AVR ATMega8535, Sensor Suhu LM 35 dan Sensor Asap AF30
Mikrokontroler AVR ATMega8535
Microcontroller sebagai sebuah "one chip solution"pada dasarnya adalah rangkaian terintregrasi (Integrated Circuit-IC) yang telah mengandung secara lengkap berbagai komponen pembentuk sebuah komputer. Berbeda dengan penggunaan microprocessor yang masih memerlukan komponen luar tambahan seperti RAM, ROM, Timer, dan sebagainya--untuk sistem microcontroller, tambahan komponen diatas secara praktis hampir tidak dibutuhkan lagi. Hal ini disebabkan semua komponen penting tersebut telah ditanam bersama dengan sistem prosesor ke dalam IC tunggal microcontroller bersangkutan. Dengan alasan itu sistem microcontroller dikenal juga dengan istilah populer the real Computer On a Chip-komputer utuh dalam keping tunggal, sedangkan sistem microprocessor dikenal dengan istilah yang lebih terbatas yaitu Computer On a Chip-komputer dalam keping tunggal.
Dengan berbagai macam kelebihan yang dimiliki, dewasa ini microcontroller AVR 8 bit produk perusahaan Atmel adalah salah satu microcontroller yang banyak merebut minat kalangan profesional dan juga cocok dijadikan sarana berlatih bagi para pemula. Hal ini selain karena ragam fitur yang ditawarkan, juga disebabkan kemudahan untuk memperoleh microcontroller tersebut (berikut papan pengembangnya) di pasaran dengan harga yang relatif murah.
Sekilas Tentang Mikrokontrolerr Keluarga AVR
Secara histories microcontroller seri AVR pertama kali diperkenalkan ke pasaran sekitar tahun 1997 oleh perusahaan Atmel, yaitu sebuah perusahaan yang sangat terkenal dengan produk microcontroller seri AT89S51/52-nya yang sampai sekarang masih banyak digunakan di lapangan. Tidak seperti microcontroller seri AT89S51/52 yang masih mempertahankan arsitektur dan set instruksi dasar microcontroller 8031 dari perusahaan INTEL. Microcontroller AVR ini diklaim memiliki arsitektur dan set instruksi yang benar-benar baru dan berbeda dengan arsitektur microcontroller sebelumnya yang diproduksi oleh perusahaan tersebut. Tetapi walaupun demikian, bagi para programmer yang sebelumnya telah terbiasa dengan microcontroller seri AT89S51/52, dan berencana untuk beralih ke microcontroller AVR, maka secara teknis tidak akan banyak kesulitan yang berarti, hal ini dikarenakan selain konsep dan istilah-istilah dasarnya hampir sama, pemrograman level assembler-nya pun relative tidak jauh berbeda.
Berdasarkan arsitekturnya, AVR merupakan microcontroller RISC (Reduce Instruction Set Computer) dengan lebar bus data 8 bit. Berbeda dengan sistem AT89S51/52 yang memiliki frekuensi kerja seperduabelas kali frekuensi oscilator, frekuensi kerja microcontroller AVR ini pada dasarnya sama dengan frekuensi oscilator, sehingga hal tersebut menyebabkan kecepatan kerja AVR untuk frekuensi oscilator yang sama, akan dua belas kali lebih cepat dibandingkan dengan microcontroller keluarga AT89S51/52.
Dengan instruksi yang sangat variatif (mirip dengan sistem CISC-Complex Instruction Set Computer) serta jumlah register serbaguna (general Purpose Register) sebanyak 32 buah yang semuanya terhubung secara langsung ke ALU (Arithmetic Logic Unit), kecepatan operasi microcontroller AVR ini dapat mencapai 16 MIPS (enam belas juta instruksi per detik) —sebuah kecepatan yang sangat tinggi untuk ukuran microcontroller 8 bit yang ada di pasaran sampai saat ini.
Untuk memenuhi kebutuhan dan aplikasi industri yang sangat beragam, microcontroller keluarga AVR ini muncul di pasaran dengan tiga seri utama: tinyAVR, ClasicAVR (AVR), megaAVR. Berikut ini beberapa seri yang dapat anda jumpai di pasaran:
Microcontroller sebagai sebuah "one chip solution"pada dasarnya adalah rangkaian terintregrasi (Integrated Circuit-IC) yang telah mengandung secara lengkap berbagai komponen pembentuk sebuah komputer. Berbeda dengan penggunaan microprocessor yang masih memerlukan komponen luar tambahan seperti RAM, ROM, Timer, dan sebagainya--untuk sistem microcontroller, tambahan komponen diatas secara praktis hampir tidak dibutuhkan lagi. Hal ini disebabkan semua komponen penting tersebut telah ditanam bersama dengan sistem prosesor ke dalam IC tunggal microcontroller bersangkutan. Dengan alasan itu sistem microcontroller dikenal juga dengan istilah populer the real Computer On a Chip-komputer utuh dalam keping tunggal, sedangkan sistem microprocessor dikenal dengan istilah yang lebih terbatas yaitu Computer On a Chip-komputer dalam keping tunggal.
