Home » Referensi Elektronika » Elektronika Robotika » Klasifikasi Robot Berdasarkan Kemampuan Gerak

Klasifikasi Robot Berdasarkan Kemampuan Gerak

Wednesday, February 14th, 2024 - Elektronika Robotika

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.

Title : Klasifikasi Robot Berdasarkan Kemampuan Gerak
Archive : Elektronika Robotika

You may also like, related Klasifikasi Robot Berdasarkan Kemampuan Gerak

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.
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.
Remote Sensor Untuk PLC Remote Sensor Untuk PLC Menggunakan Mikrokontroler Dalam instalasi sebuah pabrik, sering dijumpai ada banyak sensor yang letaknya berjauhan dengan PLC induk, hal ini diselesaikan dengan memakai input module yang dilengkapi sarana komunikasi yang harganya cukup mahal, alat ini dipakai untuk ‘mendekatkan’ sensor-sensor tersebut dengan maksud menekan biaya. Meskipun masalahnya hanya sekedar mengirimkan keadaan on/off dari sensor, tapi karena informasi itu harus diteruskan dalam jarak yang cukup jauh, sering-sering sampai sejauh ratusan meter dan dilakukan di pabrik yang secara kelistrikan merupakan lingkungan yang sangat ‘kotor’, perancangan alat semacam ini memerlukan perhatikan khusus. Hal pertama yang harus dipersiapkan adalah metode pengiriman sinyal, harus diusahakan agar sinyal bisa sampai tujuan dengan benar, dan yang lebih penting lagi gangguan yang diterima sepanjang perjalanan tidak sampai dianggap sebagai sinyal! Untuk tujuan ini salauran untuk mengirim sinyal harus dipersiapkan secara baik dan memerlukan beaya tidak sedikit. Karena pertimbangan beaya inilah, sinyal sensor ditransmisikan dalam bentuk data seri, sehingga dengan satu saluran bisa dipakai untuk mengirim keadaan on/off dari beberapa sensor sekali gus. Di samping itu keadaan lingkungan yang ‘kotor’ sangat potensial mengganggu kinerja peralatan elektronik, khususnya peralatan elektronik digital. Gangguan listrik ‘kotor’ tersebut biasanya merambah alat lebih sistem catu daya, sehingga catu daya alat semacam ini harus dirancang cukup baik. Dengan pertimbangan-pertimbangan di atas, Remote Sensor untuk PLC ini dibangun dengan menggunakan AT89C2051, terutama mendayagunakan UART yang dimilikinya untuk transmisi data seri. Dipakai saluran 20 mA Current Loop sebagai saluran transimisi data seri, meskipun saluran ini termasuk kuno tapi saluran ini sangat handal terhadap ganguan listrik. Saluran 20 mA Current Loop Saluran 20 mA Current Loop (saluran arus 20 mA) asalnya dipakai menyalurkan sinyal telex semasa mesin telex masih merupakan mesin mekanis murni sebelum awal tahun 1960-an, waktu itu dipakai arus sebesar 60 mA dipakai untuk menghidup/matikan relay dalam mesin itu. Saluran ini bisa dipakai dalam jarak yang sangat jauh sampai puluhan kilometer dengan kecepatan transmisi telex yang sangat rendah, hanya 50 Baud. Pada tahun 1962 mesin Teletype Model ASR33 mulai memakai saluran arus 20 mA yang menjadi standard sampai sekarang. Dalam perkembangannya, kini arus sebesar 20 mA itu tidak dipakai untuk menghidup/matikan relay, tapi untuk menyala/padamkan LED dalam opto-coupler. Saluran arus 20 mA ini bisa dipakai menyalurkan data sampai sejauh 3000 feet dengan kecepatan 19200 Baud, tapi bisa dipakai untuk jarak yang lebih jauh lagi kalau kecepatan transmisinya diturunkan. Gambar 1 memperlihatkan rangkaian dasar saluran arus 20 mA, dalam gambar ini bagian Pengirim disebelah kiri dan bagian Penerima di bagian kanan terletak didua tempat berlainan yang jaraknya jauh, dan catu daya bagian Pengirim sama sekali terpisah dengan catu daya bagian Penerima (digambarkan dengan simbol ground yang berlainan). IC Voltage Regulator LM317 dengan tahanan 56 Ohm membentuk sebuah rangkaian sumber arus 20 mA, transistor NPN dipakai sebagai saklar pemutus arus, dan opto-coupler 4N31 sebagai detektor arus. Jika Data Seri di bagian penerima = ‘1’, transistor NPN yang berfungsi sebagai saklar arus akan mengalirkan arus dari LM317 ke ground melalui LED dalam 4N31 yang berada di bagian penerima. Arus ini akan menyalakan LED dalam 4N31 dan akibatnya transistor dalam 4N31 mengalirkan arus dari Vcc dan membuat Data Serti di bagian penerima menjadi ‘1’ pula. Jika Data Seri di bagian Pengirim =’0’, arus dari LM317 tidak disalurkan melalui 4N31, akibatnya Data Seri di bagian penerima juga menjadi ‘0’. Bisa dibayangkan, sebesar-besaran gangguan listrik yang diterima oleh saluran arus ini, hampir tidak mungkin bisa membangkitkan arus yang cukup besar yang sampai bisa mengganggu nyala/padam LED dalam 4N31. Disinilah letak kekebalan saluran arus 20 mA terhadap gangguan listrik yang diterima sepanjang perjalanan saluran. Untuk menghemat beaya, IC LM317 dan resistor 56 Ohm bisa digantikan dengan tahanan sekitar 500 Ohm. Tapi harus diperhatikan, makin panjang saluran nilai resistandi (tahanan) dari kabel akan makin besar pula. Sistem Catu Daya ‘Kotoran listrik’ yang mengganggu peralatan elektronik seperti yang disebutkan di atas, dalam literatur disebut dengan istilah yang berlainan, ada yang menyebut sebagai ‘Surge Voltage’; ‘Switching Transients’ atau ‘electrical overstress’, dalam artikel ini disebut sebagai ‘tegangan kejut’. Sumber dari tegangan kejut ini bisa berasal dari alam maupun dari peralatan listrik yang ‘berisik’. Yang berasal dari alam adalah tegangan kejut yang diakibatkan oleh petir, tegangan kejut semacam ini sangat kuat dan paling merusak, pada musim hujan banyak modem menjadi rusak karena induksi petir pada saluran kabel telekom. Tegangan kejut yang sifatnya sesaat, selalu ditimbulkan pada saat aliran arus listrik terputus, makin besar arus tersebut makin besar pula