modul 1 meteotronika

DASAR-DASAR ELEKTRONIKA

Modul Praktikum 1.1

PENGUKURAN BESAR KOMPONEN LISTRIK

1. Tujuan Praktikum

Setelah selesai melakukan praktikum ini, praktikan diharapkan telah memiliki kemampuan sebagai berikut:1.1. Menggunakan osiloskop dan multimeter.1.2. Membaca kode warna resistor dan kode angka kapasitor. 1.3. Mengukur berbagai besaran elektronika.

2. Alat dan Komponen

2.1. Osiloskop2.2. Multimeter2.3. Generator Sinyal2.4. Protoboard

2.5. Catu daya2.6. Resistor2.7. Kapasitor2.8. Jumper

3. Teori Dasar

3.1. Besaran Elektronika

Dalam mempelajari elektronika, kita perlu melakukan pengukuran berbagai besaran elektronika. Besaran-besaran tersebut adalah tegangan, arus, hambatan, daya, kapasitansi, induktansi, frekuensi dan beda fasa. Penjelasan dari beberapa besaran tersebut adalah sebagai berikut:

No. Besaran Simbol Definisi Satuan Notasi1. Tegangan V Gaya yang menggerakkan muatan

listrikVolt V

2. Arus I Gerak elektron yang mengalir dari tegangan tinggi menuju tegangan yang lebih rendah

Ampere A

3. Hambatan R Kemampuan suatu benda dalam mengurangi arus

Ohm Ω

4. Daya P Energi listrik yang digunakan suatu beban selama satu detik

Watt W

5. Kapasitansi C Kemampuan suatu benda dalam menyimpan muatan listrik

Farad F

Suatu rangkaian elektronika terdiri dari beberapa komponen dan sumber arus. Di dalam elektronika dikenal dua jenis arus, yaitu arus searah (direct current, dc) dan arus bolak-balik (alternating current, ac). Arus searah artinya arus mengalir terus-menerus dari kutub negatif ke positif. Sedangkan arus bolak-balik adalah arus yang ditandai dengan tegangan yang berubah tanda secara berulang.

Pengukuran Elektronika Halaman 1


3.2. Komponen Elektronika

Ada dua macam komponen elektronik, yaitu komponen pasif dan komponen aktif. Komponen pasif adalah komponen yang dapat bekerja tanpa catu daya. Contoh komponen pasif adalah resistor, kapasitor, induktor dan transformator. Sedangkan komponen aktif adalah komponen yang memerlukan catu daya agar dapat bekerja. Contoh komponen aktif adalah transistor dan rangkaian terpadu (integrated circuit, ic).

1. Resistor

Resistor merupakan komponen pasif yang dibuat untuk mendapatkan hambatan tertentu. Hambatan tersebut dapat diketahui dari kode warna gelang pada badan resistor. Resistor dibuat dengan ukuran badan yang mencerminkan kemampuan bertahan terhadap daya lesap yang diterimanya jika dialiri arus. Suatu resistor dengan hambatan R yang dilalui arus I akan menerima daya lesap sebesar:

P = I2.R = V2

RDaya tersebut akan menaikkan suhu resistor dan jika melebihi kemampuan daya (power rating) yang ditentukan dapat menyebabkan kerusakan yang permanen, berupa perubahan nilai hambatan ataupun membuat resistor menjadi hangus. Kebanyakan resistor karbon dibuat agar mempunyai kemampuan daya sebesar ½ Watt. Di pasaran juga dijual resistor karbon dengan kemampuan daya ¼ Watt, 1 Watt dan 2 Watt. Resistor oksida logam dibuat dengan kemampuan daya hingga 10 Watt, sedang resistor lilit kawat dibuat hingga kemampuan lesap 50 Watt.

2. Kapasitor

Kapasitor merupakan suatu komponen pasif yang dibuat untuk mendapatkan kapasitansi tertentu. Kapasitor terbuat dari dua buah pelat konduktor yang dipisahkan oleh suatu lapisan isolator. Kapasitansi kapasitor dapat diketahui dari kode angka pada badan kapasitor.

Kapasitor elektrolit akan mempunyai kapasitansi sebagaimana tertera pada badannya jika diberi tegangan kerja sesuai dengan yang tertera. Jika kekutuban kapasitor elektrolit terbalik, sehingga pelat aluminium (Al) yang murni bekerja sebagai katoda (-) maka lapisan oksida anoda akan terjadi pada pelat Al yang kurang murni. Akibatnya lapisan yang terjadi sangatlah tipis dan jika diberi beda tegangan kecil saja dapat terjadi medan listrik yang amat besar di dalamnya sehingga terjadi kerusakan.

Inilah sebabnya mengapa kapasitor elektrolit mempunyai kekutuban atau polaritas, yaitu tanda + dan -. Potensial yang lebih tinggi hendaknya dipasang pada ujung positif (+) dan yang lebih rendah pada ujung negatif (-). Jika terbalik kapasitor menjadi rusak dan dapat meletup.

3. Transformator

Pada dasarnya transformator merupakan suatu komponen pasif dengan empat ujung. Sepasang ujung disebut primer dan pasangan ujung yang lain disebut sekunder. Transformator digunakan untuk mengubah tegangan bolak-balik pada primer menjadi tegangan bolak-balik pada sekunder. Transformator digunakan dalam elektronika untuk menurunkan tegangan bolak-balik atau menaikkan tegangan bolak-balik pada listrik PLN. Transformator semacam ini disebut transformator daya.



3.3. Alat Ukur

1. Multimeter

Multimeter adalah alat ukur yg mempunyai beberapa jangkauan dan dapat disetel untuk mengukur tegangan, arus, dan hambatan listrik (KBBI). Beberapa multimeter dilengkapi dengan kemampuan untuk mengukur kapasitansi dan frekuensi. Ada dua jenis multimeter, yaitu analog dan digital. Pada multimeter analog, hasil pengukuran besaran elektronika tersebut dinyatakan oleh besarnya simpangan jarum penunjuk. Sedangkan multimeter digital dinyatakan oleh angka-angka pada sebuah layar. Penggunaan amperemeter untuk mengukur arus tinggi (high current) hendaknya memperhatikan batas ukur dan batas waktu yang tertera pada badan multimeter.

2. Osiloskop

Osiloskop adalah osilograf yang mencatat gelombang listrik secara visual pada suatu layar (KBBI). Pola-pola gelombang isyarat yang terlihat pada layar osiloskop sebenarnya adalah tumbukan-tumbukan elektron yang lepas dari sumber elektron di dalam tabung dengan layar, yang diatur sedemikian rupa oleh medan-medan yang dihasilkan keping-keping sejajar horizontal dan vertikal. Keping-keping ini menimbulkan medan listrik yang besarnya tergantung pada tegangan inputnya, sehingga bila ada elektron yang melewati diantara keduanya akan dibelokkan sesuai dengan besar tegangan inputnya, sehingga pada layar akan terlihat pola-pola isyarat dari isyarat masukan.

3.3.2.1. Bagian-bagian Osiloskop

Osiloskop terdiri dari sebuah layar dan empat buah kontrol, yaitu kontrol layar, kontrol vertikal, kontrol horizontal dan kontrol trigger.

Gambar 1. Kontrol Layar

Gambar 2. Kontrol Vertikal



Gambar 3. Kontrol Horizontal

Gambar 4. Kontrol Trigger

AC : Untuk mengukur sinyal AC, sinyal DC tidak dapat diukur pada posisi ini karena terblokir oleh kapasitor osiloskop.

GND: Sinyal masukan akan dimatikan dan merupakan garis nol.DC : Untuk mengukur sinyal DC.

3.3.2.2. Pengukuran Besaran Elektronika

Berbeda dengan multimeter, osiloskop mampu menampilkan bentuk sinyal/isyarat berupa tanggapan tegangan terhadap waktu sehingga dapat digunakan untuk mengukur beda fasa antara dua sinyal. Sebelum memulai pengukuran sebaiknya osiloskop dikalibrasi terlebih dahulu. Berikut ini adalah penjelasan gambar mengenai pengukuran besaran-besaran elektronika menggunakan osiloskop:

1. Tegangan (V)



2. Frekuensi (F)

3. Beda Fasa (ϕ)



4. Penguatan Tegangan (Kv)

4. Percobaan

4.1. Perhatikanlah keterangan dan peragaan asisten anda tentang penggunaan alat-alat ukur yang akan anda gunakan selama praktikum. Simaklah dengan baik dan bila ada keterangan yang belum jelas, janganlah segan untuk bertanya pada asisten.

4.2. Setelah anda mengerti semua keterangan yang diberikan asisten, cobalah oleh anda sendiri melakukan kalibrasi alat-alat ukur yang tersedia. Janganlah ragu-ragu untuk bertanya pada asisten jika anda belum dapat melakukan kalibrasi dengan baik.

4.3. Ambilah tempat komponen sesuai dengan nama anda. Bacalah kode warna gelang resistor yang terdapat pada tempat komponen anda. Ukur hambatan resistor tersebut menggunakan ohmmeter dan masukkan hasil pembacaan dan pengukuran anda pada tabel di bawah ini.

No. Warna Gelang Kode Warna Pengukuran1 2 3 4 5 R (Ω) Rmin (Ω) Rmak (Ω) R (Ω)

1.2.3.4.5.

4.4. Lakukan pembacaan kode angka pada badan kapasitor dan ukurlah kapasitansinya menggunakan kapasitansimeter.

No. Kode Angka PengukuranC (F) Vkerja (V ) C (F)

1.2.3.4.5.

4.5. Hubungkan keluaran generator sinyal dengan konektor input osiloskop. Lakukan pengukuran tegangan menggunakan voltmeter dan osiloskop pada berbagai frekuensi.



Besarnya frekuensi dapat diketahui secara langsung dengan cara menghubungkan generator sinyal ke frekuensimeter. Masukkan hasil percobaan anda pada tabel berikut.

