SISTEM MINIMUM MIKROCONTROLER DAN PROSESOR
Mikrokontroler adalah mikroprosessor yang dirancang khusus untuk aplikasi kontrol, dan dilengkapi dengan ROM, RAM
dan fasilitas I/O pada satu chip.
AT89S52 adalah salah satu anggota dari keluarga MCS -51/52 yang dilengkapi dengan internal 8 Kbyte Flash PEROM
(Programmable and Erasable Read Only Memory ), yang memungkinkan memori program untuk dapat deprogram kembali.
AT89S52 dirancang oleh Atmel sesuai dengan instruksi standar dan susunan pin 80C5.
Mikrokontroler AT89S52 memiliki :

Sebuah CPU ( Central Processing Unit ) 8 Bit.

256 byte RAM ( Random Acces Memory ) dan ROM/PEROM 8 Kb internal.

Empat buah port I/O, yang masing masing terdiri dari 8 bit

Osilator internal dan rangkaian pewaktu.

Dua buah timer/counter 16 bit

Lima buah jalur interupsi (2 buah interupsi eksternal dan 3 interupsi internal).

Sebuah port serial dengan full duplex UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter).

Mampu melaksanakan proses perkalian, pembagian, dan Boolean.

EPROM yang besarnya 8 KByte untuk memori program.