tegangan kejut yang terjadi. Pada rangkaian-rangkaian yang bersifat induktip, (misalnya motor listrik, relay, tranfo) saat arus terputus, medan maknit pada kumparannya yang mendadak hilang akan mengakibatkan tegangan lawan sebagai ujud dari pelepasan enerji yang tersimpan di dalam kumparan. Amplitudo tegangan semacam ini bisa sangat besar, meskipun waktu terjadinya sangat pendek. Di arena pabrik yang penuh dengan mesin-mesin listrik dengan daya besar, ‘kotoran listrik’ sangat mengganggu kinerja peralatan elektronik, karena ‘kotoran listrik’ ini masuknya lebih sitem catu daya, maka rangkaian catu daya yang peralatan elektronik yang dipakai dilingkungan pabrik biasanya dirancang dengan filter-filter yang cukup baik, dengan maksud untuk menangkal ‘tegangan kejut’. Gambar 2 memperlihatkan contoh rangkaian catu daya yang dilengkapi dengan filter penangkal tegangan kejut. Rangkaian ini tidak jauh berbeda dengan rangkaian catu daya pada umumnya, hanya saja dibagian perata tegangan ditambahkan induktor L1 dan L2 sebagai penangkal tegangan kejut. Induktor ini dibuat dengan melilitkan berapa kali kabel email diameter 0,5 – 1 mm pada cicin ferit yang banyak dijual dipasar. Kalau perlu kabel yang menghubungkan jala-jala listrik dengan primer trafo dililitkan dulu ke cincin ferit, dan antara kedua ujung gulungan primer trafo diparalelkan sebuah Metal Oxide Varistor. Rangkaian Remote Sensor Untuk PLC Dengan Mikrokontroler AT89C2051 Sistem Remote Sensor dibentuk dengan dua bagian yang rangkaiannya persis sama, seperti rangkaian di Gambar 3. Meskipun rangkaian kedua bagian itu sama persis, tapi program yang diisikan dalam Flash PEROM berlainan, sehingga yang satu akan berfungsi sebagai pengirim dan satu lagi sebagai penerima. Kedua bagian dihubungkan lewat konektor JP2, yakni kaki nomor 1 dari Pengirim dihubungkan ke kaki nomor 3 dari Penerima, kaki nomor 2 Pengirim ke kaki nomor 4 Penerima, sebaliknya kaki nomor 1 dan 2 dari Penerima dihubungkan ke kaki nomor 3 dan 4 Pengirim, seperti digambarkan dalam Gambar 4. Di bagian Pengirim, konektor JP1 dihubungkan ke 8 buah sensor, keadaan on/off dari masing-masing sensor setelah dibaca oleh AT89C2051 lewat Port 1 (P1.0..P1.7) diubah menjadi data seri dan dikirim lewat TxD (kaki P3.1). Arus dari sumber tegangan 12 Volt mengalir melalui resistor R1 menuju ke LED dalam 4N31 yang ada di bagian Penerima lewat kaki nomor 1 JP2, kembali dari bagian Penerima arus diterima dikaki nomor2 JP2 dan dialirkan ke ground oleh saklar arus Q1. Data seri dari AT89C2051 dipakai untuk mengatur saklar arus Q1 (transistor NPN). LED D1 dipakai sebagai indikator yang menyatakan Pengirim bekerja dengan baik, untuk keperluan tersebut nyala dari LED dikedipkan lewat kaki P3.4 AT89C2051 sekali dalam satu detik, dengan demikian kalau sampai Pengirim terkena ganggung ‘kotoran listrik’, maka LED D1 tidak akan bisa berkedip lagi. Pengirimkan data seri tidak dilakukan terus menerus, tapi hanya dilakukan kalau Penerima meminta kiriman data. Permintaan pengiriman data bagian Penerima dikirimkan sebagai data seri yang diterima bagian Pengirim lewat RxD (kaki P3.0) melalui saluran arus 20 mA, mekanisme kerja saluran arus 20 mA persis sama dengan yang dibahas di atas, hanya saja arahnya terbalik. Timer 0 yang ada di dalam AT89C2051 dipakai untuk mengatur agar sekali dalam satu detik bagian Penerima mengirimkan permintaan agar bagian Pengirim mengirimkan data Sensor. Setelah menerima data dari bagian Pengirim, data tersebut diumpakan ke Port 1 (kaki P1.0..P1.7) yang selanjutnya akan diterima oleh PLC lewat konektor JP1. Dalam hal bagian Pengirim tidak bekerja dengan baik karena gangguan listrik, ataupun karena kabel penghubung bagian Pengirim dan bagian Penerima terputus, maka detik berikutnya setelah meminta data, bagian Penerima data belum juga menerima kiriman. Hal ini mengindikasikan terjadinya kesalahan pada sistem, dan LED D1 di bagian Penerima akan berhenti berkedip. Penggunaan remote sensor untuk PLC ini dapat ditemui pada pabrik dengan sistem PLC induk yang berjauhan dari ruang operator.
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.
Membuat Alarm Cahaya Untuk… Rangkaian alarm cahaya ini berfungsi untuk memberikan indikator berupa suara apabila tempat penyimpanan terbuka. Rangkaian alarm cahaya ini dibuat dan diperuntukan pada tempat penyimpanan barang berharga seperti brankas. Rangkaian alarm cahaya ini sangat sederhana namun mempunyai kemampuan yang cukup baik dalam memberikan indikator terbukanya lemari/laci yang seharusnya tertutup. Alarm cahaya ini aktif ketika mendapat cahaya. Rangkaian Lengkap Alarm Cahaya Untuk Tempan Penyimpanan Rangkaian alarm cahaya ini cara kerjanya sangat mudah dan pembuatannya juga tidak terlalu rumit, sederhana. Dari namanya sudah dapat diketahui bahwa alarm ini akan bekerja ketika terdeteksi adanya cahaya. Dengan fungsi tersebut maka rangkaian in dapat digunakan sebagai alarm pencuri atau alarm terbukanya lemari/laci yang seharusnya tertutup. Sistem Alarm Cahaya Untuk Tempan Penyimpanan Alarm ini dikatifkan ketika adanya cahaya yang datang pada sensor dengan taraf keterangan tertentu. Pengaturan taraf terang – redup ini dapat dilakukan dengan mengatur potensiometer R12. Sistem ini mempunyai 2 keunggulan yaitu dilengkapi dengan waktu tunda pengaktifan alarm, pengaturan bunyi buzzer dan detektor baterai. Rangkaian Tunda Pada Alarm Cahaya Untuk Penyimpanan Rangkaian alarm cahaya ini menggunakan sumber tenaga berupa baterai 9V agar dapat dibawa-bawa, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk diberikan sumber tenaga dari sebuah power suplai 12V. Rangkaian pada gambar 1 merupakan bagian dari rangkaian lengkap