PEMANFAATAN KOMPUTER SEBAGAI ALAT PENGUJI IC MIKROKONTROLER AVR ATMEGA 8535 (Evi Septianingsih)

1

PEMANFAATAN KOMPUTER SEBAGAI ALAT PENGUJI IC TTL (Transistor-Transistor Logic) MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AVR ATMEGA 8535

Evi Septianingsih

Alumni Universitas Negeri Jakarta Program Studi Pendidikan Teknik Elektronika

Drs. Jusuf Bintoro, MT

Dosen Universitas Negeri Jakarta Program Studi Pendidikan Teknik Elektronika

Pitoyo Yuliatmojo, MT

Dosen Universitas Negeri Jakarta Program Studi Pendidikan Teknik Elektronika

Muhammad Zunnun

Mahasiswa Universitas Negeri Jakarta Program Studi Pendidikan Teknik Elektronika

The Purpose of research is to prove that computer can be used as as tester of IC TTL (Transistor-transistor Logic) using AVR ATMega 8535 microcontroller. The research was conducted in control and instrumentation laboratory, Electrical Engineering Department, Faculty of Engineering, State university of Jakarta in June 2009 until July 2010. The research using laboratory experiment method. Tester of IC TTL consist of three parts : input, process and output. Input came from a computer in the form of TTL IC choice that will be tested and that is sent via a serial port cable. The process is contained in AVR ATMega 8535 microcontroller. And the output from a computer display using auxiliary program visual basic 6.0. The prinsip of the tool is when the user select IC TTL that will be tested, the computer will be instruct AVR ATMega 8535 microcontroller to execute tests in accordance with the serial number IC TTL. After the Testing is finish, AVR ATMega 8535 microcontroller will send a data to computer that IC TTL are in good or damage condition and the test result will be displayed on the auxilliary program visual basic 6.0.

Kata Kunci : Pemanfaatan Komputer, Alat Penguji IC TTL, MIKROKONTROLER AVR ATMEGA 8535

A. Latar Belakang Perkembangan teknologi elektronika

semakin meningkat tiap tahun membuat pengguna Komponen-komponen elektronik yang praktis semakin dibutuhkan, salah satu komponen elektronik yang sangat praktis adalah rangkaian terpadu atau Integrated Circuit (IC). Rangkaian terpadu atau Integrated Circuit adalah rangkaian-rangkaian miniatur pada permukaan sebuah serpih ( sepotong bahan semikonduktor yang kecil ) terbentuk dari jaringan yang sangat kecil yang hanya dapat dilihat dari sebuah mikroskop. Komponen ini merupakan perintegrasian dari fungsi-fungsi kerja transistor, kapasitor dan

resistor yang merupakan komponen-komponen dasar suatu rangkaian elektronik.

Semakin lengkapnya jenis-jenis IC yang disediakan untuk rangkaian Linear dan Digital, sehingga produk peralatan elektronik makin tahun makin tampak lebih kecil dan canggih. Penggunaan komponen IC pada rangkaian-rangkaian elektronika saat ini telah meluas hingga piranti ini menjadi bagian terpenting dari keberhasilan suatu sistem yang berjalan. Oleh karena itu diperlukan suatu piranti yang dapat digunakan sebagai penguji untuk menentukan baik atau tidaknya suatu IC.

Haelka, Vol ? No ? 2010 : 1-10

2

Biasanya untuk menguji suatu IC terlebih dahulu harus diketahui konfigurasi IC yang akan diuji. Dengan demikian pengujian menggunakan komputer menjadi pilihan sehingga penguji tidak perlu lagi mengetahui konfigurasi pin IC sebelum diuji dan akan mempersingkat waktu pengujian. Tentunya pengujian menggunakan komputer membutuhkan perantara yang menghubungkan computer dengan rangkaian luar. Salah satu perantara yang dapat digunakan untuk menghubungkan komputer dengan rangkaian luar adalah mikrokontroler.