Kecepatan maksimum pelaksanaan instruksi per siklus adalah 0,5 μs pada frekuensi clock 24
MHz. Apabila frekuensi clock mikrokontroler yang digunakan adalah 12 MHz, maka
kecepatan pelaksanaan instruksi adalah 1 μs
CPU ( CENTRAL PROCESSING UNIT
CPU berfungsi mengendalikan seluruh operasi pada mikrokontroler. Unit ini terbagi atas dua bagian, yaitu unit pengendali/ CU ( Control
Unit ) dan unit aritmatika dan logika atau ALU (Aritmetic logic Unit) Fungsi utama unit pengendali adalah mengambil instruksi dari memori
(fetch) kemudian menterjemahkan susunan instruksi tersebut menjadi kumpulan proses kerja sederhana (decode), dan melaksanakan
urutan instruksi sesuai dengan langkah-langkah yang telah ditentukan program ( execute).
Pin (kaki) IC AT8952
b. Port 1Merupakan port yang hanya berfungsi
sebagai port I/0.(Input/Output). Port 1
terdapat pada pin 1-8.
c. Port 2Merupakan dual-purpose port. Pada desain minimum digunakan sebagai port I/O (Input/Output). Sedangkan pada
desain lebih lanjut digunakan sebagai high byte dari address (alamat). Port 2 terdapat pada pin 21-28.
d. Port 3Merupakan dual-purpose port. Selain sebagai port I/O (Input/Output), port 3 juga mempunyai fungsi khusus.
Fungsi khusus tersebut diperlihatkan Tabel 1 Data Port 3 pin 10 -17.
PSEN adalah sinyal kontrol yang mengizinkan untuk mengakses program (code) memori eksternal. Pin ini dihubungkan ke
pin OE (Output Enable) dari EPROM. Sinyal PSEN akan “0” (LOW) pada tahap fetch (penjemputan) instruksi. PSEN akan
selalu bernilai “1” (HIGH) pada pembacaan program memori internal.
ALE digunakan untuk men-demultiplex address (alamat) dan data bus.
EA (External Access) Pin 31Jika EA diberi input “1” (HIGH), maka mikrokontroller menjalankan program memori internal
saja. Jika EA diberi input “0” (LOW), maka AT89S52 menjalankan program memori eksternal (PSEN akan bernilai “0”).
RST (Reset) Pin 9Proses reset merupakan proses untuk mengembalikan sistem kekondisi semula (kembali ke alamat 0).
Reset tidak mempengaruhi internal program memory. Reset terjadi jika pin RST bernilai high selama minimal dua siklus lalu
kembali bernilai low.
XTAL1 Pin 19XTAL1 berfungsi sebagai masukan dari rangkaian osilasi mikrokontroler. XTAL2 Pin 18XTAL2 berfungsi sebagai
keluaran dari rangkaian osilasi mikrokontroler. VCC Pin 40VCC merupakan masukan sumber tegangan positif.GND Pin
20GND merupakan masukan sumber tegangan negatip (ground)
XTAL 1 XTAL 2 OSILATOR
RST RESET
Software untuk mikrokontroler misalnya : ASM51, 8051IDE,
BASCOM8051, CODE VISION, KEIL uVISION (file yang diambil
dalam Hex untuk di upload di mikrokontroler).
Contoh program Basic (BASCOM8051) Flip-flop di Port2
DISPLAY SEVEN SEGMEN DAN SWITCH. MATRIXSwitch/ saklar berfungsi sebagai kondisi terthubung atau tidak
terhubung dimana jika diterapkan di dalam mikrokontroler maka saklar sebagai input/ data menghubung
logika 1 atau 0.
RAM DAN ROM
RAM merupakan singkatan dari Random Acces Memory yakni sebuah perangkat keras yang ada
pada komputer. Yang mana perangkat keras tersebut dapat dimanfaatkan sebagai tempat
penyimpanan data atau lebih sering dikenal dengan istilah memori. Lebih dari itu, RAM juga dapat
Anda manfaatkan untuk menjalankan berbagai instruksi program. RAM ini sendiri termasuk sebagai
perangkat yang bersifat sementara. Hal ini berarti data yang ada pada memori tersebut dapat saja
hilang.
Sedangkan ROM atau Read Only Memory sendiri berarti tempat penyimpanan data yang memiliki
sifat permanen. Berbeda sedikit dengan RAM, Rom dalam sebuah perangkat komputer dapat
menyimpan data dengan permanen. Dengan begitu, Anda tidak akan kehilangan data tersebut
meskipun komputer mengalami mati secara mendadak.
JENIS Ram
Berdasarkan cara kerja:
1. Dynamic RAM (DRAM)
2. Static RAM (SRAM)
jenis-jenis ROM-Mask ROmMask ROM adalah ROM yang tidak bisa ditulis ulang (non-flashable) sehingga tidak
dapat di up-grade. Data pada ROM dimasukkan langsung melalui mask pada saat perakitan chip
PROM (Programmable Read-Only Memory)PROM merupakan sebuah chip memory yang hanya dapat diisi data
satu kali saja. Sekali saja program dimasukkan ke dalam sebuah PROM, maka program tersebut akan berada
pada PROM seterusnya. Pada PROM data akan tetap ada walaupun komputer dimatikan..
EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) adalah sebuah ROM yang dapat diprogram ulang dan
dihapus.
DISPLAY SEVEN SEGMEN
Display seven segmen merupakan display yang terbentuk oleh 7 buah LED (ditambah 1 LED untuk