alarm cahaya. Pada gambar 1 merupakan rangkaian yang menunda aktifnya alarm ketika tombol SW1 di ‘ON’-kan/di tekan. Dengan adanya rangkaian ini maka memungkinkan user untuk meletakkan alarm ini di dalam sebuah lemari/laci sebelum alarm aktif. Rangkaian in dibentuk dari rangkaian C1, R1, R2, Q1 dan D1. Pada saat tombol SW1 maka kapasitor C1 akan mengisi muatan melalui R1 sehingga tegangan basis menjadi turun mendekati 0 volt. Kondisi ini akan menyebabkan transistor Q1 akan aktif dan memaksa tegangan di pin 1 IC 1A akan high. IC 1 merupakan gerbang inverter dengan schimtt trigger sebanya 6 buah. IC in merupakan IC CMOS sehingga tegangan suplainya maksimal adalah 18 volt sehingga dengan tegangan suplai saat ini (9 V dari baterai atau 12V dari power suplai eksternal) masih dapat bekerja dengan baik. Kondisi pin 1 pada IC1 yang high ini akan menyebabkan berapapun tegangan yang dihasilkan oleh pembagian tegangan R3, R12 dan R11 (LDR) tidak berubah yaitu mendekati 5 volt. Beberapa saat setelah muatan kapasitor telah penuh maka tegangan basis Q1 sudah cukup untuk membuat Q1 untuk OFF sehingga tegangan di pin 1 benar-benar dikendalikan oleh pembagian tegangan antara R3, R12 (potensiometer) dan R11 (LDR). Jadi ketika Q1 ON maka tegangan di titik pin 1 IC1 akan ditahan tetap sekitar 5 volt dan tegangan pembagian antara R3, R11, dan R12 akan diabaikan. Sebaliknya ketika Q1 OFF maka tegangan di titik pin 1 IC1 akan ditentukan oleh pembagian tegangan antara ketiga tahanan tersebut. Oleh sebab itu ketika Q1 ON maka apa pun kondisi cahaya lampu (terang/redup) tidak akan mempengaruhi sistem sehingga buzzer akan selalu OFF. Jika diperlukan waktu tunda yang lebih lama maka nilai kapasitor C1 dapat diganti dengan yang sedikit lebih besar. Semakin besar nilai kapasitor C1 akan menyebabkan waktu tunda keaktifan sistem akan semakin lama. Rangkaian Schmitt Trigger dan Pewaktu Buzzer Pada Alarm Cahaya Untuk Penyimpanan Rangkaian yang paling depan pada gambar 2 merupakan rangkaian untuk menentukan logika dari suatu keadaan terang gelap cahaya. Dengan digunakannya inverter dengan schmitt trigger akan mencegah trigger yang tidak diinginkan. LDR merupakan komponen yang mempunyai karakteristik dimana nilai resistansinya yang tinggi ketika tidak terkena cahaya tetapi nilai resistansinya akan turun dengan drastis ketika LDR terkena cahaya. Besarnya penurunan nilai resistansi LDR juga dipengaruhi oleh intensitas cahaya yang masuk ke LDR, semakin tinggi intensitas cahayanya maka semakin rendah pula nilai resistansinya. Ketika Q1 OFF dan dalam kondisi gelap maka tegangan di pin 1 IC1 akan dihasilkan dari pembagian tegangan antara R3, R11 dan R12 akan menghasilkan tegangan yang cukup tinggi, cukup untuk dianggap logika high oleh gerbang inverter. Sedangkan sebaliknya ketika dalam kondisi terang maka tegangan di pin 1 akan cukup rendah karena nilai resistansi LDR yang turun drastis. Nilai tegangan ini bervariasi berdasarkan tingkat terang-redupnya cahaya yang masuk ke LDR. Kondisi ini dapat menimbulkan trigger yang berulang-ulang sehingga untuk menghindari trigger seperti ini digunakan gerbang dengan schmitt trigger, dalam sistem ini digunakan gerbang inverter. Dasar pemilihannya adalah karena murah dan di dalam satu kemasan terdapat 6 gerbang. Output dari inverter IC1a sudah berupa logika dan dapat diumpakan langsung ke buzzer. Namun, pada gambar 2, di depan IC1a ditambahkan rangkaian yang berfungsi untuk mengatur cara/lama bunyi dari buzzer. Ketika output dari gerbang IC1a high maka melalui R4 dan C4 (LPF filter) akan men-drive IC1b sehingga outputnya menjadi low dan menyebabkan kapasitor C6 mengosongkan muatan. Kondisi ini akan menyebabkan tegangan di pin 5 IC1C akan low untuk selang beberapa waktu (selama kapasitor C6 dis-charge) dan memberikan output high ke basis transistor Q2. Aktifnya transistor Q2 ini akan menyebabkan buzzer menyala. Sesaat kemudian (setelah kapasitor C6 dis-charge) kapasitor C6 akan melakukan pengisian ulang dan kemudian tegangan di pin 5 IC1c akan naik kembali dari menghasilkan output low pada basis transistor Q2, buzzer mati. Jadi lama buzzer aktif ditentukan dari lama waktu dis-charge – charge kapasitor C6 dan R6. Tetapi jika diinginkan buzzer tetap aktif selamanya sampai SW1 OFF maka jumper JP3 dapat disambungkan. JP3 yang tersambung akan memaksa tegangan diinput pin 3 IC1b akan low sehingga buzzer akan berbunyi terus walaupun LDR sudah tidak terkena cahaya lagi. Buzzer akan mati setalh tombol SW1 OFF. Sebaliknya ketika jumper JP3 ini tidak dihubungkan maka buzzer akan berbunyi hanya ketika LDR terkena cahaya. Setelah LDR tidak terkena cahaya maka buzzer akan tidak berbunyi. Rangkaian Detektor Low Battery Pada Alarm Cahaya Untuk Penyimpanan Sistem ini memang didisain dengan menggunakan power suplai dari baterai oleh sebab itu perlu dibuat detektor baterai agar dapat dketahui kapan baterai yang digunakan tesebut sudah layak untuk diganti. Tegangan baterai yang terlau rendah dapat menyebabkan sistem alarm salah dalam mengartikan terang-gelap cahaya. Selain itu bunyi buzzer pun akan semakin keci dan lemah. Seperti pada gambar 3, detektor baterai dibangun dari rangkaian D7 dan R10. Ketika tegangan baterai (VCC) di atas 4.3 volt maka masih terdapat arus bocor menuju R10 dan cukup untuk menyebakan tegangan di pin 9 IC1d high. Kondisi ini akan menyebabkan osilator yang dibentuk dari rangkaian IC1e, R9, C8, C5, dan R8 tidak bekerja sehingga menyebabkan tegangan di pin 13 IC1f high. Kondisi ini akan menyebabkan Q2 OFF dan hanya tergantung dari IC1c. Sebaliknya ketika tegangan baterai sudah dibawah tegangan 4.3 volt maka tidak ada arus bocor menuju R10 sehingga