Mikrokontroler dapat dianalogikan dengan sebuah sisterm komputer yang dikemas dalam sebuah chip yang didalamnya terdapat kebutuhan minimal agar mikroprosessor dapat bekerja, yaitu mikroprosessor, ROM, RAM, I/O dan clock seperti halnya yang dimiliki oleh sebuah komputer. Seluruh pekerjaannya mikrokontroler dijalankan secara otomatis berdasarkan program yang telah dibuat dalam mikrokontroler tersebut. Mikrokontroler yang digunakan dalam penguji IC digital ini adalah mikrokontroler AVR ATMega 8535 karena kecepatan kerjanya lebih cepat dibandingkan dengan mikrokontroler 89S51.

B. Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah tersebut, maka perumusan masalah dapat disimpulkan yaitu: Bagaimanakah prinsip kerja pengujian kerusakan IC digital menggunakan Mikrokontroler AVR ATMega 8535 dengan memanfaatkan komputer sebagai tampilan?

C. Tujuan Penelitian

Sejalan dengan rumusan masalah tersebut,maka

tujuan penelitiannya adalah: untuk membuktikan

bahwa pengujian kerusakan IC TTL dapat

dilakukan dengan menggunakan komputer

dengan program bantu visual basic 6.0 dan

menggunakan mikrokontroler AVR ATMega

8535.

D. Kajian Teori

1. Teknologi Logika

Rangkaian logika merupakanrangkaian

yang berbasis pada kondisi-kondisi diskrit dan

perilaku rangkaian tersebut dapat dijabarkan

dengan seperangkat pernyataan logika (Mike

Tooley,2003:164).

Suatu rangkaian listrik ataupun rangkaian

mekanis mempunyai rangkaian analog yang

sifat-sifatnya sama dengan mempergunakan

rangkaian logika. Komponen rangkaian logika

pada umumnya mempunyai beberapa input

dengan satu output.

2. Gerbang Logika

Bentuk dasar dari setiap rangkaian digital

adalah suatu gerbang dasar. Gerbang logika

merupakan piranti dua keadaan, yaitu

mempunyai dua keluaran: keluaran logika 0

(atas rendah) dan keluaran dengan tegangan

tetap yang menyatakan logika 1 (atas tinggi)

(KF Ibrahim,1996:23). Gerbang logika dapat

digunakan dalam melakukan fungsi-fungsi

khusus, misalnya AND, OR, NAND, NOR,

NOT atas XOR.

A. AND Gate

Gerbang AND atau AND Gate

dipergunakan untuk mengalikan variabel

pada suatu persamaan logika. Komponen

AND mempunyai beberapa jalan masuk

PEMANFAATAN KOMPUTER SEBAGAI ALAT PENGUJI IC TTL (Transistor-Transistor Logic) MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AVR ATMEGA 8535 ( Evi Septianingsih )

3

(input) dengan satu jalan keluar (output).

Output hanya akan bernilai 1 bila

inputnya bernilai 1, bila salah satu output

bernilai 0, maka outputnya bernilai 0

(Lukas Willa,2007:14).

Gambar 1 Simbol AND Gate

B. OR Gate

Gerbang OR atau Or Gate

dipergunakan untuk penjumlahan

variabel dalam suatu persamaan

logika. Gerbang Or mempunyai

beberapa input dan satu output.

Ouput hanya bernilai logika 0, bila

semua inputnya 0. Apabila salah satu

inputnya 1, maka outputnya pasti 1.

Gambar 2 Simbol OR Gate

C. NOT Gate

Not Gate digunakan untuk

mengomplementasikan atau

menginversikan suatu harga variabel

dalam persamaan logika. Komponen

NOT hanya mempunyai satu input

dan satu output. Jika inputnya

berlogika 0 maka outputnya

berlogika 1 dan sebaliknya.

Gambar 3 Simbol NOT Gate

D. NAND Gate

Gerbang NAND dan NAND Gate

merupakan penggabungan dari AND

Gate and NOT.