Sinyal Sinusoidal

No. Frekuensi (Hz)

Voltmeter OsiloskopV (Volt) Div Volt/

DivV (Vpp) Gambar

1. 1 K

2. 5 K

3. 10 K

Sinyal Persegi

No. Frekuensi (Hz)


DivV (Vpp) Gambar

1. 1 K



2. 5 K

3. 10 K

Sinyal Segitiga

No. Frekuensi (Hz)


DivV (Vpp) Gambar

1. 1 K

2. 5 K

3. 10 K

5. Tugas Praktikum

5.1. Jelaskan mengapa nilai-nilai yang terbaca pada kode warna berbeda dengan hasil pengukuran ohmmeter!



5.2. Jelaskan perbedaan pengukuran antara voltmeter dan osiloskop!

5.3. Jelaskan pengertian dari istilah-istilah berikut ini:

Kalibrasi :

Toleransi :

Vpp :

Frekuensi :

Induktansi :

Beda fasa :

5.4. Jelaskan prinsip kerja dari alat ukur di bawah ini:

Voltmeter DC :

Amperemeter DC :

Ohmmeter :

Voltmeter AC :

5.5. Sebutkan syarat voltmeter ideal beserta alasannya.



5.6. Sebutkan syarat amperemeter ideal beserta alasannya.

6. Ringkasan Praktikum

(Tuliskan semua hal yang sudah anda pelajari pada praktikum ini secara singkat & jelas)

Referensi:



Modul Praktikum Elektronika, Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Fisika ITB. Slide Praktikum Rangkaian Elektrik. Laboratorium Dasar Teknik Elektro STEI ITB. Sutrisno. Elektronika Jilid 1. Penerbit ITB.

PRAKTIKAN NILAI ASISTENNamaNIM

Modul Praktikum 1.2

RANGKAIAN ELEKTRIK

7. Tujuan Praktikum

Setelah selesai melakukan praktikum ini, praktikan diharapkan telah memiliki kemampuan sebagai berikut:7.1. Memahami pentingnya pembebanan pada catu daya.7.2. Menggambar tanggapan amplitudo dan fasa rangkaian tapis. 7.3. Merancang catu daya dengan keluaran tegangan tetap.


8.1. Osiloskop8.2. Multimeter8.3. Generator Sinyal8.4. Protoboard

8.5. Catu daya8.6. Resistor8.7. Kapasitor8.8. Jumper

9. Teori Dasar

Rangkaian listrik atau rangkaian elektrik merupakan gabungan dari beberapa komponen elektronika dan sumber arus baik ac maupun dc. Untuk menganalisis suatu rangkaian listrik digunakan rangkaian setara. Rangkaian setara adalah suatu rangkaian sederhana yang berperilaku sama seperti rangkaian yang diselidiki. Ada dua rangkaian setara, yaitu: Thevenin dan Norton. Hampir semua rangkaian dapat dianalisis menggunakan rangkaian setara Thevenin, kecuali rangkaian yang berperilaku seperti suatu sumber arus tetap, misalnya antena radio dan keluaran transistor. Antena radio dan keluaran transistor dianalisis menggunakan rangkaian setara Norton.

Thevenin berdalil bahwa: “Setiap rangkaian dengan dua ujung atau gerbang tunggal, dapat digantikan dengan suatu sumber tegangan tetap dan suatu hambatan yang terpasang secara seri”.



Gambar 1. Rangkaian Setara Thevenin

Pada rangkaian setara Thevenin, ε i=V i,b dan εo =Vo,b. Untuk menentukan Ro dan Ri, kita gantikan sumber tegangan ε i dan εo dengan hubungan singkat.

9.1. Pembebanan

Suatu rangkaian dengan hambatan keluaran yang besar mudah terbebani. Jika tegangan pada rangkaian tersebut menurun, maka rangkaian dikatakan sedang mengalami jatuh tegangan. Jatuh tegangan sangat dihindari oleh para pembuat catu daya. Jatuh tegangan dapat mengakibatkan kerja suatu piranti elektronik menurun hingga tidak berfungsi.

9.2. Tapis

Terdapat dua macam tapis dasar dalam elektronika, yaitu tapis lolos rendah (Low Pass Filter, LPF) dan tapis lolos tinggi (High Pass Filter, HPF). Low-pass filter yang dirangkai dengan HPF (filter yang meneruskan frekuensi tinggi) akan membentuk filter baru, yaitu tapis lolos tengah (Band Pass Filter, BPF) yang meneruskan sinyal pada jangkauan frekuensi tertentu ataupun Band Stop Filter (menghambat sinyal pada frekuensi tertentu).

Tapis pelewat rendah atau tapis lolos rendah (LPF) digunakan untuk meneruskan sinyal berfrekuensi rendah dan meredam sinyal berfrekuensi tinggi. Sinyal dapat berupa sinyal listrik seperti perubahan tegangan maupun data-data digital seperti citra dan suara.

Untuk sinyal listrik, low-pass filter direalisasikan dengan meletakkan kumparan secara seri dengan sumber sinyal atau dengan meletakkan kapasitor secara paralel dengan sumber sinyal. Contoh penggunaan filter ini adalah pada aplikasi audio, yaitu pada peredaman frekuensi tinggi (yang biasa digunakan pada tweeter) sebelum masuk speaker bass atau subwoofer (frekuensi rendah). Kumparan yang diletakkan secara seri dengan sumber tegangan akan meredam frekuensi tinggi dan meneruskan frekuensi rendah, sedangkan sebaliknya kapasitor yang diletakkan seri akan meredam frekuensi rendah dan meneruskan frekuensi tinggi. Batas frekuensi antara sinyal yang dapat diteruskan dan yang diredam disebut dengan frekuensi cut-off. Frekuensi cut-off atau frekuensi potong dapat ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut:

f c =12π τ

=12π RC

9.3. Catu Daya

Catu daya adalah sumber arus dan tegangan dc yang merupakan hasil konversi dari arus ac. Catu daya yang baik dapat memberikan tegangan tetap dan daya keluaran yang


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Band-stop_filter&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Band-pass_filter&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=High-pass_filter&action=edit&redlink=1


dibutuhkan oleh suatu piranti elektronik. Perhitungan yang tepat sangat berguna dalam menentukan spesifikasi dari komponen elektronik yang akan digunakan.

10. Percobaan

10.1. Gunakanlah catu daya untuk melakukan pembebanan dengan menggunakan resistor yang disediakan. Ukur dahulu besar hambatan resistor dengan menggunakan multimeter dan hitunglah daya keluaran. Jika daya keluaran lebih besar dari daya lesap resistor, gantilah dengan resistor yang mempunyai daya lesap lebih besar daripada daya keluaran catu daya. Lakukanlah 5 kali pengukuran dan tabelkan percobaan anda pada tabel di bawah ini.

No. Vo, b (Volt) RL (Ω) Plesap Pkeluaran = Vo, b. RL Vo (Volt)1.2.3.4.5.

Gambar 2. Pembebanan Catu Daya

10.2. Pasanglah susunan resistor dan kapasitor pada protoboard hingga membentuk rangkaian seperti pada Gambar 3. Pilihlah resistor dan kapasitor agar fpotong = 6 kHz.

f c = f potong =12π τ

=12π RC

Gambar 3. Low Pass Filter

10.3. Lakukan pengukuran tegangan Vi, Vo dan beda fasa di berbagai frekuensi. Tabelkan hasil pengukuran yang sudah anda peroleh.

No f (Hz) Vi (Vpp) Vo (Vpp) ϕ (o)



.1. 1 K2. 3 K3. 6 K4. 8 K5. 12 K

10.4. Tukarlah posisi R dan C pada Gambar 3 hingga menjadi rangkaian pada Gambar 4.

Gambar 4. High Pass Filter

10.5. Lakukan pengukuran tegangan Vi, Vo dan beda fasa di berbagai frekuensi. Tabelkan hasil pengukuran yang sudah anda peroleh.

No.

f (Hz) Vi (Vpp) Vo (Vpp) ϕ (o)

1. 1 K2. 3 K3. 6 K4. 8 K5. 12 K

10.6. Lakukanlah pengukuran tegangan menggunakan osiloskop dan dokumentasikan bentuk isyarat pada setiap titik pada rangkaian catu daya berikut.

Gambar 5. Catu Daya

Isi tabel di bawah ini!

Titik Tegangan (Vpp) Dokumentasi

a



b

c

d

e

f

g



11. Tugas Praktikum

11.1. Gambarkanlah kurva pembebanan dari hasil percobaan 4.1 pada kertas semilog dan tempelkan pada kotak kosong di bawah ini.

11.2. Gambarkanlah tanggapan amplitudo rangkaian LPF dan HPF pada kertas semilog dan tempelkan pada kotak kosong di bawah ini. Gunakan skala logaritma pada sumbu frekuensi (sumbu-x) dan skala dB pada sumbu vertikal (sumbu-y)

LPF

HPF



11.3. Gambarkanlah tanggapan fasa rangkaian LPF dan HPF pada kertas semilog dan tempelkan pada kotak kosong di bawah ini. Gunakan skala logaritma pada sumbu frekuensi (sumbu-x) dan skala dB pada sumbu vertikal (sumbu-y)

LPF

HPF

11.4. Kenapa kita perlu menganalisis suatu rangkaian listrik ?

11.5. Sebutkan perbedaan antara rangkaian setara Thevenin dan rangkaian setara Norton.



11.6. Jelaskan pengertian dari istilah-istilah berikut ini:

Pembebanan :

Beban :

Gerbang :

Jatuh tegangan :

Frekuensi potong :

Kurva pembebanan :12. Ringkasan Praktikum




Referensi: Sutrisno. Elektronika Jilid 1. Penerbit ITB. http://id.wikipedia.org/wiki


Modul Praktikum 1.3

PENGUAT TRANSISTOR


http://id.wikipedia.org/wiki


13. Tujuan Praktikum

Setelah selesai melakukan praktikum ini, praktikan diharapkan telah memiliki kemampuan sebagai berikut:13.1. Menggunakan datasheet transistor untuk memperoleh nilai hfe, PDmax dan VCEmax.13.2. Merangkai dan menjalankan penguat emitor ditanahkan.13.3. Merancang penguat emitor ditanahkan.13.4. Menganalisis rangkaian penguat transistor.13.5. Mengukur tanggapan amplitudo penguat transistor.