tegangan di pin 9 akan mendekati 0 volt dan dianggap sebagai logika low. Kondisi ini menyebabkan osilator aktif sehingga pin 13 IC1f akan mendapat pulsa-pulsa dari osilator sehingga Q2 akan aktif pula. Pulsa-pulsa yang dihasilkan oleh IC1f akan mengaktifkan Q2 walaupun IC1c juga aktif. Hal ini nantinya kan terdengar dengan perpaduan bunyi dengan frekuensi yang lebih tinggi bunyi buzzer ketika sistem mendapatkan cukup cahaya. Pengaturan Kepekaan LDR Rangkaian Alarm Cahaya Untuk Tempan Penyimpanan Pengaturan kepekaan LDR diatur dengan menggunakan potensiometer R11. Pada pengaturan awal, posisikan potensiometer kira ditengah-tengah. Kemudian letakkan cahaya pada tempat yang ingin di deteksi dan aturlah potensiometer supaya menghasilkan bunyi ketika mendapatkan cahaya dan tidak berbunyi ketika sistem tidak mendapatkan cahaya. Durasi pengatikfan buzzer ditentukan oleh nilai C6 dan R6, untuk waktu yang lebih lama disarankan untuk mengganti nilai kapasitor dengan nilai yang lebih tinggi. Untuk buzzer yang lebih besar, yang membutuhkan arus lebih besar transistor Q2 dapat diganti dengan transistor darlington yang mempunyai arus kolektor lebih besar. Perhatikan konsumsi arus buzzer dan kemampuan arus yang mampu dilewatkan oleh kolektor pada transistor Q2. Rangkaian alarm cahaya untuk tempat penyimpanan diatas disupply dengan batery 9 volt dan dilengkapi dengan detektor low baterry. Sehingga selain memiliki sensitifitas tinggi terhadap perubahan cahaya dengan meberikan bunyi pada saat terkena cahaya, pada saat energi baterry hampir habis rangkaian alarm cahaya untuk tempat penyimpanan ini juga akan berbunyi.
Operasi Bit Dengan MCS51 Operasi Bit Dengan MCS51 Pada umumnya mikrokontroler mengolah data 8 bit sekali gus, misalnya mengisi akumulator dengan data 8 bit sekali gus, isi akumulator yang 8 bit dijumlahkan dengan isi memori yang 8 bit dan lain sebagainya. MCS51 dilengkapi kemampuan mengolah data per bit, untuk keperluan ini bit Carry dalam PSW diperlakukan sebagai ‘akumulator bit’, dan dilengkapi dengan beberapa instruksi khusus untuk operasi Boolean. Objek Operasi Bit Seperti sudah dibahas dibagian depan, memori-data nomor $20 sampai $2F bisa dipakai menampung informasi dalam level bit. Setiap byte memori di daerah ini bisa menampung 8 bit informasi yang masing-masing dinomori tersendiri, misalkan bit 0 dari memori-data nomor $20 bisa disebut sebagai bit nomor 0, bit 1 memori-data nomor $20 disebut sebagai bit nomor 1… seterusnya bit 0 dari memori-data nomor $21 disebut sebagai bit nomor 8, bit 7 memori-data nomor $21 disebut sebagai bit nomor 15 dan seterusnyanya. Dengan demikian memori-data nomor $20 sampai dengan nomor $2F sebanyak 16 byte memori bisa dipakai untuk menyimpan 128 bit (16 x 8 bit) data Boolean yang dinomori dengan bit nomor $00 sampai $7F. Di samping itu, operasi bit bisa pula belaku di memori-data nomor $80 sampai dengan $FF yang biasa disebut sebagai Special Function Register (SFR). Hanya SFR dengan nomor memori-data yang diakhiri dengan angka heksa-desimal 0 atau 8 yang bisa dipakai untuk operasi bit, bit pada memori-data daerah ini sebanyak 128 bit, mendapat nomor dari $80 sampai dengan $FF. Secara keseluruhan operasi bit bisa diberlakukan pada 256 lokasi bit seperti terlihat dalam Gambar 1. Operasi bit yang bisa ditangani oleh MCS51 antara lain mencakup : pemberian nilai pada data biner 1 bit, perpindahan data 1 bit, operasi logika 1 bit meliputi operasi AND, OR dan NOT, pengujian nilai data biner 1 bit. Pemberian Nilai Data Biner Untuk keperluan ini disediakan 2 instruksi, yakni SETB (Set Bit) dipakai memberi nilai ‘1’ pada data biner 1 bit, dan CLR (Clear Bit) dipakai memberi nilai ‘0’ pada data biner 1 bit. Contoh pemakaian instruksi ini sebagai berikut : SETB ACC.0 SETB $E0 CLR P1.1 CLR $90 Instruksi SETB ACC.0 di atas membuat bit 0 dari akumulator (ACC.0) bernilai ‘1’, tapi mengingat nomor bit dari bit 0 akumulator adalah $E0 (lihat Gambar 1), maka hasil kerja kedua instruksi SETB di atas adalah sama. Demikian pula dengan kedua instruksi CLR berikutnya, instruksi-instruksi ini akan mengakibatkan P1.1 bernilai ‘0’. Di samping itu perlu pula diingat, P1.1 terhubung ke kaki IC MCS51, jadi hasil kerja operasi SETB maupun CLR pada P0, P1, P2 dan P3 bisa langsung terukur dengan volt meter, atau operasi-operasi ini bisa langsung dipakai men-on/off-kan rangkaian di luar IC MCS51. Perpindahan Data Biner Dalam operasi bit, bit Carry di dalam Program Status Word (PSW, nomor $D0) diperlakukan sebagai akumulator. 256 data dalam level bit dalam MCS51, bisa dipindahkan dari satu posisi ke posisi yang lain, permindahan ini dilakukan dengan bantuan bit Carry yang mempunyai sifat sebagai ‘akumulator bit’. Contoh permindahan data level bit ini bisa dilakukan sebagai berikut : MOV C,P1.1 MOV P1.0,C 2 instruksi di atas akan meng-copy-kan tegangan pada kaki Port 1 bit 1 ke kaki Port 1 bit 0, dengan demikian tegangan pada kedua kaki IC MCS51 itu akan sama. Seluruh 256 bit data yang dibahas di atas, bisa dipindah-pindahkan dengan instruksi ini. Operasi Logika Operasi logika pada umumnya mencakup empat hal, yaitu operasi AND, operasi OR, operasi EX-OR dan operasi NOT. MCS51 hanya bisa melaksanakan tiga jenis operasi logika yang ada, yakni intruksi ANL (AND Logical) untuk operasi AND instruksi ORL (OR Logical) untuk operasi OR, CPL (Complement bit) untuk operasi NOT. Bit Carry pada PSW diperlakukan sebagai ‘akumulator bit’, dengan demikian operasi AND dan operasi OR dilakukan antara bit yang tersimpan pada bit Carry dengan salah satu dari 256 bit data yang dibahas di atas. Contoh dari instruksi-instruksi ini adalah : ANL C,P1.1 ANL C,/P1.2 Instruksi