Gambar 4 Simbol NAND Gate

E. NOR Gate

NOR Gate atau gerbang NOR

merupakan penggabungan dari

gerbang OR dan NOT. Hasil output

dari gerbang NOR kebalikan dari

gerbang OR.

Gambar 5 Simbol NOR Gate

F. XOR gate

XOR Gate atau gerbang XOR

merupakan kombinasi dari tiga jenis

gerbang dasar yaitu dua buah NOT,

dua buah NAND dan sebuah gerbang

Haelka, Vol ? No ? 2010 : 1-10

4

OR. Gerbang XOR dapat digunakan

sebagai rangkaian pembanding dan

sebagai rangkaian ilmu hitung.

Gambar 6 Simbol XOR Gate

3. Flip-flop

Komponen flip-flop merupakan suatu

piranti atau rangkaian yang outputnya

dapat memiliki dia kondisi stabil

berlainan pada saat yang sama.

Biasanya digunakan sebagai elemen

memori, tetapi dapat juga digunakan

sebagai penjumlahan dan penggeser

digit.

a. RS Flip-flop

Mempunyai dua masukan, yang

diberi label R dan S dan dua

keluaran diberi label Q dan ‘Q.

Pada Flip-flop RS keluaran selalu

berlawanan atau komplementer.

Dengan kata lain, bila keluaran Q

= 1, maka keluaran ‘Q = 0 (Roger

L. Tokheim,1990:141).

b. Clocked RS Flip-flop

Merupakan Rs Flip-flop yang

beroperasi dengan clock yang

dapat mengsinkroniskan input-

inputnya ( S dan R ) atau dengan

kata lain Clocked RS FF adalah

sirkuit sinkronus.

c. D Flip-flop

Digunakan sebagai penyimpanan

data sementara saja. Flip-flop D

mempunyai data input dan satu

clock input, sedangkan outputnya

biasanya hanya dipergunakan true

output saja, D FF dapat juga

memiliki set dan reset input yang

hanya dipergunakan sebagai

kontrol saja, dan disebut input

asyncrhrounus.

d. JK Flip-flop

Merupakan Flip-flop universal

dan digunakan paling luas,

memiliki sifat dari semua jenis

flip-flop. Masukan yang diberi

label J dan K merupakan masukan

data. Jika keduanya diberi nilai 0,

maka flip-flop tidak dibuka dan

keluaran tidak berubah keadaan

atau dalam kondisi tetap.

4. Encorder dan Decorder

a. Encoder

Adalah suatu piranti yang dapat

mengubaj suatu sistem (Bilangan

desimal, contohnya) yang terdapat

pada masukan, menjadi sistem

bilangan biner yang terdapat pada

bagian keluarannya. Proses

pengubahannya disebut Encoding

(penyadi atau pengkodean).

b. Decoder atau pengurai sandi atau

pendekode atau pengawa sandi

adalah suatu piranti yang dapat

PEMANFAATAN KOMPUTER SEBAGAI ALAT PENGUJI IC TTL (Transistor-Transistor Logic) MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AVR ATMEGA 8535 ( Evi Septianingsih )

5

mengubah suatu sistem bilangan

biner yang terdapat pada bagian

masukan, menjadi sistem bilangan

yang lainnya (desimal,contohnya)

yang terdapat pada bagian

keluarannya. Proses

pengubahannya disebut decoding.

Pada hakekatnya, decoder

berfungsi sebagai penerjemah

sandi yang telah disandikan oleh

piranti encoder.

5. Register

Adalah suatu kumpulan flip-flop yang

dapat menyimpan data biner. Register

sering digunakan untuk menyimpan

data sesaat. Salah satu metode

penentuan karakteristik register geser

adalah bagaimana data dimuat ke dan

dibaca dari unit-unit penyimpanannya.

6. Multipler

Adalah rangkaian yang memiliki

banyak masukan tetapi hanya satu

keluaran.

