Termometer Digital Dengan Sensor LM35

Mikrokontrol

Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program didalamnya. Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program did umumnya terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori, I/O tertentu dan unit pendukung seperti Analog-to-Digital Converter (ADC) yang sudah terintegrasi di dalamnya. Kelebihan utama dari mikrokontroler ialah tersedianya RAM dan peralatan I/O pendukung sehingga ukuran board mikrokontroler menjadi sangat ringkas. Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program did MCS51 ialah mikrokomputer CMOS 8 bit dengan 4 KB Flash PEROM (Programmable and Erasable Only Memory) yang dapat dihapus dan ditulisi sebanyak 1000 kali. Mikrokontroler ini diproduksi dengan menggunakan teknologi high density non-volatile memory. Flash PEROM on-chip tersebut memungkinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem (in-system programming) atau dengan menggunakan programmer non-volatile memory konvensional. Kombinasi CPU 8 bit serba guna dan Flash PEROM, menjadikan mikrokontroler MCS51 menjadi microcomputer handal yang fleksibel.

Mikrokontroler tersusun dalam satu chip dimana prosesor, memori, dan I/O terintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sistem sehingga mikrokontroler dapat dikatakan sebagai komputer mini yang dapat bekerja secara inovatif sesuai dengan kebutuhan sistem.

Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data. Sekedar contoh, bayangkan diri Anda saat mulai belajar membaca dan menulis, ketika Anda sudah bisa melakukan hal itu Anda bisa membaca tulisan apapun baik buku, cerpen, artikel dan sebagainya, dan Andapun bisa pula menulis hal-hal sebaliknya.

Berikut adalah artikel tentang Mikrokontroler

 1. Apa itu mikrokontroler ?

Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus. Sederhananya, cara kerja mikrokontroler sebenarnya hanya membaca dan menulis data. Sekedar contoh, bayangkan diri Anda saat mulai belajar membaca dan menulis, ketika Anda sudah bisa melakukan hal itu Anda mulai bisa membaca tulisan apapun baik itu tulisan buku, cerpen, artikel dan sebagainya, dan Andapun mulai bisa menulis hal-hal sebaliknya. Begitu pula jika Anda sudah mahir membaca dan menulis data pada mikrokontroler maka Anda dapat membuat program untuk membuat suatu sistem pengaturan menggunakan mikrokontroler sesuai dengan keinginan Anda. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa disebut "pengendali kecil" dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini. Dengan penggunaan mikrokontroler ini maka :

• Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas
• Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi
• Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak

Namun demikian tidak sepenuhnya mikrokontroler bisa mereduksi komponen IC TTL dan CMOS yang seringkali masih diperlukan untuk aplikasi kecepatan tinggi atau sekedar menambah jumlah saluran masukan dan keluaran (I/O). Dengan kata lain, mikrokontroler adalah versi mini atau mikro dari sebuah komputer karena mikrokontroler sudah mengandung beberapa periferal yang langsung bisa dimanfaatkan, misalnya port paralel, port serial, komparator, konversi digital ke analog (DAC), konversi analog ke digital dan sebagainya hanya menggunakan sistem minimum yang tidak rumit atau kompleks.

2. Manfaat/prospek apa yang bisa saya peroleh jika menguasai mikrokontroler ?

Banyak sekali, dengan melihat penjelasan nomor 1, maka batasnya hanya imajinasi Anda. Dengan menguasainya, kita bisa menerapkannya kedalam kehidupan sehari-hari seperti mengendalikan suatu perangkat elektronik dengan berbagai sensor dan kondisi seperti cahaya, getaran, panas, dingin, lembab dan lain-lain. Sekedar contoh sederhana penggunaan mikrokontroler, lihatlah disekitar lingkungan Anda ada toaster, mesin, cuci, microwave kemudian tengoklah didunia pertanian Anda bisa membuat kontrol kelembaban untuk budidaya jamur dsb, didunia perikanan Anda bisa mengendalikan suhu air kolam dsb. Bahkan Anda bisa membuat PABX mini, SMS Gateway, atau kearah military Anda bisa membuat radio militer frekuensi hopping (radio komunikasi anti sadap dengan lompatan frekuensi 100 kali dalam 1 detik), sistem monitoring cuaca dengan balon udara, automatic vehicel locator (menggunakan GPS), aplikasi robotik dan sebagainya. Semua itu sekedar contoh, masih banyak lagi yang bisa Anda lakukan dengan mikrokontroler.

Sebagai prospek, arah perkembangan dunia elektronika saat ini adalah ke embedded system (sistem tertanam) atau embedded electronic (elektronik tertanam). salah satunya dengan menggunakan mikrokontroler, jadi jika Anda belajar dan menguasai mikrokontroler sudah tepat pada jalurnya.

3. Ada berapa macam/jenis mikrokontroler itu ?

Secara teknis hanya ada 2 yaitu RISC dan CISC dan masing-masing mempunyai keturunan/keluarga sendiri-sendiri.

RISC kependekan dari Reduced Instruction Set Computer : instruksi terbatas tapi memiliki fasilitas yang lebih banyak

CISC kependekan dari Complex Instruction Set Computer : instruksi bisa dikatakan lebih lengkap tapi dengan fasilitas secukupnya.