ANL C,P1.1 meng-AND-kan nilai pada bit Carry dengan nilai Port 1 bit 1 (P1.1), dan hasil operasi tersebut ditampung pada bit Carry. Instruksi ANL C,/P1.1 persis sama dengan instruksi sebelumnya, hanya saja sebelum di-AND-kan, nilai P1.1 dibalik (complemented) lebih dulu, jika nilai P1.1=‘0’ maka yang di-AND-kan dengan bit Carry adalah ‘1’, demikian pula sebaliknya. Hal serupa berlaku pada instruksi ORL. Instruksi CPL dipakai untuk membalik (complement) nilai semua 256 bit data yang dibahas di atas. Misalnya : CPL C CPL P1.0 CPL C akan membalik nilai biner dalam bit Carry (jangan lupa bit Carry merupakan salah satu bit yang ada dalam 256 bit yang dibahas di atas, yakni bit nomor $E7 atau PSW.7). Pengujian Nilai Boolean Pengujian Nilai Boolean dilakukan dengan instruksi JUMP bersyarat, ada 5 instruksi yang dipakai untuk keperluan ini, yakni instruksi JB (JUMP if bit set), JNB (JUMP if bit Not Set), JC (JUMP if Carry Bit set), JNC (JUMP if Carry Bit Not Set) dan JBC (JUMP if Bit Set and Clear Bit). Dalam instruksi JB dan JNB, salah satu dari 256 bit yang ada akan diperiksa, jika keadaannya (false atau true) memenuhi syarat, maka MCS51 akan menjalankan instruksi yang tersimpan di memori-program yang dimaksud. Alamat memori-program dinyatakan dengan bilangan relatip terhadap nilai Program Counter saat itu, dan cukup dinyatakan dengan angka 1 byte. Dengan demikian instruksi ini terdisi dari 3 byte, byte pertama adalah kode operasinya ($29 untuk JB dan $30 untuk JNB), byte kedua untuk menyatakan nomor bit yang harus diuji, dan byte ketiga adalah bilangan relatip untuk instruksi tujuan. Contoh pemakaian instruksi JB dan JNB sebagai berikut : JB P1.1,$ JNB P1.1,$ Instruksi-instruksi di atas memantau kedaan kaki IC MCS51 Port 1 bit 1. Instruksi pertama memantau P1.1, jika P1.1 bernilai ‘1’ maka MCS51 akan mengulang instruksi ini, (tanda $ mempunyai arti jika syarat terpenuhi kerjakan lagi instruksi bersangkutan). Instruksi berikutnya melakukan hal sebaliknya, yakni selama P1.1 bernilai ‘0’ maka MCS51 akan tertahan pada instruksi ini. Bit Carry merupakan bit yang banyak sekali dipakai untuk keperluan operasi bit, untuk menghemat pemakaian memori-program disediakan 2 instruksi yang khusus untuk memeriksa keadaan bit Carry, yakni JC dan JNC. Karena bit akan diperiksa sudah pasti, yakni bit Carry, maka instruksi ini cukup dibentuk dengan 2 byte saja, dengan demikian bisa lebih menghemat memori program. JC Periksa JB PSW.7,Periksa Hasil kerja kedua instruksi di atas sama, yakni MCS51 akan JUMP ke Periksa jika ternyata bit Carry bernilai ‘1’ (ingat bit Carry sama dengan PSW bit 7). Meskipun sama tapi instruksi JC Periksa lebih pendek dari instruksi JB PSW.7,Periksa, instruksi pertama dibentuk dengan 2 byte dan instruksi yang kedua 3 byte. Instruksi JBC sama dengan instruksi JB, hanya saja jika ternyata bit yang diperiksa memang benar bernilai ‘1’, selain MCS51 akan JUMP ke instruksi lain yang dikehendaki MCS51 akan me-nol-kan bit yang baru saja diperiksa. Pemakaian Instruksi Operasi Bit Dengan ingtruksi-instruksi operasi bit yang ada, MCS51 bisa dipakai untuk mengimplementasi fungsi Boolean secara langsung, sebagai contoh persamaan Boolean berikut diimplementasikan dengan instruksi-instruksi MCS51. Q = ( U· ( V + W )) + ( X·/Y ) + /Z (Catatan : /Y artinya not Y dan /Z artinya not Z). Misalkan U V W X Y dan Z masing-masing adalah besaran Boolean yang dimasukkan ke kaki Port 1 bit 0 sampai dengan 5, sedangkan Q merupakan besaran Boolean yang ditampilkan di Port 3 bit 0, seperti terlihat dalam Gambar 2 berikut. Dalam Potongan Program baris 1 sampai dengan 7, P1.0 P1.1 dan lainnya dinyatakan sebagai data bit dengan nama U, V dan selanjutnya, penamaan ini menggunakan perintah khusus untuk assembeler (Assembler Directive) BIT, hanya nama-nama yang dibentuk dengan assembler-directive BIT yang bisa dipakai untuk operasi bit. Selamat belajar, semoga uraian singkat tentang "Operasi Bit Dengan MCS51" mudah dipahami.
Interface Handphone Untuk… Interface handphone untuk komputer (PC) berfungsi untuk menghubungkan handphone ke komputer (PC). Interface handphone ke komputer sering dibutuhkan untuk melakukan reparasi atau menambahakan data atau sofware HP. Terutama untuk handphone yang tidak dilengkapi port komunikasi antara handphone dan komputer. Interface handphone untuk komputer ini dapat digunakan untuk berbagai jenis handphone. Kemampuan handphone saat ini juga memungkinkan agar kita dapat mengganti ‘start up logo’ , logo maupun ‘ring sound’-nya. Selain itu dengan perangkat lunak tertentu maka isi daftar telepon didalam SIM Card dapat dibaca maupun diedit. Untuk kasus tertentu, misalnya pada SIM Card yang dipassword (SIM Card Lock) dapat dibuka kembali tanpa memerlukan passwordnya (pin). Semakin banyak merek handphone saat ini juga menimbulkan masalah pada interface handphone dengan PC. Hal ini dikarenakan interface antara PC dengan handphone tidak mempunyai standar. Tidak seperti protokol komunikasi RS232 yang sudah distandarkan dalam IEEE. Oleh karena itu agar sebuah PC dapat berkomunikasi dengan berbagai macam handphone maka perlu diketahui koneksi pada setiap handphonenya. Dalam kesempatan ini akan dibahas koneksi antara PC dan Samsung SGH600, Samsung SGH2100. Koneksi antara PC dengan Siemens S10/S11 maupun S1088. Koneksi antara PC dengan Siemens C25, S25, C35, S35 atau M35. Interface Handphone Samsung SGH600/2100 Konektor Samsung SGH600/2100 dengan PC mempunyai pin yang paling banyak, terdapat 18 pin. Tidak seperti konektor antara Nokia dengan PC yang hanya 9 pin. Tabel Dan Pin Koneksi Pada Handphone Samsung SGH600/2100 Untuk dapat berkomunikasi dengan handphone maka