14.1. Osiloskop14.2. Multimeter14.3. Generator Sinyal

14.4. Protoboard14.5. Catu daya14.6. Resistor

14.7. Kapasitor14.8. Transistor14.9. Jumper

15. Teori Dasar

15.1. Transistor

Di zaman modern ini, transistor hampir ada pada setiap peralatan elektronik. Transistor digunakan sebagai penguat isyarat, artinya isyarat lemah pada masukan diubah menjadi isyarat yang kuat pada keluaran. Transistor bekerja berdasarkan kepekaan arus yang dihasilkan oleh emitor (pengeluar) oleh beda tegangan antara emitor dan basis (tumpuan). Arus emitor tersebut dikumpulkan oleh kolektor (pengumpul) yang diberi panjar mundur oleh catu daya atau baterai, sehingga arus tak dapat membalik dari kolektor ke basis. Secara singkat dapat dikatakan bahwa prinsip kerja transistor adalah pengaturan arus basis yang kecil agar menghasilkan arus kolektor yang besar.

Untuk mempermudah dalam mempelajari transistor terlebih dahulu pahami pengertian dari beberapa istilah berikut ini:Bias = panjar : Tegangan dan arus dc yang harus terlebih dahulu dipasang agar

rangkaian transistor bekerja.Panjar maju : Tegangan dari kutub positif catu daya atau baterai yang

diberikan pada semikonduktor jenis P.Panjar mundur : Tegangan dari kutub positif catu daya atau baterai yang

diberikan pada semikonduktor jenis N.Titik-q : Titik kerja transistor.Keadaan-q : Keadaan tenang = keadaan tanpa isyarat.

15.2. Penguat Emitor Ditanahkan

Transistor adalah suatu komponen aktif, sehingga memerlukan bias agar dapat bekerja. Terdapat tiga cara yang umum untuk member bias pada transistor, yaitu: Penguat Emitor Ditanahkan (Common Emitter) Penguat Kolektor Ditanahkan (Common Collector) Penguat Basis Ditanahkan (Common Base)



Penguat emitor ditanahkan adalah rangkaian yang paling sering digunakan untuk berbagai aplikasi yang menggunakan transistor. Hal ini disebabkan penguat emitor ditanahkan mempunyai hambatan masukan besar dan hambatan keluaran kecil, sehingga memungkinkan digandengkan dengan penguat lain untuk mendapatkan penguatan yang besar.

1. Parameter Penting dan Rangkaian Dasar

Dari hukum Kirchhoff diketahui bahwa jumlah arus yang masuk ke satu titik akan sama jumlahnya dengan arus yang keluar. Jika teorema tersebut diaplikasikan pada transistor, maka hukum itu menjelaskan hubungan:

IE = IC + IB (1)

Gambar 1. Arus yang bekerja pada sebuah transistor

Persamaan (1) diatas mengatakan bahwa arus emitor (IE) adalah jumlah dari arus kolektor (IC) dengan arus basis (IB). karena IB sangat kecil sekali dibandingkan dengan IC, maka dapat dinyatakan:

IE = IC (2)

Alpha (α )Pada datasheet transistor sering dijumpai spesifikasi alpha dc (α dc) yang tidak lain

adalah:

α dc = IC

IE(3)

Definisinya adalah perbandingan arus kolektor terhadap arus emitor. Karena besar arus kolektor umumnya hampir sama dengan besar arus emitor, maka idealnya besar α dc=1 (satu). Namun umumnya transistor yang ada memiliki αdc kurang lebih antara 0.95-0.99.

Beta (β)Beta atau hfe didefinisikan sebagai besarnya perbandingan antara arus kolektor dengan arus basis.

β=hfe= IC

IB(4)

Dengan kata lain, β adalah parameter yang menunjukkan kemampuan penguatan arus (current gain) dari suatu komponen. Parameter ini dapat diperoleh dari datasheet transistor atau melalui pengukuran menggunakan multimeter.



Gambar 2. Rangkaian dasar penguat emitor ditanahkan

Seperti yang terlihat pada Gambar 2, emitor dari penguat emitor ditanahkan dihubungkan dengan ground atau 0 Volt. Penjelasan mengenai notasi yang terdapat pada Gambar 2 adalah sebagai berikut: VBB = Sumber tegangan yang masuk ke basis VCC = Sumber tegangan yang masuk ke kolektor VCE = Tegangan jepit kolektor-emitor VBE = Tegangan jepit basis-emitor RC = Hambatan yang dipasang seri terhadap kolektor sehingga mengalir IC

RB = Hambatan yang dipasang seri terhadap basis sehingga mengalir IB

Rangkaian pada Gambar 2 sebenarnya merupakan gabungan dari dua rangkaian dioda yang salah satunya ditunjukkan oleh Gambar 3.

Gambar 3. Rangkaian diode pada sebuah transistor

Jika hukum Ohm diterapkan pada rangkaian Gambar 3 diperoleh persamaan berikut:VBB = VBE + IB.RB

atau

IB= (VBB- VBE )RB

(5)

2. Daerah Kerja Transistor

Kurva keluaran transistor dapat digunakan untuk mengetahui dan mempelajari daerah kerja transistor. Dari kurva pada Gambar 4 terlihat ada beberapa daerah kerja transistor, yaitu:1. Daerah Saturasi

Daerah saturasi adalah mulai dari VCE = 0 Volt hingga kira-kira 0.7 Volt (transistor silikon), yaitu akibat dari efek dioda kolektor-basis yang mana VCE belum mencukupi untuk dapat menyebabkan aliran elektron.

2. Daerah Cut-OffJika kemudian Vcc dinaikkan perlahan-lahan sampai VCE tertentu tiba-tiba IC mulai konstan. Pada saat perubahan ini, daerah kerja transistor berada pada daerah cut-off yaitu dari keadaan saturasi (OFF) lalu menjadi aktif (ON).



Perubahan ini dipakai pada sistem digital yang hanya mengenal angka biner 1 dan 0 yang tidak lain dapat direpresentasikan oleh status transistor OFF dan ON.

Gambar 4. Kurva keluaran transistor

3. Daerah AktifDaerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif, dimana IC konstan terhadap berapapun nilai VCE. Dari kurva tersebut diperlihatkan bahwa IC hanya tergantung dari besar IB. daerah kerja ini biasa juga disebut daerah linier (linear region).

Jika hukum Kirchhoff mengenai tegangan dan arus diterapkan pada lingkar (loop) kolektor, maka dapat diperoleh hubungan:

VCC = VCE + IC.RC

atau VCE = VCC – IC.RC (6)

Disipasi daya transistor adalah: PD = VCE.RC (7)

Persamaan (7) menyatakan bahwa jumlah disipasi daya transistor adalah tegangan kolektor-emitor dikalikan jumlah arus yang melewatinya. Disipasi daya ini berupa panas yang menyebabkan naiknya temperatur transistor. Pada umumnya untuk transistor power sangat perlu untuk mengetahui spesifikasi PDmax. Spesifikasi ini menunjukkan temperatur kerja maksimum yang diperbolehkan agar transistor masih bekerja normal. Sebab jika transistor bekerja melebihi kapasitas daya PDmax, maka transistor dapat terbakar dan rusak.

4. Daerah BreakdownDari kurva keluaran transistor di atas terlihat bahwa jika VCE > 40 Volt akan terjadi peningkatan cepat IC. Transistor pada daerah ini disebut berada pada daerah breakdown. Seharusnya transistor tidak boleh bekerja pada daerah ini, karena akan dapat merusak transistor tersebut. Untuk berbagai jenis transistor nilai VCEmax yang diperbolehkan sebelum breakdown bervariasi.VCEmax transistor selalu tercantum pada datasheet.

3. Perancangan Penguat Transistor

Rangkaian dasar penguat emitor ditanahkan yang ditunjukkan oleh Gambar 2 terdiri dari sebuah transistor NPN, dua resistor (RB dan RC) serta dua catu daya (VBB dan VCC). Karena kekutuban catu daya VBB dan VCC sama, orang biasanya menggunakan satu catu daya saja seperti pada Gambar 5.



Gambar 5. Penguat emitor ditanahkan dengan catu daya tunggal

Isyarat dimasukkan pada basis dan keluaran diambil dari kolektor. Agar arus panjar tidak mengalir ke sumber isyarat masukan dan keluaran penguat, maka dipasanglah kapasitor penggandeng Cin dan Cout seperti pada Gambar 6.

Gambar 6. Penguat emitor ditanahkan dengan sepasang kapasitor penggandeng

Hal terpenting yang perlu diperhatikan dalam merancang suatu penguat adalah penentuan titik kerja transistor (titik-q). Agar isyarat tegangan dan arus keluaran simetrik dan tanpa cacat, titik-q kita pilih di tengah garis beban. Dari Gambar 6 diperoleh hubungan:

VCE = VCC – IC.RC

atau

IC = VCC- VCE

RC(8)

Persamaan (8) dinamakan persamaan garis beban. Garis beban pada kurva keluaran transistor dapat diperoleh dengan menghubungkan kedua titik potongnya, yaitu titik potong terhadap sumbu VCE (IC=0) dan sumbu IC (VCE=0). Dengan memilih titik-q di tengah garis

beban (VCE(q)= 12

VCC), maka akan diperoleh nilai IB(q) dan IC(q).

