pada baris 07, variabel Jarak menempatan memori nomor 1000h (angka 1000 setelah tulisan 07: ), pada baris 22: nomor memori 1000h ini diisikan ke DPTR (22: 1009 90 10 00, kode-kode ini bisa diartikan dengan : 90 artinya isilah DPTR dengan bilangan 2 byte berikutnya, yakni bilangan 10 00 yang artinya 1000h) Potongan program pada baris 22 sampai 28 bermaksud mengisi variable Jarak, Kecepatan dan Penampung, 3 variable ini menempati memori sebagai 14h byte, banyaknya memori ini bisa dihitung dengan bantuan assembler seperti terlihat pada baris 23: MOV R7,#MemoriBebas-Jarak. Dalam hal operand berupa sebuah persamaan, maka Assembler akan menghitung dulu nilai persamaan ini dan hasilnya yang dijadikan program-obyek Dalam hal nilai MemoriBebas adalah 1014h (angka 1014 di belakang nomor baris 10: ), nilai Jarak adalah 1000h (angka 1000 di belakang nomor baris 7: ), hasil pengurangan 2 nilai tadi sebesar 14h dan dijadikan program-obyek dalam baris 23: 100C 7F 14 (kode-kode ini bisa diartikan dengan : 7F artinya isilah R7 dengan bilangan 1 byte berikutnya, yakni bilangan 14 yang merupakan hasil perhitungan operand di atas) Kami harap informasi tentang "Pembentukan Variable secara Assembly" diatas dapat menambah wawasan kita dalam belajar pemrograman mikrokontroler.
Detektor Medan Magnet… Detektor magnet dapat dibuat dengan beberapa metode dan komponen, salah satu sensor yang dapat digunakan untuk mendeteksi adanya medan magnet adalah fluxgate magnetometer. Fluxgate magnetormeter (FGM) merupakan sebuah sensor medan magnet dengan 3 pin yang mudah diaplikasikan. Sensor medan magnet fluxgate magnetometer (FGM) ini bekerja dengan sumber tegangan 5 volt DC dan mudah diaplikasikan dalam beberapa rangkaian. Sensor fluxgate magnetometer ini merupakan sensor kuat medan magnet yang mengukur kuat-lemahnya medan magnet secara absolut. Konstruksi dan penggunaannya juga sangat sederhana, tidak seperti rangkaian detektor medan dengan teknik BFO (Beat Frequency Oscilator). Rangkaian detektor medan magnet dengan menggunakan fluxgate magnetometer (FGM), yang selanjutnya disebut dengan fluxgate, sangat sederhana dan mudah dalam pengaplikasian dan konstruksinya. Selain itu alat ini berukuran kecil, mudah dibawa kemana-mana tanpa menampakkan bahwa alat ini adalah detektor medan magnet. Blok Diagram Detektor Medan Magnet dengan Menggunakan Fluxgate Fluxgate Magnetometer Komponen ini merupakan salah satu kompnen yang dapat mendeteksi kuat medan magnet selain komponen hall effect sensor. Pemakaian fluxgate sedikit berbeda dengan pemakaian pada hall effect sensor karena yang dioutputkan oleh komponen fluxgate adalah berupa pulsa-pulsa kotak 0 – 5volt dengan frekuensi tertentu yang berkaitan dengan polaritas dan kuat medan magnet yang diterima oleh fluxgate. Dengan bentuk output seperti ini maka output fluxgate dapat langsung diumpankan pada gerbang logika (TTL) karena outputnya sudah pada level TTL. Teknik yang digunakan untuk mengalikasikan fluxgate hampir sama dengan teknik BFO. Frekuensi output untuk fluxgate pada kondisi normal (tanpa pengaruh medan magnet) adalah pada 64.736KHz. Sinyal dengan frekuensi ini harus diturunkan dulu menjadi sekitar 32.368KHz agar ketika dicampur dengan sinyal referensi akan terbentuk sinyal dengan frekuensi yang dapat didengarkan oleh indera penderngar manusia. Untuk membagi 2 frekuensi output dari fluxgate digunakan komponen digital D flip-flop yaitu MC4013. Pada MC4013 ini terdiri dari dua buah D flip-flop dimana salah satunya digunakan sebagai mixer dari osilator yang dibentuk dari IC opamp U2, TL081. Frekuensi output sinyal osilator ini pada 32.768KHz diumpankan pada input clock2 D flip-flop. Konfigurasi ini secara tidak langsung membentuk rangkaian mixer secara digital. Output dari Q2 merupakan level digital yang mempunyai variasi frekuensi cukup baik dan dapat di dengar perubahannya. Frekuensi output Q2 berkisar pada frekuensi 100Hz. Rangkaian Lengkap Detektor Medan Magnet Dengan Fluxgate Magnetometer (FGM) Resistor R3 berfungsi untuk menghasilkan negative feedback yang cukup kecil sedangkan R4 akan membatasi arus output opamp yang mengalir menuju kristal agar kristal bekerja pada daerah operasi yang baik. Rangkaian R5 dan C6 akan membentuk sebuah LPF orde satu untuk menapis sinyal dengan frekuensi tinggi sebelum sinyal ini dikuatkan lagi untuk akhirnya diumpankan pada sebuah speaker. Kuat-lemahnya bunyi ditentukan oleh besar-kecilnya nilai resistor R6. Apabila volume suara masih kurang keras maka nilai resistor R6 dapat diturunkan sampai didapatkan volume suara yang dinginkan. Selanjutnya rangkaian dioda D1, D2, C10 dan C12 akan membentuk sebuah rangakaian charge pump sederhana yang nantinya akan men-drive led. Rangkaian charge pump ini akan bekerja jika level output dari TL082 (U3) pada level yang cukup tinggi sehingga led akan tampak berkedip jika sensor mendapatkan medan magnet yang cukup kuat. Pengaturan nilai R5 dan C6 yang merupakan LPF ini sangat berperan dalam penentuan waktu penyalaan led. Dengan kata lain led akan menyala setelah didapatkan medan magnet dengan kekuatan tertentu. Semakin kuat medn magnet yang diukur oleh fluxgate maka semakin tinggi pula output frekuensinya sehingga pada akhirnya semakin tinggi pula frekuensi sinyal yang lewat pada rangkaian LPF tersebut. Sehingga nilai C6 dan R5 harus dibuat sedemikian rupa sehingga pada kuat medan magnet tertentu akan menyalakan led. Tetapi dengan nilai R5 dan C6 pada skematik sudah cukup untuk kondisi pada umumnya. Secara keseluruhan rangkaian detektor medan magnet ini tidak jauh berbeda dengan detektor medan magnet yang lain namun pada rangkaian ini, sensor yang digunakan mempunyai karakteristik yang berbeda dan menarik untuk dipelajari dan diaplikasikan. Selain itu konstruksi sensor medan magnet yang digunakan (Fluxgate Magnetometer) sangat sederhana dan mudah pasang, cukup dengan menyambungkan 3 buah kabel saja antara rangkaian kontrol dengan sensor medan magnet fluxgate magnetometer.

"Referensi Belajar Elektronika Online"

Belajar Elektronika

Cara Belajar Elektronika

Belajar Elektronika Secara Otodidak

Belajar Elektronika Secara Sistematis

Belajar Elektronika Online

Belajar Elektronika Offline

Buku Elektronika

Modul Belajar Elektronika

Konsentrasi Teknik Elektronika

You may also like, related Belajar Elektronika

Advertisement

Artikel Elektronika

Advertisement

Query Elektronika

Advertisement