Dengan berbagai macam kelebihan yang dimiliki, dewasa ini microcontroller AVR 8 bit produk perusahaan Atmel adalah salah satu microcontroller yang banyak merebut minat kalangan profesional dan juga cocok dijadikan sarana berlatih bagi para pemula. Hal ini selain karena ragam fitur yang ditawarkan, juga disebabkan kemudahan untuk memperoleh microcontroller tersebut (berikut papan pengembangnya) di pasaran dengan harga yang relatif murah.
Sekilas Tentang Mikrokontrolerr Keluarga AVR
Secara histories microcontroller seri AVR pertama kali diperkenalkan ke pasaran sekitar tahun 1997 oleh perusahaan Atmel, yaitu sebuah perusahaan yang sangat terkenal dengan produk microcontroller seri AT89S51/52-nya yang sampai sekarang masih banyak digunakan di lapangan. Tidak seperti microcontroller seri AT89S51/52 yang masih mempertahankan arsitektur dan set instruksi dasar microcontroller 8031 dari perusahaan INTEL. Microcontroller AVR ini diklaim memiliki arsitektur dan set instruksi yang benar-benar baru dan berbeda dengan arsitektur microcontroller sebelumnya yang diproduksi oleh perusahaan tersebut. Tetapi walaupun demikian, bagi para programmer yang sebelumnya telah terbiasa dengan microcontroller seri AT89S51/52, dan berencana untuk beralih ke microcontroller AVR, maka secara teknis tidak akan banyak kesulitan yang berarti, hal ini dikarenakan selain konsep dan istilah-istilah dasarnya hampir sama, pemrograman level assembler-nya pun relative tidak jauh berbeda.
Berdasarkan arsitekturnya, AVR merupakan microcontroller RISC (Reduce Instruction Set Computer) dengan lebar bus data 8 bit. Berbeda dengan sistem AT89S51/52 yang memiliki frekuensi kerja seperduabelas kali frekuensi oscilator, frekuensi kerja microcontroller AVR ini pada dasarnya sama dengan frekuensi oscilator, sehingga hal tersebut menyebabkan kecepatan kerja AVR untuk frekuensi oscilator yang sama, akan dua belas kali lebih cepat dibandingkan dengan microcontroller keluarga AT89S51/52.
Dengan instruksi yang sangat variatif (mirip dengan sistem CISC-Complex Instruction Set Computer) serta jumlah register serbaguna (general Purpose Register) sebanyak 32 buah yang semuanya terhubung secara langsung ke ALU (Arithmetic Logic Unit), kecepatan operasi microcontroller AVR ini dapat mencapai 16 MIPS (enam belas juta instruksi per detik) —sebuah kecepatan yang sangat tinggi untuk ukuran microcontroller 8 bit yang ada di pasaran sampai saat ini.
Untuk memenuhi kebutuhan dan aplikasi industri yang sangat beragam, microcontroller keluarga AVR ini muncul di pasaran dengan tiga seri utama: tinyAVR, ClasicAVR (AVR), megaAVR. Berikut ini beberapa seri yang dapat anda jumpai di pasaran:
- ATtiny13 AT90S2313 ATmega103
- ATtiny22 AT90S2323 ATmega128
- ATtiny22L AT90S2333 ATmega16
- ATtiny2313 AT90S4414 ATmega162
- ATtiny2313V AT90S4433 ATmega168
- ATtiny26 AT90S8515 ATmega8535
Keseluruhan seri AVR ini pada dasarnya memiliki organisasi memori dan set instruksi yang sama (sehingga dengan demikian jika kita telah mahir menggunakan salah satu seri AVR, untuk beralih ke seri yang lain akan relative mudah). Perbedaan antara tinyAVR, AVR dan megaAVR pada kenyataannya hanya merefleksikan tambahan-tambahan fitur yang ditawarkannya saja (misal adanya tambahan ADC internal pada seri AVR tertentu, jumlah Port I/O serta memori yang berbeda, dan sebagainya). Diantara ketiganya, megaAVR umumnya memiliki fitur yang paling lengkap, disusul oleh AVR, dan terakhir tinyAVR. Untuk memberi gambaran yang lebih jelas, table 1. berikut memperlihatkan perbedaan ketiga seri AVR ditinjau dari jumlah memori yang dimilikinya.
Tabel 1.Perbedaan seri AVR berdasarkan jumlah memori
Pengisian memori Flash dengan menggunakan saluran SPI ini dapat dilakukan bahkan ketika chip AVR telah terpasang pada sistem akhir (end system), sehingga dengan demikian pemrogramannya sangat fleksibel dan tidak merepotkan pengguna (Secara praktis metoda ini dikenal dengan istilah ISP-In System Programming – sedangkan perangkat lunaknya dinamakan In System Programmer).