7. Demultiplekser

Demultiplekser adalah suatu rangkaian

elektronik yang mampu menyalurkan

sinyal dari suatu saluran ke salah satu

dari banyak saluran keluaran.

Pemilihan keluaran ini dilakukan

melalui masukan penyeleksi.

8. Rangkaian Terpadu

Berkat kemajuan teknik-teknik

fotografi, rangkaian-rangkaian

miniatur pada permukaan sebuah

serpih (sepotong bahan semikonduktor

yang kecil) dapat dihasilkan dalam

pabrik. Jaringan yang terbentuk itu

demikian kecilnya sehingga

sambungan-sambungannya hanya

dapat dilihat dengan sebuah

mikroskop. Rangkaian semacam itu

disebut rangkaian terpatu atau

Integrated Circuit (IC), karena

komponen-komponennya (transistor,

dioda dan resistor) merupakan bagian

integral dari serpih yang bersangkutan

(Albert Paul Malvino,1994:57).

a. Pengelompokkan Rangkaian

Terpadu Digital

IC digital adalah bipolar dan MOS

yang pertama menghasilkan

transistor-transistor bipolar pada

satu serpih dan yang kedua

menghasilkan MOSFET. Keluarga

dasar dalam kategori bipolar

terdiri dari (Wijaya

Widjanarka,2006:125). :

1. RTL (Resistor Transistor

Logic)

2. DTL (Diode Transistor Logic)

3. TTL (Transistor-transistor

Logic)

4. ECL (Emitter Couploed

Logic)

b. Karakteristik Integrated Circuit

Digital

Dari beberapa IC digital didapati

karakteristik yang berbeda-beda

terhadap sifat-sifat umum yang

dimiliki oleh sekelompok IC

Haelka, Vol ? No ? 2010 : 1-10

6

digital. Karakteristik tersebut

menentukan jenis penggunaaan

dan aplikasinya. Beberapa

karakteristik tersebut diantaranya

adalah (KF Ibrahim,1996:58) :

1. Dissipasi daya adalah daya

yang dikonsumsi oleh suatu

gerbang apabila gerbang

tersebut secara penuh

digerakkan oleh masukannya.

2. Fan in adalah cacah gerbang

logika serupa yang dapat

dihubungkan ke masukan

tanpa menimbulkan

penurunan tegangan.

3. Fan out adalah gerbang logika

serupa yang dapat

dioperasikan oleh suatu

gerbang tanpa menyebabkan

penurunan tegangan pada

gerbang tersebut.

4. Kekebalan Derau adalah

tegangan derau maksimum

yang diperbolehkan pada

masukan tanpa menyebabkan

perubahan pada keluaran.

9. Integrated Circuit Transistor-transistor

Logic

Pada tahun 1994, Texan Instrumen

memperkenalkan logika transistor-

transistor (Transistor-transistor Logic,

disingkat TTL), satu kelompok alat-

alat digital yang dipakai secara luas.

TTL cepat, tidak mahal dan mudah

digunakan. Kelompok logika TTL ini

biasanya ditulis dengan seri 74xx dan

54xx yang terdiri dari berbagai jenis

serpih-serpih SSI dan MSI yang

memungkinkan pembentukan hampir

segala macam rangkaian dan sistem

digital (Albert Paul Malvino,1983:58).

E. Metode Penelitian

Metode yang akan dipergunakan pada

penelitian ini adalah metode

eksperimen laboratorium.

1. Rangkaian sistem minimum

mikrokontroler ATMega 8535

Sistem minimum mikrokontroler

adalah rangkaian elektronik minimum

yang diperlukan untuk beroperasinya

IC mikrokontroler. Sistem minimum

F. Hasil dan Pembahasan

a. Hasil

1. Hasil Pengujian Perangkat Keras

Pengujian sistem minimum

mikrokontroler AVR ATMega 8535

menggunakan AVOmeter analog

merk Heles YX-360���� dan

hasilnya dapat dilihat pada tabel 4.1

untuk pengujian output pada sistem

minimum mikrokontroler AVR

ATMega 8535 dan tabel 4.2 untuk

input pada sistem minimum AVR

ATMega 8535.