menampilkan titik) yang dirangkai untuk
menampilkan bilangan. Display seven segmen
terbagi 2 macam yaitu :
– Display seven segmen jenis common anoda
(aktif berlogika 0).
– Display seven segmen jenis common katoda
(aktif berlogika 1).
SHIFT AND ROTATE
PORT SERIAl
Mikrokontroler ATMEL dan AVR telah dilengkapi on chip port serial yang dapat melakukukan komunikasi
serial secara Full Duplex. Artinya, proses pengiriman dan penerimaan data dapat dilakukan secara bersamaan.
Data yang akan diterima maupun yang dikirim ditampung terlebih dahulu pada sebuah Register SBUF yang
berada dialamat 99H. Register SBUF terdiri dari 2 register dialamat yang sama, yaitu :Register Transmit
Register Transmit bersifat write only (hanya dapat ditulis). Fungsinya menampung data dari bus internal
sebelum dikirim ke port serial.Register Receive Register Receive bersifat read only. Fungsinya menampung
data dari port serial sebelum diteruskan ke bus internal pada saat Register SBUF dibaca.
Register PCON (87h) dan register SCON (98h), bit 7 dari register PCON, yaitu SMOD, digunakan untuk
mengatur nilai baud rate. Register SCON (serial port) berfungsi mengatur mode operasi port serial
mikrokontroler.
SEVEN SEGMENT
Mikrokntroler ATMEGA 8/ 8535 dan ADC ATmega8 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR RISC
yang memiliki 8K Bytes In-System Programmable Flash. Mikrokontroler dengan konsumsi daya rendah untuk
ATmega8L 2.7 – 5.5V sedangkan Atmega8 5 – 5.5V. Mampu mengeksekusi instruksi dengan kecepatan
maksimum 16 MIPS pada frekuensi 16MHz.
KEUNGGULAN MIKROKONTROLLER
1. Size/ukuran fisik Alat bisa lebih kecil
(misal kalkulator, Lampu Lalu-lintas, etc)
2. Harga lebih murah
3. Hemat Energi (bisa menggunakan baterai)
4. Mikrokontroler Dapat berkomunikasi
dengan alat lain (Komputer/ HP) dan lain-lain
Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui
temperature suatu objek atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk
mengubah perubahan temperatur yang diterima dalam perubahan besaran elektrik.
Sensor suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian
outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC sebesar 60
µA dalam beroperasi.
Karakteristik Sensor suhu IC LM35
- Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat
dikalibrasi langsung dalam celcius.
-
Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC .
-
Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
-
Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
- Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
- Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
- Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA. Memiliki ketidaklinieran hanya
sekitar ± ¼ ºC.
Macam-Macam Actuator (Motor) Robot
Fungsi actuator untuk apa? Dalam robot actuator berfungsi untuk menggerakan robot. Dalam robot beroda,
actuator yang digunakan biasanya Motor DC yang dirangkai dengan roda. Dan robot bisa berpindah kearah
yang dinginkan.
Actuator terbagi menjadi 2 jenis. Ada jenis yang bergerak berdasarkan rotasi atau putaran. Ada juga actuator
linear yang bergerak lurus.
Yang bergerak berdasarkan rotasi ada:1. Motor DC. Adalah jenis penggerak yang menggunakan arus searah
(DC) sebagai tenaganya. Arus searah ini nantinya akan dimanfaatkan oleh kumparan yang ada didalamnya dan
menjadi energi mekanik. Kumparan itu disebut stator (bagian yang tidak berputar), dan bagian yang berputar
disebut rotor.
2. Geared Motor DC. Ini adalah pengembangan dari DC Motor, yang membedakan adalah dengan adanya
penambahan komponen Gear pada Motor. Gear ini berfungsi untuk menambah torsi (tenaga) pada motor,
atau juga bisa menambah kecepatan.
3. Motor Servo. Pengembangan dari DC Motor juga dan sudah memiliki Gear, tapi bedanya Motor Servo bisa
diatur kecepatannya. Di dalamnya terdapat Potensio Meter dan Driver Motor, sehingga bisa diatur dengan
derajat. Motor servo bisa digunakan untuk membuat robot berkaki.
4. Smart Servo. Pengembangan dari Motor Servo, atau jenis Servo yang lebih pintar. Dimana di dalamnya
sudah terdapat Controller sendiri. Mempunyai sistem feedback yang bisa dipasang pada antar servo, tidak
harus langsung pada kontroller. Untuk pembuatan robot Humanoid, atau robot yang membutuhkan banyak
servo, tapi memiliki pin sedikit adalah pilihan tepat.
5. Motor Stepper. Prinsip kerja motor Stepper sama seperti Motor DC, sama-sama menggunakan arus searah
(DC). Akan tetapi Stepper tidak berputar 360 Derajat dalam satu Step, melainkan berputar dalam beberapa