Arus kolektor pada keadaan-q sangat peka terhadap perubahan suhu, sehingga jika suhu naik maka titik-q akan bergeser di sepanjang garis beban. Untuk mengatasi hal ini, pada emitor dipasang hambatan RE dengan nilai hambatan yang besar. Namun demikian, jika digunakan RE yang terlalu besar akan mempengaruhi besarnya penguatan dan menimbulkan cacat pada bentuk isyarat keluaran. Pengaruh ini dapat diatasi dengan memasang kapasitor pintas CE parallel dengan RE. Hal ini menyebabkan arus isyarat kecil (ac) dipintas oleh CE

agar tak melalui RE.



Gambar 7. Garis beban pada kurva keluaran transistor

Faktor kemantapan arus (SI) adalah parameter penting lainnya dalam merancang suatu

penguat yang besarnya ≅ RB

RE. Sutrisno (1986) menggunakan SI ≅ 10 dan RE ≅

15

RC.

Tegangan panjar pada basis diberikan dengan menggunakan rangkaian pembagi tegangan seperti pada Gambar 8 berikut ini.

Gambar 8. Panjar pembagi tegangan pada penguat emitor ditanahkan

Perancangan penguat emitor ditanahkan dimulai dengan menentukan nilai VCC dan RC. Kemudian gambarkan garis beban pada kurva keluaran transistor untuk mendapatkan IC(q) dengan memilih titik-q di tengah garis beban. Sehingga diperoleh VB dalam keadaan-q sebesar:

VB(q) = VBE(q) + VE(q)

VB(q) = VBE(q) + VE(q)

VB(q) = 0.7 + 15

RC.IC(q)

RB1 dan RB2 diperoleh dengan menyelesaikan dua persamaan di bawah ini:



RB2

RB1+RB2

VCC = VB(q) (9)

RB1 //RB2

RE

= 10 (10)

4. Analisis Rangkaian Penguat Transistor

Perhitungan rangkaian penguat meliputi perhitungan hambatan masukan, hambatan keluaran dan penguatan tegangan. Agar dapat melakukan perhitungan tersebut, orang menggunakan rangkaian setara transistor. Rangkaian setara yang digunakan adalah rangkaian setara isyarat kecil, yang berlaku untuk isyarat dengan perubahan yang jauh lebih kecil daripada nilai arus dan tegangan pada keadaan-q. Sehingga dapat digunakan hambatan isyarat kecil pada keadaan-q.

Ada beberapa macam rangkaian setara isyarat kecil untuk transistor. Rangkaian setara yang banyak digunakan adalah rangkaian setara parameter-h. Dalam rangkaian setara parameter-h digunakan rangkaian setara Thevenin pada masukan dan pada keluaran menggunakan rangkaian setara Norton.

Rangkaian setara parameter-h untuk penguat emitor ditanahkan ditunjukkan oleh Gambar 9. Dari gambar tersebut diperoleh hubungan:

v i= h ie. i b+ hre . vo

i c =h fe . ib +hoe . vo

Gambar 9. Rangkaian setara parameter-h

Dengan menggunakan Gambar 9 dan definisi parameter-h diperoleh hubungan berikut:1. hie

h ie= (1+ h fe ) re=(1+ h fe )(25IE (q ) )

h ie= (1+ h fe )(25IC (q ) )= (1+ h fe )(25

VCE(q)RC +RE

)hie=(1+h fe )( 25 ( RC+RE )

V CE(q) )2. hoe dan hfe



Kedua nilai tersebut dapat diperoleh dari datasheet transistor.3. Penguatan tegangan (Kv)

K v =vo

v i

K v = -

h fe(1hoe

// RC)h ie

4. Hambatan masukan (Ri)R i =RB // h ie

5. Hambatan keluaran (Ro)

Ro= (1hoe) // RC

16. Percobaan

16.1. Parameter penting transistor

1. Gunakan transistor BC 107 yang telah disediakan oleh asisten sebagai komponen utama untuk penguat emitor ditanahkan.

2. Carilah nilai hfe, PDmax dan VCEmax pada datasheet transistor yang diberikan oleh asisten, kemudian isikan pada tabel berikut:

No. Parameter Datasheet Keterangan1. hfe IC =__ mA

VCE = __ V f = __ kHz

2. PDmax (Watt) -3. VCEmax (Volt) -

16.2. Merangkai penguat emitor ditanahkan

Rangkailah komponen-komponen yang ada menjadi penguat emitor ditanahkan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5 di bawah ini pada protoboard / breadboard.



Gambar 10. Rangkaian penguat emitor ditanahkan

16.3. Menjalankan penguat emitor ditanahkan

Jalankan rangkaian penguat emitor ditanahkan pada Gambar 10 dan lakukan beberapa pengukuran listrik dengan mengikuti prosedur berikut ini: Hubungkan rangkaian dengan catu daya dan ukur VCC, VCC = ____Volt. Atur potensiometer RB1 agar VCE = ½ VCC = ____ Volt.

16.4. Mengamati tegangan masukan dan keluaran penguat.

Hubungkan penguat emitor ditanahkan dengan sinyal sinusoidal dari generator sinyal. Amati tegangan masukan dan keluaran penguat pada layar osiloskop dan dokumentasikan pada kotak kosong di bawah ini.

16.5. Jalankan penguat daya audio yang tersedia dengan memberikan masukan sinyal suara dari komputer. Lakukan pengamatan keluaran penguat pada layar osiloskop, dokumentasikan dan tempel pada kotak kosong di bawah ini.



17. Tugas Praktikum

17.1. Jelaskanlah maksud dari setiap parameter penting yang Anda peroleh pada percobaan 4.1.2 beserta kegunaannya.

hfe = Arti :

Kegunaan :

PDmax (Watt) =Arti :

Kegunaan :

VCEmax (Volt) =Arti :

Kegunaan :

17.2. Jelaskanlah fungsi atau kegunaan dari setiap komponen pendukung yang digunakan pada percobaan 4.2.



17.3. Apakah yang membedakan antara penguat emitor ditanahkan dengan penguat daya audio ?



17.6. Apakah yang dimaksud dengan penguat gandengan ?

17.7. Sebutkan jenis-jenis penguat gandengan beserta ciri-cirinya!

17.8. Bagaimana cara anda untuk mengetahui suatu transistor apakah masih berfungsi dengan baik atau sudah rusak ?

17.9. Pelajari rangkaian Penguat Daya Audio yang disediakan oleh asisten, kemudian kerjakan hal-hal berikut:1. Menggambar ulang rangkaian 2. Mengukur tegangan dan arus setiap titik yang ditentukan3. Menghitung hambatan masukan dan keluaran



4. Membuat rangkaian setara untuk masing-masing tahapan penguatan5. Analisis grafik isyarat pada penguat daya setangkup komplementer6. Membuat ulang penguat daya audio



Referensi: Modul Praktikum Elektronika, Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Fisika ITB. Sutrisno. Elektronika Jilid 1. Penerbit ITB. Sutrisno. Elektronika Jilid 2. Penerbit ITB.


Modul Praktikum 1.4

ELEKTRONIKA DIGITAL

1. Tujuan Praktikum

Setelah selesai melakukan praktikum ini, praktikan diharapkan telah memiliki kemampuan sebagai berikut:1.1. Membuat analisis terhadap berbagai alat digital jika diketahui rangkaiannya1.2. Memahami bacaan tentang komponen-komponen digital1.3. Menganalisis rangkaian gerbang logika1.4. Menganalisis rangkaian flip-flop.


2.1. Osiloskop2.2. Multimeter2.3. Generator Sinyal

2.4. Protoboard2.5. Catu daya2.6. Resistor

2.7. Kapasitor2.8. Transistor2.9. Jumper

3. Teori Dasar

3.1. Isyarat Digital

Isyarat yang diproses oleh suatu penguat dapat mempunyai daerah nilai tegangan yang kontinu. Isyarat semacam ini dikatakan bersifat analog. Isyarat yang banyak digunakan dalam elektronika digital hanya mempunyai dua nilai saja, satu nilai dinyatakan dengan H (High) dan nilai yang lain dinyatakan dengan L (Low). Nilai tegangan untuk isyarat H dan L bergantung kepada sistem rangkaian yang digunakan. Misalnya untuk sistem rangkaian yang dikenal dengan nama TTL (Transistor Transistor Logic), nilai tegangan antara 2 V dan 5 V adalah isyarat H , sedang isyarat antara 0 V dan 0.8 V adalah isyarat L. isyarat H pada umumnya juga disebut logika 1 dan isyarat L pada umumnya disebut logika 0. Jelaslah bahwa dalam elektronika digital isyarat bersifat diskrit. Kata digital sendiri berasal dari kata digit yang berarti angka. Jam digital menggunakan penunjukkan berupa angka-angka yang diskrit dengan satuan detik. Jam yang menggunakan jarum penunjuk adalah jamanalog, sebab penunjukkan jarum dinyatakan oleh letak jarum yang dapat mempunyai harga sudut yang kontinu.

3.2. Sistem Bilangan Biner



Kita sudah terbiasa menghitung dengan menggunakan angka berupa kelipatan 10. Kita menghitung dari 0 hingga 9 dan angka berikutnya kita beri simbol 10. Selanjutnya kita menghitung dari 11 hingga 19 dan angka selanjutnya ditulis 20. Sistem angka seperti di atas disebut sistem desimal.

Elektronika digital bekerja dengan logika biner, sehingga hanya dapat bekerja dengan dua nagka saja, yaitu 0 dan 1. Dikatakan sistem yang digunakan mempunyai basis 2 dan disebut sistem bilangan biner. Oleh karena bilangan biner tak mudah diingat, maka pada komputer orang menggunakan sistem bilangan yang dekat dengan sistem bilangan, yaitu: sistem bilangan oktaf dengan basis 8 dan sistem bilangan heksadesimal dengan basis 16. Dalam kegiatan ini hanya dibahas sistem bilangan biner.