diperlukan sebuah level konverter dari RS232 level ke TTL level. Seperti tampak pada gambar berikut. Skematik Diagram Interface Handphone Samsung Tipe SGH600/2100 Ke Komputer Dioda D6 dan D9 digunakan untuk menyearahkan tegangan yang masuk ke LM7805 dan juga dapat berfungsi sebagai proteksi agar arus dari DTR tidak masuk kembali ke pin RTS dan begitu pula sebaliknya. Pada rangakaian ini tidak memerlukan poser supply eksternal karena sudah menggunakan supply dari PC, yaitu dengan menggunakan supply dari pin RTS dan DTR. Hal ini disebabkan karena rangkaian ini hanya menarik arus yang cukup kecil pada saat beroperasi. Interface Handphone Siemens S25, S35, M35 Koneksi dengan handphone Siemens pada dasarnya dapat menggunakan rangkaian yang hampir sama dengan skematik rangkaian pada gambar berikut. Namun perbedaanya adalah pada perangkat lunak yang berkomunikasi dengan handphone Siemens tersebut. Konektor handphone Siemens S25, S35, M35, C35 dapat dilihat pada gambar berikut. Tabel Dan Pin Konektor Handphone Siemens S25, C35, M35, S35 Sedangkan untuk handphone Siemens yang lain yaitu SL10 fungsi dan hubungan pada konektornya dapat dilihat pada gambar diatas. Pada handphone SL10 tampak bahwa konektor terletak pada bagian dalam handphone sehingga untuk jenis handphone ini akan lebih sukar dalam menghubungkannya dengan PC. Selain itu dibutuhkan suatu konektor khusus untuk menghubungkannya dengan PC. Tetapi pada tipe S10 maupun SL11 konektornya terletak diluar badan handphone seperti tipe handphone Siemens yang lain seperti S25. Konektor untuk tipe handphone ini daat dilihat pada gambar berikut. Tabel Dan Pin Konektor S10/S11 Walaupun mempunyai jumlah pin yang banyak pada konektornya namun untuk berkomunikasi dengan PC, S10 maupun S11 hanya menggunakan 3 pin saja yaitu pin 14 dari Max232 yaitu Data Out, Pin 3 Data In dan pin ground saja. Pin-pin yang lainnya tidak digunakan untuk berkomunikasi dengan PC namun digunakan untuk antena dan pin untuk baterai. Dari tabel juga terlihat bahwa dari ke-16 pin yang ada hanya digunakan 11 pin saja dan pin yang lainnya tidak mempunyai fungsi. Untuk meng-interface-kan handphone S10/S11 dapat digunakan skematik rangakain seperti pada gambar berikut. Skematik Diagram Interface Handphone Siemens S10 dan S11 dengan PC Pada gambar di atas power supply untuk rangkaian tetap digunakan power supply dari PC karena rangkaian ini hanya membutuhkan arus yang sedikit supaya dapat bekerja dengan baik. Skematik Diagram Interface Handphone Siemens S25, C25, M35 dengan PC Dari semua skematik yang ada dapat dilihat bahwa semuanya hampir sama baik koneksi dengan RS232 port maupun pada bagian power supply-nya namun hanya berbeda pada bagian koneksi di port handphone-nya. Dari kondisi demikian bukanlah tidak mungkin dibuat suatu interface universal untuk berbagai tipe handphone dengan menggunakan kabel interface khusus untuk tiap-tiap handphonenya. Interface Handphone Nokia 3210, 8210, 8810 Pada handphone Nokia 3210, 3310, 8810, ataupun Nokia 8210 letak konektornya berada di bawah baterai sehingga untuk handphone tipe ini lebih sukar untuk meng-interface-kannya dengan PC. Selain itu konektor yang digunakan ukurannya lebih kecil dan khusus. Semua handphone Nokia mempunyai 2 protokol dalam berkomunikasi dengan PC yaitu protokol M2BUS, yang lebih dikenal dengan MBUS dan protokol FBUS. Konektor Handphone Nokia 3210 MBUS merupakan protokol komunikasi antara handphone Nokia dengan PC yang half-duplex hanya menggunakan 2 pin saja, pin MBUS dan GND sedangkan protokol FBUS merupakan komunikasi half-duplex yang menggunakan 3 pin, TxFBUS, RxFBUS dan GND. Protokol MBUS merupakan protokol yang pertama kali dibuat oleh Nokia agar handphone Nokia dapat berkomunikasi dengan PC. Protokol FBUS merupakan protokol yang lebih baru, yang menawarkan kecepatan transfer data yang lebih cepat. Service dan ‘adjustment’ yang dahulu hanya bisa menggunakan protokol MBUS saja sekarang bisa dilakukan dengan menggunakan protokol FBUS. Konektor Handphone Nokia 3210 Dan 8810 Interface yang diperlukan agar handphone Nokia dapat berkumunikasi dengan PC tidak terlalu berbeda dengan interface yang telah diuraikan di atas. Perbedaannya terletak pada rangkaian output setelah MAX232. Pada skematik rangkaian yang terdahulu output dari MAX232 langsung dihubungkan ke konektor handphone tetapi tidak pada handphone Nokia. Hal ini disebabkan karena handphone Nokia dengan protokol MBUS, komunikasinya data (transfer/receive data) hanya menggunakan pin MBUS saja. Oleh sebab itu digunakan 2 buah transistor yang digunakan untuk mengatur data yang ditransferkan ke PC atau data yang ditransferkan ke handphone. Skematik Diagram Interface Handphone Nokia dalam Mode M2BUS Interface handphone diatas merupakan sarana penhubung komputer dan handphone yang sering digunakan oleh teknisi service handphone. Pada beberpa tipe handphone lama masih membutuhkan interface handphone untuk komputer, akan tetapi handphone model baru (smartphone) tidak lagi membutuhkan interface handphone tambahan karena pada handphone tersebut telah dipasang interface handphone untuk komputer sehingga cukup kabel saja yang dibutuhkan.