step. Untuk berputar 360 Derajat, stepper bertahap 45 Derajat dahulu dan lanjut ke 45 derajat begitu
seterusnya. Tergantung dari jenis dan spesifikasi Motor Stepper.
6. Geared Motor Stepper. Pengembangan dari Motor Stepper yang ada penambahan Gear pada motornya.
Gear berfungsi untuk menambah torsi atau tenaga pada motor.Yang bergerak berdasarkan linear
ada:1. Linear Actuator. Sesuai namanya gerakan dari Linear Actuator adalah jenis Motor DC yang bergerak
linear atau maju mundur. Gerakan maju mundur tersebut di dapat dari hasil perpindahan dari roda gigi dengan
motor DC rotari. Linear Actuatur juga tentu memiliki Feedback yang dikirimkan ke Kontroller, membantu
mempermudah pengendalian.2. Solenoid. Adalah kumparan yang dililitkan memanjang dan panjangnya jauh
lebih besar dari diameter kawatnya.Yang membedakan Solenoid dengan Linear Actuator tidak menggunakan
DC Motor ataupun Gear untuk menghasilkan gerakan Linear, tapi memang bentuknya sudah berbeda,
bentuknya dibuat untuk bisa bergerak linear. Solenoid dalam aplikasi sehari-hari biasanya digunakan untuk
pengunci pintu rumah otomatis.
3. Muscle Wire. Adalah kawat otot yang biasa digunakan pada tangan robot. Fungsinya adalah menggerakan
jari-jari tangan robot.
4. Pneumatic. Adalah jenis actuator yang memanfaatkan tekanan udara untuk menghasilkan gerakan mekanik
linear. Untuk aplikasinya pneumatic digunakan untuk pekerjaan yang ringan, seperti pada pintu Bus.
5. Hydraulic. Merupakan jenis actuator yang mirip dengan Pneumatic, hanya saja hidraulic menggunakan
Fluida atau oil yang dimanfaatkan untuk menghasilkan gerakan mekaniknya. Dan untuk aplikasinya juga
Pneumatic biasa digunakan untuk pekerjaan berat pada industri.
enis-Jenis Sensor PadaJ Robot
1. Touch Sensor. Adalah jenis sensor yang akan mendeteksi ketika disentuh, ibarat kulit. Touch
Sensor pada dasarnya adalah saklar yang memiliki berbagai jenis bentuk. Pada robot digunakan
untuk misalnya; mendeteksi objek yang ada pada tangan robot, mencegah terjadinya tabrakan
pada robot beroda, dan masih banyak lagi. Contoh touch sensor yang paling sederhana adalah Push
Button. Dan yang lebih baiknya bisa kamu lihat pada gambar atas.
2. Light Sensor. Sensor ini mendeteksi cahaya atau peka terhadap cahaya disekitarnya. Dengan
sensor ini robot dapat mengetahui gelap dan terang suatu objek, tempat, siang atau malam.
Untuk menentukan gelap dan terang suatu tempat biasa menggunakan LDR Sensor, sementara
untuk keperluan Robot Pengikut Garis (Line Follower) menggunakan InfraRed Sensor.
3. Color Sensor. Sama seperti light sensor atau Infra Red sensor, color sensor juga bisa mendeteksi
gelap terang dengan menangkap warna hitam dan putih. Tapi selain itu, Color Sensor juga dapat
mendeteksi warna lainnya seperti merah, biru, kuning, dan sebagainya.
Pada aplikasinya color sensor juga bisa digunakan untuk membuat robot Line Follower, bahkan yang
lebih canggih, yaitu: dapat mengikuti garis dengan warna yang lebih spesifik.
4. Distance Sensor. Adalah jenis sensor yang digunakan untuk mendeteksi objek dengan cara
mengukur jarak objek tersebut. Sensor ini bisa mengukur jarak dengan sangat akurat. Dalam robot,
Distance Sensor berguna sebagai mata. Robot dapat melihat objek didepannya dengan Contoh
Distance Sensor yang paling sering digunakan adalah Ultrasonic sensor. Cara kerjanya sama persis
seperti mulut dan telinga pada kelelawar.
5. Sound Sensor. Mendeteksi suara disekitar robot, fungsinya tentu saja seperti telinga. Melalui
program sensor ini bisa membedakan suara yang nyaring, suara yang tidak nyaring, dan hening.
Intensitasnya bisa kita atur manual, atau melalui program, tergantung jenis Sound Sensor yang
dipakai.
Bahkan untuk jenis Voice Recognition, itu bisa diprogram untuk mendengar kata (bahasa) yang
digunakan manusia.
6. Balance Sensor. Biasa digunakan untuk membuat robot tetap seimbang. Mengetahui kemiringan,
dan membantu bangun saat robot terjatuh.
Salah satu contohnya adalah Gyroscope, dipakai juga pada Smartphone.
7. Gas Sensor. Berfungsi untuk mendeteksi berbagai jenis gas atau asap yang ada disekitar. Seperti
hidung pada manusia, dapat membedakan yang mana gas yang biasa mana gas yang berbahaya.
Contoh penerapan gas Sensor adalah untuk robot penjinak Bom, atau robot GreenBird.
8. Temperatur Sensor. Sama seperti kulit yang dapat merasakan panas dan dingin. Dengan
temperatur sensor robot dapat mengenali suhu yang ada disekitarnya