Seperti dikemukakan di depan, sistem bilangan biner hanya menggunakan dua angka dasar, yaitu: 0 dan 1. Kedua angka ini disebut bit (binary digit). Dengan menggunakan 3 bit kita dapat membentuk angka biner, yaitu seperti pada tabel berikut:

Biner Desimal000 0001 1010 2011 3100 4101 5110 6111 7

Untuk membedakan angka 110 biner dengan 110 desimal, maka angka 110 biner ditulis 1102 dan 110 desimal ditulis 11010. Secara umum dapat dikatakan bahwa dengan menggunakan bilangan biner n bit kita dapat bentuk 2n buah bilangan biner. Suatu bilangan desimal 13410, misalnya diartikan sebagai 100+30+4=1 x 1 02+3x 101+4 x 100 sejajar dengan ini suatu bilangan biner 5 bit

110012=1 x24+1x 23+0 x22+0 x 21+1 x20

¿1 610+810+110=2510

Suatu bilangan desimal dapat diubah menjadi biner dengan cara seperti pada contoh berikut. Misalnya kita ingin mengubah bilangan 8910 menjadi bentuk biner. Angka 8910 terus kta bagi dengan 2 cara dan sisanya akan menghasilkan bilangan biner bila dibaca dari bawah.

Sehingga kita peroleh: 8910 = 10110012. Untuk memeriksa apakah ini betul, angka biner kita ubah lagi menjadi angka desimal:

10110012=1 x26+0 x 25+1 x 24+1 x23+0 x 22+0 x 21+1 x 20

¿64+0+16+6+0+0+1=8910

Cara lain untuk menyatakan bilangan desimal secara biner, adalah dengan mengubah trap angka desimal, dengan bilangan biner 4 bit. Sebagai contoh angka 175 angka 5 dinyatakan denan 0101, angka 7 dengan 0111, dan angka 1 dengan 0001, maka bilangan 17510 = 0001 0111 0101. Cara ini disebut kode BCD (Binary Coded Decimal). Jadi 17510 = 000101110101 BCD. Kode ini banyak digunakan pada rangkaian pencacah (counter). Bilangan biner dapat dijumlahkan, dikalikan dan dikurangkan seperti pada bilangan desimal. Pada penjumlahan



sebelah kanan, kita telah menggunakan sifat penjumlahan biner 1+1=0 beserta suatu bawaan (carry).

3.3. Rangkaian Digital

3.3.1. Gerbang Logika Dasar

Terdapat beberapa gerbang logika yang digunakan dalam dalam elektronika digital, dapat dilihat dalam tabel berikut ini:

3.3.1.1. Rangkaian Gerbang Logika Kombinasional

Rangkaian Gerbang logika Kombinasional dipakai dipakai pada rangkaian Adder, rangkaian adder ini banyak dipakai dalam aritmatika yang menjadi dasar dari ALU (Arithmatic and Logical unit) atau yang merupakan otak dari sistem mikro komputer.

A. Rangkaian Half Adder (2 bit)

Ini adalah rangkain dasar dari rangkaian adder, rangkaiannya sebagai berikut :



Rangkaian diatas diatas adalah adalah rangkaian half adder 1 bit, rangkaian diatas berfungsi untuk menjumlahkan sebanya satu bit, misalnya pada masukan A berlogika 1 dan B berlogika 1, maka keluarannya adalah 10, CO (Carry out) bisa dipakai jika rangkaian ini akan dikembangkan menjadi lebih dari 2 bit.

B. Rangkaian Full Adder

Rangkaian Full adder adalah sebagai berikut :

Dalam rangkaian diatas, merupakan penyempurnaan dari Half adder, sehinnga pada rangkaian ini dapat dapat menyertakan Carry out dari dari penjumlahan sebelumnya, dengan adanya Carry in maka rangkaian diatas dapat dikembankan menjadi lebih dari 1 bit masukan, bisa 8bit, 16bit, dll.



3.3.1.2. Rangkaian Gerbang Logika Sekuensial

Rangkaian Gerbang Logika sekuensial adalah suatau rangkaian yang keluarannya dipengaruhi oleh logika masukan sebelumnya (Waktu sebelumnya).

Rangkaian Gerbang Logika Sekuensial adalah sebagai berikut :A. Flip – Flop RS

B. D Flip – Flop



C. Flip – Flop JK

3.3.2. Timer 555

Fungsi dari IC555 dapat menghasilkan sinyal pendetak/sinyal kotak. bagaimana kreativitas kita untuk merangkainya, fungsi IC 555 bisa digunakan untuk beberapa fungsi diantaranya adalah sebagai clock untuk jam digital, hiasan menggunakan lampu LED, menyalakan 7-segment dengan rangkaian astable, metronome dalam industry music, timer counter, atau dengan lebih dalam mengutak-atik lagi dapat memberikan PWM (pulse width modulation) yang mengatur frekuensi sinyal logika high untuk mengatur duty cycle yang diinginkan.

Tentunya dalam melakukan/membuat sebuah rangkaian agar dapat berfungsi sebagaimana mestinya alangkah baiknya kita memahami fungsi dari masing-masing kaki IC 555 tersebut. Fungsi kaki IC 555 tersebut antara lain sebagai berikut :

1. Pin 1(Ground). Adalah titik referensi untuk seluruh sinyal dan tegangan pada rangkaian 555, baik rangkaian intenal maupun rangkaian eksternalnya. 2. Pin 2(Trigger). Untuk membuat output high, ini terjadi pada saat level tegangan pin trigger dari High menuju < 1/3 Vcc



3. Pin 3(Output). Output mempunyai 2 keadaan, High dan Low 4. Pin 4(Reset). Saat low, pin 4 akan reset. Pada saat reset, output akan Low. Supaya bisa bekerja, pin 4 harus diberi High. 5. Pin 5(Voltage Control). Jika diberi tegangan, maka level tegangan threshold akan berubah dari 2/3 Vcc menjadi V5. Level tegangan trigger akan berubah dari 2/3 Vcc menjadi V5 6. Pin 6(Threshold). Untuk membuat output Low, terjadi pada saat tegangan pin 6 dari Low menuju > 1/3 Vcc7. Pin 7(Discharge). Output Low, pin 7 akan Low Impedance. Output High, pin 8 akan High Impedance.8. Pin 8 (Vcc). Pin ini untuk menerima supply DC voltage yang diberikan. Biasanya akan bekerja jika diberi tegangan 5 –12V(maksimum 18 V).

IC 555 dapat dioperasikan dalam tiga mode, yaitu: astable, monostable dan bistable. Untuk mode astable, IC 555 akan berfungsi sebagai osilator yang menghasilkan gelombang persegi dengan frekuensi berikut:

f = 1.4

( R1+2 R2 )× C1

T m=0.7 × ( R1+R2 ) ×C1

T s=0.7 × R2× C1

Perbandingan antara Ts dengan Tm dinamakan dengan duty cycle yang dinyatakan dalam persen (%).

3.3.3. Counter



Setelah mengetahui tentang pintu-pintu logika dan timer kini kita siap untuk membahas komponen digital yang canggih, yaitu counter atau pencacah. Pencacah terbuat dari beberapa buah flip-flop yang dihubungkan dengan cara tertentu.

Pada dasarnya pencacah dilakukan secara linier, namun dengan rangkaian decoder yang akan kita bahas pada kegiatan belajar 3,kita dapat membuat agar mencacah dengan bacic bilangan 10. Pencacah digunakan untuk mencacah pulsa yang samapai pada masukkannya. Apabila jangka waktu antara satu pulsa dengan yang berikutnya selalu membuat rangkaian yang mengubah suatu isyarat analog menjadi pulsa-pulsa seperti diatas. Dengan cara ini kita dapat memperagakan nilai suatu besaran analogmisalnya nilai tegangan secara digital.

Kita juga dapat memakai pencacah untuk mencacah kejadian misalnya mengunjungi pameran, jumlah pel yang masuk total, atau apa saja. Penggunaan lain adalah untuk membagi frekuensi suatu isyarat. Kita akan mulai dengan membahas pencacah linier yang dibuat dari beberapa flip-flop, kenudian kita bahas IC pencacah TTL, pencacah asinkron dan pencacah sinkron dan terakhir kita bahas pencacah CMOS. Flip-flop dapat digunakan untuk mencacah pulsa. Cara paling sederhana untuk mencacah pulsa adalah dengan menggunakan flip-flop T (toggle). Flip-flop ini dapat dirakit dengan menggunakan flip-flop JK atau flip-flop atau flip-flop D. Salah satu aplikasi dari pencacah adalah stop watch digital.

4. Tugas Praktikum

4.1.


ME2223 Instrumentasi Meteorologi



Referensi: Modul Praktikum Elektronika, Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Fisika ITB. Sutrisno. Elektronika Jilid 1. Penerbit ITB. Sutrisno. Elektronika Jilid 2. Penerbit ITB.


Halaman 42


Modul Praktikum 1.5

SISTEM MIKROKONTROLER

6. Tujuan Praktikum

Setelah selesai melakukan praktikum ini, praktikan diharapkan:6.1. Memiliki pengetahuan yang berkaitan dengan mikroprosesor, mikrokomputer dan

mikrokontroler.6.2. Mampu merangkai sistem minimum (sismin) mikrokontroler.6.3. Mampu meng-interface sismin dengan LCD.6.4. Mampu meng-interface sismin dengan PC.6.5. Mampu meng-interface sismin dengan RTC.6.6. Mampu meng-interface sismin dengan sensor.6.7. Menguasai pemrograman untuk komunikasi antar mikroprosesor.6.8. Mampu membuat kapasitansi meter.