Struktur Program Assembly Struktur Program Assembly Sarana yang ada dalam program assembly sangat minim, tidak seperti dalam bahasa pemrograman tingkat atas (high level language programming) semuanya sudah siap pakai. Penulis program assembly harus menentukan segalanya, menentukan letak program yang ditulisnya dalam memori-program, membuat data konstan dan tablel konstan dalam memori-program, membuat variabel yang dipakai kerja dalam memori-data dan lain sebagainya. Program sumber assembly Program-sumber assembly (assembly source program) merupakan kumpulan dari baris-baris perintah yang ditulis dengan program penyunting-teks (text editor) sederhana, misalnya program EDIT.COM dalam DOS, atau program NOTEPAD dalam Windows. Kumpulan baris-printah tersebut biasanya disimpan ke dalam file dengan nama ekstensi *.ASM atau nama lain misalnya *.A51 dan lain sebagainya, tergantung pada program Assembler yang akan dipakai untuk mengolah program-sumber assembly tersebut. Setiap baris-perintah merupakan sebuah perintah yang utuh, artinya sebuah perintah tidak mungkin dipecah menjadi lebih dari satu baris. Satu baris perintah bisa terdiri atas 4 bagian, bagian pertama dikenali sebagai label atau sering juga disebut sebagai symbol, bagian kedua dikenali sebagai kode operasi, bagian ketiga adalah operand dan bagian terakhir adalah komentar. Antara bagian-bagian tersebut dipisahkan dengan sebuah spasi atau tabulator. Bagian label Label dipakai untuk memberi nama pada sebuah baris-perintah, agar bisa mudah menyebitnya dalam penulisan program. Label bisa ditulis apa saja asalkan diawali dengan huruf, biasa panjangnya tidak lebih dari 16 huruf. Huruf-huruf berikutnya boleh merupakan angka atau tanda titik dan tanda garis bawah. Kalau sebuah baris-perintah tidak memiliki bagian label, maka bagian ini boleh tidak ditulis namun spasi atau tabulator sebagai pemisah antara label dan bagian berikutnya mutlak tetap harus ditulis. Dalam sebuah program sumber bisa terdapat banyak sekali label, tapi tidak boleh ada label yang kembar. Sering sebuah baris-perintah hanya terdiri dari bagian label saja, baris demikian itu memang tidak bisa dikatakan sebagai baris-perintah yang sesungguhnya, tapi hanya sekedar memberi nama pada baris bersangkutan. Bagian label sering disebut juga sebagai bagian symbol, hal ini terjadi kalau label tersebut tidak dipakai untuk menandai bagian program, melainkan dipakai untuk menandai bagian data. Bagian kode operasi Kode operasi (operation code atau sering disingkat sebagai OpCode) merupakan bagian perintah yang harus dikerjakan. Dalam hal ini dikenal dua macam kode operasi, yang pertama adalah kode-operasi untuk mengatur kerja mikroprosesor / mikrokontroler. Jenis kedua dipakai untuk mengatur kerja program assembler, sering dinamakan sebagai assembler directive. Kode-operasi ditulis dalam bentuk mnemonic, yakni bentuk singkatan-singkatan yang relatip mudah diingat, misalnya adalah MOV, ACALL, RET dan lain sebagainya. Kode-operasi ini ditentukan oleh pabrik pembuat mikroprosesor/mikrokontroler, dengan demikian setiap prosesor mempunyai kode-operasi yang berlainan. Kode-operasi berbentuk mnemonic tidak dikenal mikroprosesor/mikrokontroler, agar program yang ditulis dengan kode mnemonic bisa dipakai untuk mengendalikan prosesor, program semacam itu diterjemahkan menjadi program yang dibentuk dari kode-operasi kode-biner, yang dikenali oleh mikroprosesor/mikrokontroler. Tugas penerjemahan tersebut dilakukan oleh program yang dinamakan sebagai Program Assembler. Di luar kode-operasi yang ditentukan pabrik pembuat mikroprosesor/mikrokontroler, ada pula kode-operasi untuk mengatur kerja dari program assembler, misalnya dipakai untuk menentukan letak program dalam memori (ORG), dipakai untuk membentuk variabel (DS), membentuk tabel dan data konstan (DB, DW) dan lain sebagainya. Bagian operand Operand merupakan pelengkap bagian kode operasi, namun tidak semua kode operasi memerlukan operand, dengan demikian bisa terjadi sebuah baris perintah hanya terdiri dari kode operasi tanpa operand. Sebaliknya ada pula kode operasi yang perlu lebih dari satu operand, dalam hal ini antara operand satu dengan yang lain dipisahkan dengan tanda koma. Bentuk operand sangat bervariasi, bisa berupa kode-kode yang dipakai untuk menyatakan Register dalam prosesor, bisa berupa nomor-memori (alamat memori) yang dinyatakan dengan bilangan atau pun nama label, bisa berupa data yang siap di-operasi-kan. Semuanya disesuaikan dengan keperluan dari kode-operasi. Untuk membedakan operand yang berupa nomor-memori atau operand yang berupa data yang siap di-operasi-kan, dipakai tanda-tanda khusus atau cara penulisan yang berlainan. Di samping itu operand bisa berupa persamaan matematis sederhana atau persamaan Boolean, dalam hal semacam ini program Assembler akan menghitung nilai dari persamaan-persamaan dalam operand, selanjutnya merubah hasil perhitungan tersebut ke kode biner yang dimengerti oleh prosesor. Jadi perhitungan di dalam operand dilakukan olei. Membaca komentar-komentar pada setiap baris-perintah, dengan mudah bisa dimengerti maksud tujuan baris bersangkutan, hal ini sangat membantu orang lain yang membaca program. Pemisah bagian komentar dengan bagian sebelumnya adalah tanda spasi atau tabulator, meskipun demikian huruf pertama dari komentar sering-sering berupa tanda titik-koma, merupakan tanda pemisah khusus untuk komentar. Untuk keperluan dokumentasi yang intensip, sering-sering sebuah baris yang merupakan komentar saja, dalam hal ini huruf pertama dari baris bersangkutan adalah tanda titik-koma. Pembahasan di atas diringkas dalam Gambar 1 berikut. Assembly Listing Program-sumber assembly di atas, setelah selesai ditulis diserahkan ke program Assembler untuk diterjemahkan. Setiap prosesor mempunyai program assembler tersendiri, bahkan satu macam prosesor bisa memiliki beberapa macam program Assembler buatan pabrik perangkat lunak yang berlainan. Hasil utama pengolahan program Assembler adalah program-obyek. Program-obyek ini bisa berupa sebuah file tersendiri, berisikan kode-kode yang siap dikirimkan ke memori-program mikroprosesor/mikrokontroler, tapi ada juga program-obyek