Untuk penyimpanan data, microcontroller AVR menyediakan dua jenis memori yang berbeda: EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) dan SRAM (Static Random Access memory). EEPROM umumnya digunakan untuk menyimpan data-data program yang bersifat permanen, sedangkan SRAM digunakan untuk menyimpan data variabel yang dimungkinkan berubah setiap saatnya. Kapasitas simpan data kedua memori ini bervariasi tergantung pada jenis AVR-nya (lihat tabel 1). Untuk seri AVR yang tidak memiliki SRAM, penyimpanan data variabel dapat dilakukan pada register serbaguna yang terdapat pada CPU microcontroller tersebut.
Selain seri-seri diatas yang sifatnya lebih umum, Perusahaan Atmel juga memproduksi beberapa jenis microcontroller AVR untuk tujuan yang lebih khusus dan terbatas, seperti seri AT86RF401 yang khusus digunakan untuk aplikasi wireless remote control dengan menggunakan gelombang radio (RF), seri AT90SC yang khusus digunakan untuk peralatan sistem-sistem keamanan kartu SIM GSM, pembayaran via internet, dan lain sebagainya.
Sensor Suhu LM 35
LM 35 merupakan sensor temperatur yang menggunakan chip silikon sebagai elemen pendeteksi. LM35 mempunyai variabel output tegangan. Meskipun rentang kerja terbatas dalam rentang suhu -55 – 150 °C, tetapi keunggulannya yaitu menghasilkan output yang linier. Kelebihannya antara lain: perbandingan antara suhu dengan tegangan output yang linier, range output tinggi, dan harganya yang murah. Fitur-fitur dari LM 35 adalah sebagai berikut:
Untuk penyimpanan data, microcontroller AVR menyediakan dua jenis memori yang berbeda: EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) dan SRAM (Static Random Access memory). EEPROM umumnya digunakan untuk menyimpan data-data program yang bersifat permanen, sedangkan SRAM digunakan untuk menyimpan data variabel yang dimungkinkan berubah setiap saatnya. Kapasitas simpan data kedua memori ini bervariasi tergantung pada jenis AVR-nya (lihat tabel 1). Untuk seri AVR yang tidak memiliki SRAM, penyimpanan data variabel dapat dilakukan pada register serbaguna yang terdapat pada CPU microcontroller tersebut.
Selain seri-seri diatas yang sifatnya lebih umum, Perusahaan Atmel juga memproduksi beberapa jenis microcontroller AVR untuk tujuan yang lebih khusus dan terbatas, seperti seri AT86RF401 yang khusus digunakan untuk aplikasi wireless remote control dengan menggunakan gelombang radio (RF), seri AT90SC yang khusus digunakan untuk peralatan sistem-sistem keamanan kartu SIM GSM, pembayaran via internet, dan lain sebagainya.
Sensor Suhu LM 35
LM 35 merupakan sensor temperatur yang menggunakan chip silikon sebagai elemen pendeteksi. LM35 mempunyai variabel output tegangan. Meskipun rentang kerja terbatas dalam rentang suhu -55 – 150 °C, tetapi keunggulannya yaitu menghasilkan output yang linier. Kelebihannya antara lain: perbandingan antara suhu dengan tegangan output yang linier, range output tinggi, dan harganya yang murah. Fitur-fitur dari LM 35 adalah sebagai berikut:
- Secara langsung dikalibrasikan dalam °C
- Skala linier + 10,0 mV/ °C
- Akurasi 1°C
- Jangkauan sekitar -55 sampai 150 °C
- Biaya yang rendah
- Beroperasi dari 4 – 30 V.
- Pemanasan sendiri yang rendah 0.08 °C
- Output impedansi yang rendah, 0,1 Ω untuk beban 1 mA
Gambar 1. Sensor LM 35(a) model TO-46, (b)model To-92, (c) model So-8
Sensor Asap AF30
Elemen pada sensor AF30 ini terdiri dari bahan semikonduktor. Jika sensor tersebut mendeteksi keberadaan asap diudara dengan tingkat konsentrasi tertentu, maka sensor akan menganggap terdapat asap di udara. Ketika sensor mendeteksi keberadaan asap maka resistansi elektrik sensor akan turun. Sensor ini memiliki fitur antara lain :
Elemen pada sensor AF30 ini terdiri dari bahan semikonduktor. Jika sensor tersebut mendeteksi keberadaan asap diudara dengan tingkat konsentrasi tertentu, maka sensor akan menganggap terdapat asap di udara. Ketika sensor mendeteksi keberadaan asap maka resistansi elektrik sensor akan turun. Sensor ini memiliki fitur antara lain :
- Sensitivitas tinggi dan respon cepat
- Dapat digunakan dalam jangka waktu yang lama (long life)
- Realisasi rangkaian sederhana
- Stabilitas tinggi
- Beroperasi pada tegangan 5 VAC/VDC
Berikut gambar konfigurasi pin pada sensor AF30 dan rangkaian aplikasinya.
Gambar 2. Sensor Asap AF30
Comments