7.1. Multimeter7.2. Protoboard7.3. Baterai7.4. Catu Daya7.5. Downloader

7.6. Personal Computer7.7. LCD7.8. Penakar Hujan7.9. Mikrokontroler7.10. IC 232

8. Teori Dasar

8.1. Mikroprosesor, Mikrokomputer dan Mikrokontroler

Setiap komputer yang kita gunakan didalamnya pasti terdapat mikroprosesor. Mikroprosesor dikenal juga dengan sebutan CPU (Central Processing Unit) atau unit pengolahan pusat. CPU adalah pusat dari proses perhitungan dan pengolahan data yang terbuat dari sebuah lempengan yang disebut chip. Chip sering disebut juga dengan IC (Integrated Circuit), bentuknya kecil, terbuat dari lempengan silikon dan bisa terdiri dari 10 juta transistor. Mikroprosesor pertama adalah Intel 4004 yang dikenalkan tahun 1971, tetapi kegunaan mikroprosesor ini masih sangat terbatas, hanya dapat digunakan untuk operasi penambahan dan pengurangan. Mikroprosesor pertama yang digunakan untuk komputer di rumah adalah Intel 8080, merupakan komputer 8 bit dalam satu chip yang diperkenalkan pada tahun 1974. Tahun 1979 diperkenalkan mikroprosesor baru yaitu 8088. Mikroprosesor 8088 mengalami perkembangan menjadi 80286, berkembang lagi menjadi 80486, kemudian menjadi Pentium, yaitu Pentium I, II, III hingga IV.

Munculnya terminologi komputer sebenarnya berawal dari kebutuhan akan suatu alat yang dapat dijalankan secara otomatis, memiliki kemampuan untuk mengerjakan hal yang diinginkan. Perkembangan teknologi semikonduktor, dengan diawali penemuan transistor, telah membawa kemajuan teknologi elektronika kepada penemuan sebuah alat canggih yang dinamakan komputer.

Halaman 43


Bila sebuah komputer dibangun dalam sebuah PCB tunggal maka disebut dengan mikrokomputer atau minikomputer. Sebuah mikroprosesor yang digabungkan dengan I/O dan memori akan membentuk sebuah sistem mikrokomputer. Terilhami dengan CPU yang dapat dikonstruksi dalam sebuah single chip semiconductor, maka sebuah mikroprosesor, I/O dan memori dapat pula dibangun dalam level chip. Konstruksi ini menghasilkan SCM (Single Chip Microcomputer). SCM inilah yang disebut sebagai mikrokontroler.

Secara singkat, mikrokontroler adalah mikroprosesor yang dikhususkan untuk instrumentasi dan kendali. Mikrokontroler dapat digunakan untuk mengendalikan motor, misalnya pengaturan pengapian dan injeksi bahan bakar pada kendaraan bermotor. Mikrokontroler juga dapat diaplikasikan sebagai pengendali pada suatu sistem sensor, misalnya sensor suhu, kelembaban, tekanan udara dan besaran-besaran fisis lainnya.

8.2. Sistem Komputer

Berbicara mengenai mikrokontroler maka tidak terlepas dari bagaimana sebuah sistem komputer itu bekerja. Seperti halnya sebuah sistem komputer yang sederhana, mikrokontroler terdiri dari beberapa komponen pendukung diantaranya: mikroprosesor atau CPU (Central Processing Unit), I/O (Input/Output), clock, memori dan program. Gambar 3.1 berikut ini adalah skema sederhana dari sebuah sistem komputer.

Gambar 3.1 Skema sederhana sebuah sistem komputer.

8.2.1. Central Processing Unit

Mikroprosesor atau CPU (Central Processing Unit) merupakan komponen terpenting di dalam sebuah sistem komputer. Karena seluruh proses komputasi (perhitungan dan pengolahan data) diatur oleh perangkat ini. Dengan kata lain, CPU-lah yang bertugas mengeksekusi instruksi-instruksi yang telah dibuat oleh seorang programmer. Secara sederhana, ketika sebuah program atau urutan instruksi dijalankan, maka CPU akan membaca input, kemudian mengolahnya sesuai dengan instruksi yang dijalankannya,

Halaman 44


mengkoordinasikan dengan perangkat-perangkat lainnya dan kemudian mengeluarkan hasilnya pada perangkat output.

Di dalam CPU dikenal istilah register. Register adalah sarana memori yang kecil dan dapat menahan serta mentransfer data. Tiap-tiap register terdiri dari sel-sel biner yang menyimpan bit-bit data. Jumlah bit yang dapat disimpan register menandakan panjang data yang dapat ditangani oleh komputer tersebut.

8.2.2. Input/Output

Perangkat input seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas (switch, keypad dan sensor) berfungsi menghubungkan dunia luar dengan sebuah sistem komputer. Pada sebuah PC (Personal Computer), perangkat ini diwakili oleh keyboard, mouse, joystick dan beberapa komponen lain yang mana semakin hari semakin bervariasi jenisnya sesuai dengan semakin berkembangnya kemajuan di bidang komputer. Demikian halnya dengan mikrokontroler, perangkat input yang sering digunakan mungkin lebih sederhana, seperti: switch, keypad dan sensor. Sebagian besar input mikrokontroler berupa input digital.

Input yang bernilai < 0.9 Volt didefinisikan sebagai logika 0 (low), sedangkan input yang bernilai > 2 Volt didefinisikan sebagai logika 1 (high). Logika ini disebut dengan logika TTL (Transistor-Transistor Logic). Sistem digital bekerja menggunakan logika TTL. Untuk input berupa besaran analog harus diubah terlebih dahulu ke dalam bentuk besaran digital. Oleh karena itulah beberapa mikrokontroler perlu ditambahkan fasilitas ADC (Analog to Digital Converter), baik di dalam maupun di luar sistem mikrokontroler. ADC sangat berguna terutama ketika kita membaca input dari sensor, karena sebagian besar output sensor berupa besaran analog.

Perangkat output berfungsi menghubungkan atau mengeluarkan apa yang telah diproses di dalam sistem komputer ke dunia luar. Pada sebuah PC, perangkat ini umumnya berupa monitor atau layar CRT (Cathode Ray Tube). Sedangkan pada sebuah sistem mikrokontroler perangkat output jauh lebih sederhana lagi, yaitu: lampu LED, bel (beeper), relai (relay) dan layar LCD (Liquid Crystal Diode). Beberapa perangkat tersebut masih berupa besaran digital. Namun beberapa aplikasi terkadang memerlukan output berupa besaran analog dari sebuah mikrokontroler. Oleh karena itulah perlu ditambahkan perangkat DAC (Digital to Analog Converter) pada sistem mikrokontroler.

8.2.3. Clock

Dalam menjalankan fungsinya sebuah sistem komputer memerlukan sebuah osilator clock yang berfungsi memicu CPU berjalan dari satu langkah ke langkah berikutnya berdasarkan urutan tertentu. Satu clock dapat diartikan sebagai satu satuan waktu terkecil dalam sebuah sistem komputer. Fungsi clock dalam sebuah sistem komputer dapat dibayangkan sebagai ketukan (metronome) dalam sebuah orkestra.

8.2.4. Memori

Memori merupakan perangkat penyimpan program dan data hasil olahan sebuah sistem komputer. Dalam sebuah sistem komputer dikenal dua macam memori, yaitu:

ROM (Read Only Memory)ROM digunakan untuk menyimpan program atau data yang sifatnya permanen dan tidak hilang jika power dimatikan (non volatile).

Halaman 45


RAM (Random Acces Memory) RAM digunakan untuk menyimpan data yang sifatnya sementara atau sebagai tempat menampung hasil perhitungan sementara (intermediate calculation). Karena sifatnya sementara, maka datanya akan hilang jika power dimatikan (volatile).

Jika dilihat dari isi memori, maka memori dibagi menjadi dua, yaitu: memori program dan memori data. Memori program berisi program yang harus dieksekusi setiap saat oleh sebuah CPU. Sedangkan memori data dialokasikan untuk menyimpan data, baik dari input maupun dari hasil perhitungan sementara.

Satuan terkecil dari sebuah memori disebut bit, yang hanya mampu menyimpan satu buah logika 1 (high) atau logika 0 (low). Jika data ini dikelompokkan menjadi urutan data sebesar 8 bit, maka disebut byte. Untuk sistem yang lebih besar biasanya tersusun dari rangkaian 16 bit sampai 32 bit data, yang lebih dikenal dengan istilah word.

8.2.5. Program

Sebuah program pada Gambar 3.1 diwakili dengan bentuk sebuah awan. Hal ini karena program itu sendiri tak lain adalah hasil imajinasi dan kreasi atau kreatifitas seorang programmer. Sebuah program merupakan sekumpulan instruksi yang tersusun berdasarkan sebuah algoritma tertentu. Program ditulis berdasarkan bahasa tertentu tergantung dari programmer. Namun pada akhirnya hanya urutan instruksi-instruksi dasar (instruction set) yang bisa langsung dieksekusi oleh sebuah CPU. Program ini tersimpan dalam memori program yang akan dieksekusi oleh CPU secara berkesinambungan.

8.3. Sistem Minimum Mikrokontroler

Sistem minimum (sismin) mikrokontroler adalah rangkaian elektronik minimum yang diperlukan agar sebuah mikrokontroler dapat bekerja. Sismin ini dapat dihubungkan dengan rangkaian lain untuk menjalankan fungsi tertentu.

Gambar 3.2 Sistem minimum mikrokontroler.

Halaman 46


Sebuah mikrokontroler dapat bekerja jika dialiri tegangan dc minimum, yaitu dalam rentang (range) 4.5 – 5.5 Volt. Mikrokontroler bisa terbakar jika diberi tegangan > 5.5 VDC. Oleh sebab itu, sebelum dihubungkan dengan pin atau kaki VCC mikrokontroler, baterai atau catu daya dipasangi dengan regulator tegangan 5 Volt (IC L7805). Regulator ini berfungsi dengan baik jika dihubungkan dengan sumber dc dengan tegangan > 7.5 Volt. X-Tal atau kristal berfungsi sebagai generator pulsa atau osilator bagi mikrokontroler tersebut.