2. Hasil Pengujian Rangkaian RS 232

Pengujian rangkaian RS 232

dilakukan dengan mengukur

PEMANFAATAN KOMPUTER SEBAGAI ALAT PENGUJI IC TTL (Transistor-Transistor Logic) MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AVR ATMEGA 8535 ( Evi Septianingsih )

7

tegangan pada ���� (menerima data)

dan ���� (mengirim data) dari

rangkaian yang menggunakan IC

Maxim 232 sebagai pengubah logika

tegangan TTL menjadi logika

tegangan RS 232. Hasil pengujian

rangkaian RS 232 dapat dilihat pada

tabel 4.3.

3. Hasil Pengujian Perangkat Lunak

Hasil pengujian komunikasi

serial dapat dilihat pada

hyperterminal pada gambar 4.1.

b. Pembahasan

1. Analisis Pengujian Perangkat

Keras

Hasil pengujian rangkaian

sistem minimum mikrokontroler

AVR ATMega 8535 pada tabel

4.1 menunjukkan bahwa output

high mempunyai tegangan 4,8 V

dan output low mempunyai

tegangan 0 V. Hal tersebut

sesuai dengan reverensi tegangan

untuk logika 1 dan 0 dimana

untuk logika 1 reverensi

tegangannya adalah diatas 2,4

Volt dan logika 0 reverensi

tegangannya adalah dibawah 0,4

Volt. Hasil keluaran pada PORT

telah sesuai dengan logika

program yang dimasukkan pada

mikrokontroler AVR ATMega

8535. Pada saat PORTA

diprogram 0x0F maka LED di

������ akan menyala dan

���� �� akan mati.

Selain hasil pengujian output,

pengujian pada input sistem

minimum miktrokontroler AVR

ATMega 8535 juga sesuai

dengan reverensi tegangan untuk

logika 0, logika 1 dan r pull up.

Hasil percobaan yang telah

dicatat pad a tabel 4.2

menunjukan bahwa tegangan

logika input 0 sebesar 0,1 Volt,

tegangan logika input 1 sebesar 4

Volt dan tegangan r pull up

sebesar 4,2 Volt. Hal ini sudah

sesuai dengan reverensi tegangan

dibawah 0,4 Volt dianggap

logika 0.

Dari hasil percobaan input dan

output sistem minimum

mikrokontroler AVR ATMega

8535 dapat disimpulkan bahwa

sistem minimum miktrokontroler

AVR ATMega 8535 dalam

keadaan yang baik.

2. Analisis Pengujian Rangkaian RS

232

Berdasarkan tabel 4.3, pada

saat input level TTL dari

rangkaian RS 232 ������

tersebut diberi tegangan +5 VDC,

maka output dari IC RS 232

������� adalah – 15 VDC,

sedangkan pada saat input level

TTL dari rangkaian RS 232

Haelka, Vol ? No ? 2010 : 1-10

8

������ diberi tegangan 0 VDC,

maka output ������� adalat +10

VDC. Demikian pula untuk arah

sebaliknya, pada saat input level

RS 232 ������ diberi tegangan

+10 VDC, maka akan dihasilkan

level TTL 0 VDC. Sedangkat jika

input level RS 232 ������ diberi

tegangan -15 VDC, maka

dihasilkan level TTL +5 VDC.

Dari hasil pengukuran tersebut

tampak bahwa rangkaian RS 232

dapat berfungsi dengan baik. Hal

ini tentunya sesuai dengan

ketentuan bahwa logika ‘1’

terletak antara -3 Volt hingga -25

Volt dan logika ‘0’ terletak antas

+3 Volt hingga +25 Volt. Dengan

demikian dapat disimpulkan

bahwa rangkaian RS 232 dalam

keadaan baik.

