TUGAS PRAKTIKUM MIKROPROSESOR
MAKALAH MIKROPORESOR
“PENERAPAN MIKROPROSESOR DALAM BERBAGAI ALAT DAN DALAM KEHIDUPAN
SEHARI-HARI”
DI BUAT
OLEH:
NAMA : YONATHAN PRIAMBUDI
NIM :11.11.2349
KELAS :TI 2011 A
Saat ini, aplikasi sistem
mikroprosesor sudah meluas ke hampir seluruh bidang kehidupan manusia, seperti
pendidikan, kesehatan, kependudukan, politik, perang dll. Terdapat beberapa
sistem elektronika yang biasa dipakai dalam peralatan elektronik. Sistem-sistem
tersebut antara lain: sistem analog hardwire¸ sistem digital hardwire dan
sistem digital berbasis mikroprosesor. Sistem analog hardwire adalah sistem
yang menggunakan komponen-komponen analog serta pengkawatan yang rumit antar
komponen dasar tersebut. Sementara itu, sistem digital hardwire adalah sistem
kombinasional atau sekuensial tanpa pemrograman, setelah selesai dirancang dan
dirakit, fungsi kerja alat tsb tidak bisa diubah. Kedua sistem tersebut
memiliki beberapa kekurangan yang signifikan, yaitu tidak bisa diprogram ulang,
satu alat hanya untuk satu fungsi.
Berbeda dengan sistem analog maupun
sistem digital hardwire, sistem digital programmable atau sistem berbasis
mikroprosesor memiliki beberapa keunggulan berikut :
Bentuknya kecil dan ringkas; karena
dengan sistem ini, banyak komponen yang direduksi keberadaannya dan digantikan
dengan sebuah mikroprosesor saja.
Portable; karena bentuknya yang
kecil, sehingga secara keseluruhan alat tersebut juga mempunyai ukuran yang
kecil serta mudah dibawa ke mana-mana
Konsumsi daya rendah; sejak
digunakannya bahan semikonduktor, komponen IC tidak lagi memerlukan daya yang
yang tinggi untuk aktifasi dan tidak lagi membuang panas yang besar.
Biaya rendah; selain karena banyak
komponen yang dikurangi, biaya produksi IC (integrated circuit) terus menurun,
sehingga secara keseluruhan harga peralatan yang berbasis mikroprosesor terus
menurun.
Programmable; keuntungan utama
sistem mikroprosesor adalah kemampuannya yang dapat diprogram ulang jika
diperlukan perubahan tertentu, sehingga tidak banyak yang harus dilakukan
kecuali perubahan isi memory saja.
Secara umum, penggunaan sistem
mikroprosesor dapat dibagi menjadi 3 katagori, yaitu :
Sistem Komputer.
Sistem Komunikasi.
Sistem Kendali dan Instrumentasi.
Hampir seluruh komputer yang ada
pada hari ini, merupakan komputer digital yang tentu saja merupakan sistem
mikroprosesor. Mulai dari komputer ukuran kecil yaitu PDA, komputer mikro atau
Personal Computer, mini komputer, mainframe, sampai super komputer. Sebelum
tahun 1970an, komputer hanya mampu dibeli oleh perusahaan besar, tetapi hari
ini, hampir setiap rumah mampu membeli komputer PC. Meskipun unjuk kerja dan
kapasitasnya meningkat, harga komputer cenderung turun karena kemajuan
teknologi berefek pada penghematan ongkos produksi.
Dengan hardware yang sama, sebuah
komputer PC dapat dipakai untuk berbagai aplikasi, bahkan berbagai sistem
operasi. Ada ribuan program aplikasi untuk beragam keperluan dapat running pada
hardware PC dan Sistem Operasi yang sama. Berikut ini adalah contoh aplikasi
komputer yang dapat bekerja pada komputer PC dengan Sistem Operasi Windows :
MSOFFICE, untuk perkerjaan
perkantoran seperti mengetik, spreadsheet, presentasi, database, penjadwalan
dll.
MATLAB, untuk berbagai kalkulasi teknik,
ekonomi, dll.
AUTOCAD, untuk berbagai operasi
gambar, 2 atau 3 dimensi.
PROTEL, EWB, MULTISIM dll untuk
keperluan elektronika.
dll.