8.4. Mikrokontroler AVR ATMega32

Jenis mikrokontroler dan perusahaan pembuatnya sangat banyak di pasaran. Kita perlu mempertimbangkan beberapa hal dasar dalam memilih jenis mikrokontroler yang akan digunakan, yaitu: low cost dan low volume. Low cost artinya seberapa besar biaya yang nantinya harus kita keluarkan untuk membangun sistem dan mengaplikasikan dari jenis mikrokontroler tersebut. Low volume artinya apakah fasilitas-fasilitas dan kefungsian yang kita inginkan dapat terpenuhi oleh mikrokontroler tersebut dengan ukuran sekecil dan sesederhana mungkin. Kedua hal ini harus kita kompromikan, karena secara ideal kedua hal tersebut jarang dipenuhi sekaligus. Jadi intinya adalah seberapa jeli kita dalam memilih dan mencari informasi mengenai produk-produk mikrokontroler yang ada di pasaran. Mikrokontroler AVR RISC produksi ATMEL termasuk salah satu pilihan yang cukup bagus berdasarkan kedua hal tersebut.

Mikrokontroler AVR RISC ini mempunyai keunggulan dalam hal efisiensi. Efisiensi yang dimaksud adalah kecepatan eksekusi instruksi tiap detik yang biasa dikenal dengan istilah MIPS (Million Instruction Per Second) terhadap konsumsi daya (power consumption) yang digunakan. Dengan mikrokontroler jenis ini memungkinkan satu instruksi dieksekusi cukup dengan satu clock. Karena pada jenis ini tidak dikenal istilah pembagi clock (clock divider). Jika dibandingkan dengan beberapa jenis lainnya yang ada di pasaran (yang umumnya mempunyai clock ratio 1:4 hingga 1:12), maka AVR akan lebih cepat dalam mengeksekusi instruksi, yaitu sekitar 4 – 12 kali dengan osilator yang sama. Jadi secara teori, jika AVR bekerja dengan 4 MHz maka kinerjanya akan sebanding dengan PIC yang bekerja dengan frekuensi 16 MHz atau dengan mikrokontroler keluarga 8051 produksi Intel yang bekerja pada frekuensi 48 MHz. Dalam teknologi CMOS, konsumsi daya dari sebuah perangkat kendali atau kontrol digital proporsional dengan besarnya frekuensi yang digunakan.

Selain itu, semakin besar frekuensi yang digunakan maka semakin besar pula EMI (Electro Magnetic Induction = induksi elektro magnetik) yang dihasilkan. Dan tentu saja di dunia digital, hal ini sangat ditakuti dan perlu dihindari. Sehingga boleh dikatakan jika dibandingkan dengan mikrokontroler lain dengan kecepatan yang sama, maka mikrokontroler AVR jauh lebih kecil konsumsi daya serta resiko EMI-nya.

Pemrograman AVR dapat menggunakan low level language (assembly) atau high level language (C language). Hal ini karena AVR mengadopsi arsitektur RISC (Reduction Instruction Set Computer) dengan 32 register yang dapat digunakan sebagai accumulator. Accumulator adalah register yang berfungsi dalam melakukan perhitungan aritmatika. Dengan mengadopsi arsitektur RISC, proses pengkodean atau pemrograman dapat dilakukan dengan lebih efisien. Efisien dalam segi ukuran kode dan kecepatannya. Persyaratan inilah yang cocok dalam pemrograman, baik bahasa tingkat tinggi maupun bahasa tingkat rendah. Beberapa mikrokontroler yang ada di pasaran hanya cocok untuk pemrograman dengan

Halaman 47


menggunakan bahasa tingkat rendah (assembly). Sebagian besar mikrokontroler di pasaran berarsitektur CISC (Complex Instruction Set Computer).

Keluarga ATMega produksi ATMEL merupakan mikrokontroler AVR yang sudah beredar di pasaran dan memiliki fasilitas yang cukup lengkap. Salah satu kelebihan dari keluarga ATMega ini dibandingkan dengan produk lain yang sudah beredar di pasaran adalah adanya 8 kanal (channel) ADC (Analog to Digital Converter). Fasilitas ini diberikan untuk mengakomodir akan kebutuhan input analog. Jadi dengan adanya fasilitas ini, kita tidak perlu lagi menambahkan perangkat ADC lagi di luar sistem mikrokontroler (ADC eksternal). Dan secara tidak langsung hal ini akan mengurangi biaya, ukuran dan tentu saja waktu.

Setelah diperoleh jenis mikrokontroler yang memenuhi pertimbangan low cost dan low volume, langkah selanjutnya adalah memilih anggota keluarga mikrokontroler tersebut yang sesuai dengan fasilitas yang kita miliki. Fasilitas yang dimaksud adalah jenis solder dan development board. Solder yang kita gunakan adalah jenis manual. Solder manual banyak dijumpai di pasaran, tetapi hanya mampu menyolder komponen-komponen elektronik yang berdiameter > 0.8 mm dan jarak antar kaki komponen > 2.54 mm. Anggota keluarga ATMega yang cocok dengan penyolderan manual adalah mikrokontroler dengan jumlah kaki 40 dan 44 pin. Akan tetapi, development board mikrokontroler 44 pin jarang ada di pasaran. Anggota keluarga ATMega yang berkaki 40 pin antara lain ATMega8535, ATMega16 dan ATMega32.

Konfigurasi pin dan fasilitas yang dimiliki dari ketiga mikrokontroler tersebut hampir sama. Namun demikian, ketiganya memiliki ukuran memori yang berbeda seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Perbandingan ukuran memori mikrokontroler AVR ATMega berkaki 40 pin.

No. MikrokontrolerMemori

Flash EPROM SRAM EEPROM1. ATMega8535 8 Kbyte 512 byte 512 byte2. ATMega16 16 Kbyte 1 Kbyte 512 byte3. ATMega32 32 Kbyte 2 Kbyte 1024 byte

Dari tabel di atas dapat terlihat bahwa mikrokontroler AVR ATMega32 memiliki ukuran memori (baik Flash EPROM, SRAM maupun EEPROM) terbesar dibandingkan dua anggota keluarga ATMega yang lain.

8.5. Pemrograman Mikrokontroler

Terdapat beberapa cara yang dapat ditempuh untuk memrogram mikrokontroler. Cara-cara tersebut didasarkan pada perangkat lunak (software) yang digunakan pada PC (Personal Computer), yaitu:1. Menggunakan software AVR Studio yang berbasis pada bahasa assembly.2. Menggunakan software BASCOM (Basic Compiler) yang berbasis pada bahasa basic.3. Menggunakan software CV AVR (Code Vision AVR) yang berbasis pada bahasa C.

Kita menggunakan cara yang ketiga dengan pertimbangan bahwa CV AVR memiliki keunggulan dari segi bahasa dan fasilitas. Dari segi bahasa, CV AVR menggunakan bahasa C yang merupakan bahasa tingkat tinggi sehingga akan memudahkan kita dalam

Halaman 48


mengembangkan algoritma. Dari segi fasilitas, CV AVR dilengkapi dengan generator program otomatis (automatic program generator) yang berfungsi sebagai pembangkit kode program untuk inisialisasi interface antara mikrokontroler dengan berbagai devais secara otomatis sehingga mempercepat proses pemrograman.

Code Vision AVR merupakan software In-System Programmer AVR yang memungkinkan transfer program dari PC ke mikrokontroler secara otomatis (setelah proses kompilasi berhasil). Dalam pemrograman dengan software ini, kita memerlukan perangkat keras (hardware) tambahan yang bernama downloader. Downloader adalah pengunduh program dari PC untuk disimpan pada Flash EPROM mikrokontroler. CV AVR kompatibel dengan berbagai macam downloader, yaitu: STK500/AVRISP/AVRProg Kanda Systems STK200+/300 Dontronics DT006 Vogel Elektronik VTEC-ISP Futurlec JRAVR MicroTronics ATCPU/Mega2000

Gambar 3.3 DT Hi-Q AVR ISP Gambar 3.4 DT Hi-Q AVR USB ISP(Sumber: http://www.innovativeelectronics.com)

Kita menggunakan DT Hi-Q AVR ISP produksi Innovative Electronics yang merupakan Kanda Systems STK200+/300. Innovative Electronics juga menyediakan development board sebagai tempat mikrokontroler yang akan diisi atau di-download-kan program dari PC melalui downloader. Development board yang kita gunakan adalah DT-AVR Low Cost Micro System yang kompatibel dengan mikrokontroler AVR dari keluarga ATMega 40 pin.

Halaman 49

http://www.innovativeelectronics.com/


Gambar 3.5 DT-AVR Low Cost Micro System(Sumber: http://www.innovativeelectronics.com)

8.6. Konfigurasi Pin ATMega32

ATMega32 merupakan sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz yang memiliki konfigurasi pin seperti pada Gambar 3.6. Dari gambar tersebut dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin ATMega32 sebagai berikut:1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya2. GND merupakan pin ground.3. Port A (PA0 .. PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC.4. Port B (PB0 .. PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu:

Timer/Counter, komparator analog dan SPI.5. Port C (PC0 .. PC7) merupakan pin I/O dua arah.6. Port D (PD0 .. PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu: interupsi

eksternal dan UART.7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

Gambar 3.6 Konfigurasi pin ATMega32

8.7. Komunikasi Antar Mikroprosesor

Saat ini mikroprosesor digunakan dalam berbagai peralatan mulai dari mainan anak-anak, mesin cuci, mesin fotokopi, handphone hingga media penyimpan seperti SD (Secure Digital) Card. Beberapa mikrokontroler dilengkapi dengan fasilitas untuk komunikasi antar mikroprosesor yang salah satu diantaranya adalah ATMega32. Fasilitas tersebut bernama SPI yang merupakan kependekan dari Serial Pheripheral Interface. SPI memungkinkan komunikasi sinkron berkecepatan tinggi antar mikrokontroler ATMega32 atau antara ATMega32 dengan perangkat lain yang mendukung aplikasi multiprosesor.

Antarmuka (interface) tersebut memungkinkan sebuah perangkat master berhak memulai dan mengendalikan komunikasi. Perangkat lain yang menerima dan mengirimkan data kembali ke master disebut slave.