3. Analisis Pengujian Perangkat

Lunak

Hasil komunikasi serial yang

dilihat pada hyperterminal pada

gambar 4.3 menunjukkan bahwa

ketika ditekan tombol a pada

keyboard maka akan

mengeluarkan data A pada

hyperterminal. Hal ini sesuai

dengan program yang dibuat

yaitu :

If

(data1==0x61){putchar(0x41);}

Data 0x61 merupakan data

heksa yang jika diubah kedalam

kode ASCII merupakan huruf “a”

dan data heksa 0x41 dalam kode

ASCOO merupakan “A”. Dengan

demikian dapat disimpulkan

bahwa komunikasi serial antara

mikrokontroler AVR ATMega

8535 dengan komputer berfungsi

dengan baik.

G. Kesimpulan

Berdasarkankan I hasil penelitian yang

bertujuan untuk membuktikan bahwa

sebuah alat penguji kerusakan IC TTL

dapat dibuat dengan memanfaatkan

komputer menggunakan mikrokontroler

AVR ATMega 8535 dan disertai

pengujian program, analisa terhadap

input dan output dari miktrokontroler

AVR ATMega 8353 serta pengujian alat

secara keseluruhan, maka dapat diambil

kesimpulan sebagai berikut :

1. Alat penguji IC TTL terdiri dari

sistem minimum mikrokontroler

AVR ATMega 8535, rangkaian

komunikasi serial RS 232, soket IC

TTL dan catu daya.

2. Mikrokontroler AVR ATMega 8535

dan komputer dengan program visual

basic 6.0 dapat difungsikan sebagai

alat penguji kerusakan IC TTL.

3. Proses pengujian IC TTL dilakukan

oleh mikrokontroler AVR ATMega

PEMANFAATAN KOMPUTER SEBAGAI ALAT PENGUJI IC TTL (Transistor-Transistor Logic) MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AVR ATMEGA 8535 ( Evi Septianingsih )

9

8535 dan komputer dengan bantuan

visual basic 6.0 sebagai tampilan

hasil pengujian kerusakan IC TTL

yang didalamnya ditampilkan juga

konfigurasi pin, jenis IC TTL dan

jenis output IC TTL.

4. Bahasa Pemrograman Visual Basic

6.0 di lingkungan windows dapat

digunakan sebagai bahasa

pemrograman antarmuka komputer

dengan desain yang menarik untuk

mengendalikan perangkat elektronik.

H. Saran

Adapun saran yang dapat menjadi

bahan pertimbangan untuk penelitian

selanjutnya :

1. Sebaiknya semua jenis IC digital

dapat diuji, baik dalam jenis IC TTL

maupun jenis IC CMOS.

2. Hasil pengujian sebaiknya meliputi

kaki-kaki IC TTL mana saja yang

rusak.

3. Mikrokontroler AVR ATMega 8535

yang digunakan dapat diganti dengan

mikrokontroler tipe lain seperti

Mikrokontroler AVR ATMega 16

atau Mikrokontroler AVR ATMega

32.

4. Gunakanlah tampilan untuk hasil

pengujian IC TTL selain program

visual basic 6.0.

Haelka, Vol ? No ? 2010 : 1-10

10

Daftar Pustaka

KF Ibrahim. 1996. Teknik Digital. Yogyakarta : ANDI.

Malvino, Albert Paul. 1983. Elektronika

Komputer Digital Pengantar Mikrokomputer. Jakarta : Erlangga.

Tokheim, Roger L. 1990. Elektronika

Digital. Jakarta: Erlangga. Tooley, Mike. 2003. Rangkaian Elektronik

Prinsip dan Aplikasi. Jakarta : Erlangga.

Widjanarka, Wijaya. 2006. Teknik Digital.

Jakarta: Erlangga. Willa, Lukas. 2007. Teknik Digital,

Mikroprosesso dan Mikrokomputer. Bandung : Informatika.