yang disisipkan pada program-sumber assembly seperti terlihat dalam Assembly Listing di Gambar 2. Bagian kanan Gambar 2 merupakan program-sumber Assembly karya asli penulis program, setelah diterjemahkan oleh program Assembler kode-kode yang dihasilkan berikut dengan nomor-nomor memori tempat penyimpanan kode-kode tadi, disisipkan pada bagian kiri setiap baris perintah, sehingga bentuk program ini tidak lagi dikatakan sebagai program-sumber assembly tapi dikatakan sebagai Assembly Listing. Membaca Assembly Listing bisa memberikan gambaran yang lebih jelas bagi program yang ditulis, bagi pemula Assembly Listing memberi pengertian yang lebih mendalam tentang isi memori-program, sehingga bisa lebih dibayangkan bagaimana kerja dari sebuah program. Program Obyek format HEX Selain Assembly Listing, hasil kerja program Asembler lainnya adalah program obyek yang dipakai untuk mengendalikan sebuah mikroprosesor/mikrokontroler, program obyek disimpan dalam file. Terdapat dua macam bentuk file penyimpan program obyek, yang pertama adalah file yang berisikan kode biner murni, dan yang satu lagi adalah file biner yang sudah diolah menjadi file teks. File jenis pertama biasanya dinamakan sebagai binary object file, biasanya memakai ekstensi *.BIN. File semacam ini hanya berisikan angka-angka biner yang akan diisikan ke dalam memori tanpa informasi lain, sehingga selalu dianggap bahwa bahwa file tersebut berisikan kode-kode biner yang nantinya ditempatkan mulai dari memori nomor 0. Kalau ternyata kode-kode biner diisikan mulai dari memori nomor 8000h, maka mulai posisi 0 sampai 7FFFh akan diisi dengan bilangan biner 00h, baru setelah itu menyusul kode biner yang sesungguhnya. File semacam ini banyak dipakai untuk EPROM Programmer model lama. File jenis kedua dinamakan Hexadecimal format object file, biasanya memakai ekstensi *.BIN . Data biner dirubah ke dalam bentuk heksadesimal dan yang disimpan ke dalam file adalah kode ASCII dari bilangan heksadesimal tersebut. Misalnya data biner 00111010, atau heksadesimal 3Ah, dituliskan ke dalam file menjai 33h (kode ASCIInya angka 3) dan 41h (kode ASCIInya huruf A). Dengan cara ini isi dari file tersebut bisa dengan mudah dibaca dengan program penyunting teks (text editor) biasa, bahkan bisa di-cetak di atas kertas seperti terlihat dalam Gambar 3, file semacam itu bisa dibaca dengan text editor biasa, misalnya EDIT.COM dalam DOS, atau NOTEPAD dalam Windows. Dalam file format HEX semacam ini, selain disimpan data biner yang akan diisikan ke ROM, berisikan pula nomor-nomor memori tempat penyimpanan data biner tersebut. EPROM programer baru umumnya memakai format file obyek semacam ini. Format HEX dari Intel Ada beberapa macam format untuk membentuk file program obyek dengan format HEX (Hexadecimal format object file), meskipun demikian hanya 2 yang banyak dipakai, yakni format buatan Motorola yang dinamakan sebagai format S19 dan format buatan Intel yang biasa disebut sebagai format HEX dari Intel. Berikut ini adalah pembahasan file program obyek dengan format HEX dari Intel yang dipakai MCS51, format ini didefinisikan dalam artikel dari Intel dengan judul Hexadecimal Object File Format Specification. File program obyek dengan format HEX dari Intel berisikan baris-baris tulisan seperti terlihat dalam Gambar 4. Setiap baris mengandung informasi tentang berapa banyak data dalam baris tersebut, alamat awal tempat penyimpanan data dalam baris tersebut, jenis baris dan sarana untuk memastikan kebenaran data yang dinamakan sebagai check sum. Dalam baris tersebut, setiap huruf (kecuali huruf pertama) mewakili satu bilangan heksa-desimal, dengan demikian setiap 2 huruf membentuk data satu byte yang terdiri dari 2 bilangan heksadesimal. Rincian dari format tersebut sebagai berikut : Huruf pertama dalam baris, selalu berisi tanda “:”, merupakan kode identitas yang menyatakan baris tersebut berisikan kode-kode biner yang disimpan dalam format HEX dari Intel. Huruf ke-2 dan ke-3 dipakai untuk menyatakan banyaknya data dalam baris yang dinyatakan dengan 2 angka heksa-desimal, sehingga banyaknya data dalam 1 baris maksimal adalah 255 (atau heksa-demimal FF). Huruf ke 4 sampai 7, merupakan 4 angka heksa-desimal yang dipakai untuk menyatakan alamat awal tempat penyimpanan kode-kode dalam baris teks bersangkutan. Huruf 8 dan 9 dipakai untuk menyatakan jenis teks data. Nilai 00 dipakai untuk menyatakan baris tersebut berisikan data biasa, 01 menyatakan baris tersebut merupakan baris terakhir. Huruf ke 10 dan seterusnya adalah data. Setiap 2 huruf mewakili data 1 byte, sehingga jumlah huruf pada bagian ini adalah dua kali banyaknya data yang disebut pada butir 2 di atas. 2 huruf terakhir dalam baris merupakan check sum. Byte-byte yang disebut dalam butir 2 sampai 5 di atas dijumlahkan, hasil penjumlahan di-balik (inverted) sebagai bilangan check sum. (Hasil penjumlahan bisa menghasilkan nilai yang lebih besar dari 2 bilangan heksadesimal, namun hanya 2 bilangan heksa-desimal yang bobotnya terkecil yang dipakai). Kami harap uraian singkat tentang "Struktur Program Assembly" diatas dapat memudahkan kita mempelajari pemrograman mikrokontroler.

"Referensi Belajar Elektronika Online"

Klasifikasi Robot Berdasarkan Kemampuan Gerak

Klasifikasi Robot Berdasarkan Kemampuan Gerak

Robot Statis

Robot Bergerak

Klasifikasi Robot Bergerak Berdasarkan Lokomotif Gerak

Selamat belajar, kami harap informasi tentang klasifikasi robot berdasarkan kemampuan gerak diatas dapat menambah wawasan kita.

You may also like, related Klasifikasi Robot Berdasarkan Kemampuan Gerak

Advertisement

Artikel Elektronika

Advertisement

Query Elektronika

Advertisement