Selain PC, mini komputer, mainframe
dan super komputer telah digunakan untuk urusan-urusan publik atau skala besar
seperti database kependudukan, rumah sakit, perbankan, pernerbangan komersial,
operasi militer dll. Bayangkan, jika sistem pembayaran rekening listrik atau
telepon tidak dilakukan dengan bantuan komputer, mungkin tagihan listrik kita
hari ini adalah untuk membayar pemakaian 6 bulan yang lalu, apalagi kalau
sistem administrasinya buruk sekali. Dengan teknologi database, kita dapat
melakukan pembayaran telepon melalui ATM.
Komputer kapasitas besar juga
digunakan untuk mengolah gambar seperti komputer untuk MRI (Magnetic Resonance
Imagine), komputer untuk ramalan cuaca, komputer unuk pemetaan, pertambangan
dll. Seluruh komputer yang disebukan tadi menggunakan prosesor sebagai
pengendali utamanya, baik prosesor tunggal maupun multi prosesor.
Pada sistem komunikasi, hampir semua
alat penting menggunakan sistem mikroprosesor. Pada hari ini, sistem komunikasi
hampir selalu terkait dengan komputer atau mikroprosesor. Berikut ini adalah
beberapa contohnya.
Sentral Telepon PSTN atau saluran
analog dengan bandwidth 4 kHz. Saat ini, hampir semua sistem switching atau
penyambungan telepon dilakukan secara digital, random input sequential ouput
atau sebaliknya. Tentu saja semua ini diwujudkan dengan menyertakan sistem
mikroprosesor.
Provider Telepon Digital seperti
ISDN, DSL dll. Selain untuk switching atau penyambungan dan queuing atau
antrian, sistem mikroprosesor pada provider telepon digital juga dimanfaatkan
untuk banyak hal lain termasuk network management dan optimasi Quality of
Service.
Provider Telepon Seluler. Meskipun
menggunakan saluran radio frekuensi, hampir semua telepon seluler mnerapkan
komunikasi digital.
Handphone. Handphone yang kecil dan
murah sekalipun, harus dilengkapi dengan mikroprosesor, karena untuk membaca
keypad, menyimpan phonebook, kalkulator, mengirim SMS dll memerlukan sistem
instrumentasi digital.
Komunikasi Satelit. Selain untuk
sistem kendali dan instrumentasi satelit, mikroprosesor juga digunakan untuk
switching, muliplexing, queuing, error correction dll.
Penggunaan mikroprosesor pada sistem
kendali dan instrumentasi diterapkan di hampir semua instrumen dan alat
kendali, mulai dari instrumen kecil seperti barcode reader, sampai instrumen
besar seperti panel pesawat terbang. Mulai dari alat kedokteran seperti MRI
(Magnetic Resonance Imaging) sampai alat perang seperti stinger missile untuk
serangan darat ke udara. Berikut ini adalah bebrapa contoh penerapan sistem
mikroprosesor untuk alat kendali dan instrumentasi.
EFI, electronic fuel injection yang
diterapkan pada mesin-mesin bakar modern. Alat ini dipakai untuk mengoptimalkan
pemakaian bahan bakar untuk torsi dan kecepatan maksimum.
Instrumen Lift. Prosesor digunakan
untuk membaca tekanan tombol dan mengendalikan gerakan motor listrik, sehingga
lift dapat begerak sesuai dengan tekanan tombol dan cukup nyaman bagi pemakai,
tidak berhenti atau bergerak mendadak.
Sistem pengatur ketepatan cetak dan
potong pada mesin pengganda media kertas seperti koran dan majalah. Tanpa
koreksi dari sistem mikroprosesor, selain hasil yang kurang rapi, alat pemotong
atau pencetak harus sering disetting ulang dan ini sangat tidak realistis. Kita
dapat lihat, pada setiap halaman koran atau majalah ada terdapat mark atau
tanda, baik tanda untuk warna maupun tanda untuk alat potong.
Alat pengolah data pada VCD atau DVD
player. Karena data disimpan dalam CD dalam keadaan dikompres, maka untuk
mengubahnya menjadi gambar atau suara perlu dilakukan dekompresi data yang
jelas memerlukan algoritma tertentu yang diwujudkan dengan program. Tentu saja
ini memerlukan sistem mikroprosesor.
Contoh Aplikasi Mikroprosesor.
untuk memberikan bekal kemampuan
dalam memanfaatkan mikroprosesor untuk kendali dan instrumentasi. Berikut
ini adalah contoh penggunaan prosesor MSP430F413 buatan Texas Instrumen untuk
mengendalikan alat ukur jarak yang menggunakan gelombang ultrasonik 40 kHz.