Halaman 50

http://www.innovativeelectronics.com/


Gambar 3.7 Register geser master dan slave ketika belum ada pulsa.

Gambar 3.8 Master menghasilkan pulsa pertama.

Gambar 3.9 Master menghasilkan pulsa kedua.

Gambar 3.10 Master menghasilkan pulsa kelima.

Gambar 3.11 Master menghasilkan pulsa terakhir.

Inti dari komunikasi SPI adalah register geser 8 bit pada kedua piranti master dan slave, serta sinyal clock yang dibangkitkan oleh master. Misalnya, master ingin mengirimkan data A ke slave dan dalam waktu yang sama master menerima data B dari slave. Sebelum

Halaman 51


memulai komunikasi SPI, master meletakkan data A ke shift registernya dan B juga meletakkan data B di shift register. Selanjutnya, master membagkitkan 8 pulsa clock sehingga data pada shift register master ditransferkan ke shift register slave dan sebaliknya. Pada akhir pulsa, clock master telah menerima data B dan slave telah menerima data A. Oleh karena data diterima pada saat yang sama, maka SPI termasuk dalam komunikasi full duplex.

Gambar 3.12 SPI dengan satu master dan satu slave.(Sumber: http://www.mikroe.com)

Komunikasi dengan SPI membutuhkan empat jalur sinyal, yaitu:1. SCK (Serial Clock)

Sinyal clock yang menggeser bit yang hendak dituliskan ke dalam register geser terima AVR lain, dan menggeser bit yang hendak dibaca dari register geser kirim AVR lain.

2. MOSI (Master Out Slave In)Sinyal bit data serial yang hendak dituliskan dari master ke slave.

3. MISO (Master In Slave Out)Sinyal bit data serial yang hendak dibaca dari slave ke master.

4. SS (Slave Select)Sinyal untuk memilih dan mengaktifkan slave.

SPI memungkinkan komunikasi dengan beberapa slave dengan satu master. Cara master memilih slave yang diinginkan untuk berkomunikasi adalah menggunakan pin SS. Jika pin SS diset pada logika high, maka pin SPI slave berfungsi sebagai normal input dan tidak akan menerima data SPI masuk. Di lain pihak, apabila pin SS berlogika low, maka SPI akan aktif. Pada konfigurasi master, pin SS harus diset sebagai output atau dapat berupa input, tetapi harus berlogika high.

Gambar 3.13 SPI dengan satu master dan tiga slave.

Halaman 52

http://www.mikroe.com/


(Sumber: http://en.wikipedia.org/wiki)9. Eksperimen

9.1. Merangkai Sistem Minimum Mikrokontroler AVR ATMega32

Rangkailah sistem minimum mikrokontroler seperti pada Gambar 3.2 pada protoboard.

9.2. Interfacing Sismin dengan LCD

9.2.1. Hubungkanlah LCD ke pin-pin ATMega32 seperti ditunjukkan oleh gambar berikut:

Gambar 4.1 Interfacing ATMega32 dengan LCD.

9.2.2. Jalankan program Code Vision AVR dengan cara mengklik ikonnya pada desktop PC.

9.2.3. Pada Toolbar, klik File ⟶Close All.9.2.4. Kemudian Klik File ⟶ New, maka akan muncul Gambar 4.2.

Gambar 4.2 Dialog project baru

9.2.5. Pilih Project kemudian klik OK, maka akan muncul Gambar 4.3.

Halaman 53

http://en.wikipedia.org/wiki


Gambar 4.3 Dialog konfirmasi9.2.6. Klik Yes pada dialog konfirmasi. Selanjutnya akan muncul Gambar 4.4.

Gambar 4.4 Konfigurasi Chip Gambar 4.5 Konfigurasi LCD

9.2.7. Pada tab Chip terdapat isian Chip dan Clock, atur agar Chip: Atmega32 dan Clock: 4.000000 MHz.

9.2.8. Setelah selesai mengkonfigurasi chip, pilih tab LCD seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.5.

9.2.9. Atur LCD Port: PORTA dan Chars/Line: 16 seperti pada Gambar 4.6.9.2.10. Simpan konfigurasi dengan mengklik File ⟶ Generate, Save and Exit seperti

yang ditunjukkan pada Gambar 4.7.9.2.11. Simpan di D:\AKADEMIK\instrumentasi meteorologi\Latihan Program dengan

nama lcd_praktikan, maka akan muncul baris-baris kode berikut ini:

#include <mega32.h>

#asm .equ __lcd_port=0x1B ;PORTA#endasm#include <lcd.h>

void main(void){

PORTA=0x00;DDRA=0x00;

Halaman 54


PORTB=0x00;DDRB=0x00;

PORTC=0x00;DDRC=0x00;

PORTD=0x00;DDRD=0x00;

TCCR0=0x00;TCNT0=0x00;OCR0=0x00;

TCCR1A=0x00;TCCR1B=0x00;TCNT1H=0x00;TCNT1L=0x00;ICR1H=0x00;ICR1L=0x00;OCR1AH=0x00;OCR1AL=0x00;OCR1BH=0x00;OCR1BL=0x00;

ASSR=0x00;TCCR2=0x00;TCNT2=0x00;OCR2=0x00;

MCUCR=0x00;MCUCSR=0x00;

TIMSK=0x00;

ACSR=0x80;SFIOR=0x00;

lcd_init(16);

while (1) { // Place your code here };}

Pada bagian // Place your code here, silahkan anda ketikkan kode-kode di bawah ini:

lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("PRAKTIKUM ...."); lcd_gotoxy(1,0); lcd_putsf("INST.METEOROLOGI");

Halaman 55


9.2.12. Lakukan konfigurasi project (proyek) dengan mengklik Project ⟶ Configure, maka akan muncul tampilan seperti pada Gambar 4.8. Klik tab After Build dan centang Program the Chip.

9.2.13. Compile dan Build the project. (Lihat di Gambar 4.9)9.2.14. Setelah itu akan muncul tampilan, silahkan anda klik tombol Program.

Gambar 4.6 Konfigurasi LCD Gambar 4.7 Simpan konfigurasi

Halaman 56


Gambar 4.8 Konfigurasi Proyek

Gambar 4.9 Tombol Compile dan Build the project

9.3. Interfacing Sismin dengan penakar hujan

9.3.1. Hubungkanlah keluaran penakar hujan ke pin-pin ATMega32 seperti ditunjukkan oleh gambar berikut:

Gambar 4.10 Interfacing ATMega32 dengan Penakar Hujan.

9.3.2. Lakukan kembali langkah 4.2.3 s/d 4.2.7.9.3.3. Aktifkan Counter 0 dengan cara mengatur pilihan pada tab Timers seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 4.11.

Halaman 57


Gambar 4.11 Konfigurasi Counter 0.9.3.4. Lakukan kembali langkah 4.2.10 s/d 4.2.14.

9.4. Perancangan Kapasitansi Meter

Kapasitansi meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kapasitansi listrik suatu bahan. Kapasitansi meter sangat berguna pada aplikasi sensor kapasitif. Berbagai macam metode pengukuran kapasitansi menggunakan mikrokontroler sudah banyak dilakukan oleh orang. Kita akan menggunakan metode integrasi waktu untuk mengukur kapasitansi suatu bahan. Silahkan anda mencari informasi mengenai cara mengukur kapasitansi suatu benda/bahan menggunakan metode integrasi waktu.

10. Tugas Praktikum

10.1. Buatlah diagram alir (flowchart) dari program pada Eksperimen 4.2 !10.2. Buatlah diagram alir (flowchart) dari program pada Eksperimen 4.3 !10.3. Gambar rangkaian interfacing sismin dengan PC beserta flowchart programnya !10.4. Gambar rangkaian interfacing sismin dengan RTC beserta flowchart programnya !10.5. Gambar rangkaian kapasitansi meter beserta flowchart programnya !

11. Tugas Pendahuluan

11.1. Jelaskanlah perbedaan antara mikroprosesor, mikrokomputer, mikrokontroler dan komputer !

11.2. Jelaskanlah persamaan antara sistem komputer dengan sistem mikrokontroler !11.3. Apakah yang dimaksud dengan sistem mikrokontroler ?11.4. Apakah yang dimaksud dengan register itu ?11.5. Jelaskanlah perbedaan antara Flash EPROM, SRAM dan EEPROM !

Halaman 58


11.6. Apakah keunggulan ATMega32 dibandingkan dengan jenis mikrokontroler lain ?11.7. Bagaimanakah cara anda memrogram sebuah mikrokontroler ?11.8. Jelaskanlah perbedaan antara downloader dan development board !11.9. Apakah yang dimaksud dengan I/O, ADC, SPI, LCD, PC, RTC, UART, Timer dan

Counter ?11.10. Jelaskanlah prinsip kerja dari penakar hujan tipe tipping bucket !11.11. Jelaskanlah prinsip kerja dari kapasitansi meter yang akan anda buat pada praktikum

modul ini !11.12. Apakah yang dimaksud dengan metode integrasi waktu pada pengukuran kapasitansi

suatu benda/bahan ?

12. Tugas Karya

Buatlah suatu rangkaian kapasitansi meter menggunakan PCB (Printed Circuit Board)

Matrik beserta RAB (Rencana Anggaran Biaya). Jangan lupa juga untuk membuat

programnya agar kapasitansi meter yang anda buat dapat bekerja.

Halaman 59




Referensi: Sudjadi. 2005. Teori dan Aplikasi MIKROKONTROLER. Penerbit GRAHA ILMU. Wardhana. 2006. Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535. Penerbit ANDI. Atmel AVR Microcontroller Training Guide. Lab. Otomasi & Robotika Mesin ITB. Perkembangan Mikroprosesor. Mikroprosesor & Mikrokomputer Univ. Gunadarma. Getting Started with the CodeVisionAVR C Compiler. User Manual of CodeVisionAVR.


Halaman 60

modul 1 meteotronika

Documents