Mikroprosesor pada alat ini berperan
sebagai pengendali yang mengaktifkan pengirim sinyal, mengukur waktu propagasi
sinyal dengan menunggu aktifnya penerima sinyal atau menunggu kedatangan sinyal
pantulan, kemudian menghitung jarak antara alat ini dengan benda yang
memantulkan sinyal ultrasonik serta menampilkan hasil perhitungannya dalam
bilangan desimal pada display 7-segment.
Secara umum, alat ini terdiri dari 4
komponen utama, yaitu
Sistem mikroprosesor single chip.
Atau Chip tunggal yang mengandung prosesor, memory dan I/O meskipun dengan
kapasitas yang sangat kecil
Rangkaian elektronika penghasil dan
penerima gelombang ultrasonik
Display 7-segment
Program dalam bahasa asembli yang
terdiri dari beberapa modul, yaitu inisialisasi, pembaca tombol aktif,
pengendali pengirim dan penerima, pengukur durasi propagasi gelombang,
penghitung jarak dan penampil ke 7-segment.
PENERAPAN
Dalam perkembangannya,
mikrokontroller banyak diterapkan dalam perancangan elektronika karena
mikrokontroller memiliki sistem pengaturan dan pengontrolan yang otomatis dan
praktis. Keefektifan mikrokontroller inilah yang diperlukan manusia dalam
menunjang rutinitasnya, baik dalam proses produksi pada industri maupun dalam
kehidupan sehari-harinya. Saat ini penggunaan mikrokontroller pada bidang
industri sangat pesat perkembangannya misalnya pada sistem pengapian kendaraan
bermotor. Beberapa macam sistem pengapian diantaranya sistem pengapian kontak
point (platina), pengapian elektronik, CDI dan pengapian terkontrol komputer. Pada
dasarnya prinsip kerja dari semua sistem pengapian adalah sama yaitu memutuskan
arus yang mengalir ke kumparan primer koil dengan tiba-tiba. Akibatnya
kemagneten di sekitar koil hilang dengan cepat, maka pada kumparan sekunder
terjadi induksi tegangan tinggi, tegangan sekunder disalurkan ke kabel tegangan
tinggi sehingga terjadi loncatan api pada busi. Tujuan dalam pembuatan alat ini
adalah bagai mana CDI dapat menghasilkan percikan api yang kuat dengan
mengaplikasikan mikrokontroler AT89S51 untuk mengontrol ketepatan waktu
pembakaran di dalam ruang bakar.
PENERAPAN MIKROKONTROLER DI BERBAGAI ALAT
Mikrokontroler
adalah sebuah sistem mikroprosesor lengkap yang terkandung didalam sebuah chip
yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa
ditulis dan dihapus dengan cara yang khusus. Manfaat sistem mikrokontroler
sangatlah banyak, apabila hanya mendengar penjelasan dari teori, maka “
batasnya hanya sampai kepada imajinasi kita ”.
Oleh
karena itu kita harus mempraktekannya. Dengan praktek perlahan kita dapat
menguasainya, dan menerapkannya ke dalam kehidupan sehari-hari seperti
mengendalikan suatu perangkat elektronik dengan berbagai sensor dan kondisi
seperti cahaya, dingin, panas, getaran, lembab dan lain-lain.
Sekedar
contoh sederhana penggunaan mikrokontroler, dapat kita lihat di sekitar
lingkungan ada toaster, mesin cuci, microwave, magic com, lampu lalulintas,
kemudian di dunia pertanian kita dapat membuat kontrol kelembaban untuk
budidaya jamur, di dunia perikanan kita dapat mengendalikan suhu air kolam.
Bahkan kita dapat membuat PABX mini, SMS Gateway, atau ke arah militer kita
mampu menciptakan radio militer frekuensi hopping (radio komunikasi anti sadap
dengan lompatan frekuensi 100 kali dalam 1 detik), sistem pemantau cuaca
menggunakan balon udara, Automatic Vehicel Locator (menggunakan GPS) dan
sebagainya.
Adapun
berbagai peranan mikroprosesor, antara lain:
1. Pengendali Motor dengan Remote Sony.
Fungsi aplikasi adalah mengatur arah putaran
motor DC dengan menggunakan remote control Sony. Menggunakan Small System
AT89205
2. Sensor Warna TCS230.
TCS230
adalah konverter warna cahaya ke frekuensi. Ada dua komponen utama pembentuk IC
ini, yaitu photodioda dan pengkonversi arus ke frekuensi.
3. Jam
Digital dengan Bahasa C
Modul
DST-51 sebagai central pemroses, LCD Hitachi digunakan untuk menampilkan data
waktu yang berupa detik, menit, jam, hari, tanggal, bulan dan tahun. Modul
RTC-1287 sebagai sumber data waktu yang akan ditampilkan, dan Key-44 sebagai
input untuk menset waktu.
4. Pengamanan Berdasarkan Pola Sidik Jari
Yang Tersimpan Pada Kartu Pintar.
MikrokontrolerDT51
MinSys menjadikan suatu basis yang dapat berdiri sendiri dan sangat diminati
serta banyak manfaat yang berguna bagi para pecinta perangkat keras yang
berbasiskan pemprograman bahasa mesin yang menunjang sistem keamanan tersebut.
Perangkat ini dapat bekerja secara normal (online) dengan keadaan
mikrokontroler DT51 MinSys dan komputer beserta program bekerja dengan baik, namun
dapat juga bekerja walaupun dalam keadaan listrik padam atau disebut juga
bekerja secara mandiri (offline), karena disediakannya suplai tegangan yang
berasal dari catu daya dan juga ada sumber tegangan yang lain berasal dari
bateri yang dapat diisi ulang dan berkesinambungan. Papan tekan yang
dikendalikan oleh mikrokontroler DT51 MinSys digunakan sebagai alat masukan
yang berbentuk kode. Liquid Crystal Display (LCD) dijadikan sebagai penampil
dari aktifitas kegiatan sistem pengamanan tersebut. Dalam penggunaan sistem
pengamanan yang berbasiskan mikrokontroler DT51 MinSys ini hanya pengguna yang
mengetahui kode akses dan memiliki kartu pintar serta pola sidik jari yang
telah tersimpan didalam kartu pintar yang berhak masuk kedalam sistem
pengamanan yang berbasiskan pola sidik jari. Percobaan yang dilakukan bertujuan
untuk mengetahui kestabilan, kecepatan, kompatibilitas, info program, tingkat
keamanan yang tinggi serta menunjukkan hasil yang baik.
5. Pengendali Penerangan Ruangan
Berbasis Mikrokontroler ATMEGA8535
Sebagai
pengendali utama pada sistem menggunakan miktokontroller ATmega8535 dengan
input dari sensor cahaya (LDR). Output dari pendendali selanjutnya ditampilkan
LCD M1632 sebagai penampil dan sebagai input rangkaian pengatur tegangan. Sistem
ini bekerja di dalam ruangan (in door) menggunakan maket rumah dengan tiga
ruangan sebagai model. Dalam pengujian perangkat keras dan lunak, diketahui
bahwa system pengendalian penerangan ruangan ini dapat menghemat energi. Dari
pengujian sensor cahaya diperoleh hubungan antara luminansi dan tegangan yang
mendekati linier, sehingga pengendalian dengan mikrokontroler ATmega8535 dapat
bekerja dengan baik.
6. Sistem Pengendalian Suhu Menggunakan
AT89S51dengan Tampilan di PC
Hasil
suhu di ruangan bisa diset dan ditampilkan di komputer. Sistem yang dibuat ini
memanfaatkan kemampuan mikrokontroler AT89S51 dalam akuisisi data dan mengambil
keputusan. Kawasan suhu yang bisa di kendalikan adalah 230 Celcius sampai
dengan 400 Celcius. Hasil pengujian dengan termometer menunjukan sistem dibuat
ini mampu mempertahankan suhu yang dikehendaki pada daerah di sekitar sensor
dalam radius 2 cm, untuk radius lebih besar 2 cm dari sensor suhu, suhu yang
terukur oleh termometer adalah berbeda.
7. Monitoring Debit Air dan Alat Penggerak
Pintu Air di Bendungan
Dalam
hal ini digunakan mikrokontroUer AT89C51 sebagai unit penerima dan pengirim
data biner. Sedangkan sebagai media komunikasi yang digunakan adalah serial
RS-232. Selain untuk memonitor debit air
penggunaan komunikasi mikrokontroller AT89C5 I dan komputer memungkinkan untuk
pengendalian gerakan motor sebagai penggerak pintu bendungan dari pusat pantau
juga.
8. Sistem keamanan ruangan menggunakan
sensor passive infra red (PIR) KC7783R dengan Mikrokontroler AT89S51