Tentang jenisnya banyak sekali ada keluarga Motorola dengan seri 68xx, keluarga MCS51 yang diproduksi Atmel, Philip, Dallas, keluarga PIC dari Microchip, Renesas, Zilog. Masing-masing keluarga juga masih terbagi lagi dalam beberapa tipe. Jadi sulit sekali untuk menghitung jumlah mikrokontroler.

Mikrokontroler memiliki karakteristik sebagai berikut :

1.      Memiliki progralm kususu yang di simpan dalam memori. Program mikrokontroler relatif lebih kecil dari pada program-program PC.

2.      Murah karena komponen-komponennya tdak di rancang untuk menghasilkan kemampuan komputasi yang tinggi.

3.      Unit IO yang sederhana misalnya , Keypad LCD LED.

4.      Konsumsi daya kecil.

5.      Rangkaian sederhana dan kompak.

6.      Lebih tahan terhadap kondisi lingkungan eksterem misalnya temperatur tekanan, kelembahan yang tinggi .

Termometer Digital Dengan Sensor LM35

Aplikasi thermometer digital dilakukan dengan melakukan konversi suhu menjadi data digital sehingga dapat diolah mikrokontroler. Proses konversi pertama kali dilakukan dengan mengubah suhu menjadi tegangan analog dan dilanjutkan dengan konversi tegangan analog menjadi data digital.

Konversi suhu menjadi tegangan analog dilakukan dengan menggunakan sensor suhu tipe LM35 di mana sensor ini dapat beroperasi dengan menggunakan tegangan sumber di antara 4 – 30 volt DC. LM35 adalan sensor temperatur yang paling banyak digunakan untuk praktek karena selain harganya murah, linearitasnya cukup bagus. LM35 tidak membutuhkan kalibrasi eksternal yang menyediakan tingkat akurasi sekitar ¼ ^oC pada temperatur ruangan dan sekitar ¾ ^oC pada kisaran -55 sampai +150 ^oC. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap derajat Celcius sehingga diperoleh persamaan berikut:

VLM35 = Temperatur * 10 mV

Rangkaian penguat

Rangkaian Non Inverting Amplifier pada gambar 2 dengan VR3 sebesar 50K dan R9 = 10K dapat digunakan untuk mengatur agar keluaran dari LM35 lebih besar 5 kali sehingga keluaran amplifier ini dapat menghasilkan kenaikan tegangan sebesar 50 mV untuk setiap Derajat Celcius.

LM358 pada rangkaian amplifier ini menggunakan sumber tegangan sebesar 12 volt sehingga dioda zener D1 (5V1) dan resistor R15 (300 Ohm) digunakan pada keluaran amplifier ini untuk menjaga agar batas maksimum tegangan hanya mencapai 5 Volt saja dan menjaga mikrokontroler ATmega16 dari tegangan input yang berlebih.

Rangkaian LCD

Keluaran dari penguat merupakan tegangan analog yang harus di konversi ke bentuk digital. Dalam pengkonversian tegangan analog menjadi data digital digunakan ADC internal mikrokontroler Atmega16. Mikrokontroler Atmega16 memiliki 8 chanel ADC internal yaitu ADC0-ADC7 yang bisa mengkonversi kedalam 8bit data digital maupun 10bit data digital. Walaupun terdapat 8 chanel input ADC, dalam proses konversi hanya bisa dilakukan pada 1 chanel input dalam satu waktu karena pengkonversi data analog ke digital didalam mikrokontroler itu sendiri hanya terdapat satu yang dihubungkan dengan 8 chanel input ADC melalui multiplexer sehingga untuk memanfaatkan 8 chanel input ADC dalam prosesnya tidak bisa dilakukan dalam waktu bersamaan tetapi proses konversi dilakukan secara bergantian dari chanel 0-chanel 7

Diagram ADC internal ATmega16

Dalam contoh ini output dari penguat diinputkan pada ADC ch. 0. Proses pengkonversi dan pembacaan data hasil konversi ADC dalam listing program sebagai berikut:

#define ADC_VREF_TYPE 0x20

// Read the 8 most significant bits

// of the AD conversion result

unsigned char adc(unsigned char adc_input)

{

ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);

// Start the AD conversion

ADCSRA|=0x40;

// Wait for the AD conversion to complete

while ((ADCSRA & 0x10)==0);

ADCSRA|=0x10;

return ADCH;

}

dt=adc(0); // hasil konversi dipindah dalam variable dt

variabel dt adalah variabel tempat menyimpan data digital hasil konversi dari ADC. Dalam hal ini variabel dt merupakan nilai suhu yang terukur (dengan asumsi tanpa rangkaian penguat dan pada saat suhu 30 ^oC Vout LM35 =300mV). Jika kita menggunakan penguat maka nilai variabel dt perlu di olah lebih lanjut sesuai berapa besar penguatan yang kita setting (mengatur perbandingan nilai VR3 dengan R9) dan temperatur yang terukur dapat dirumuskan:

Temperatur= dt / tingkat_pengutan

dalam hal ini, besar penguatan dari alat yang saya buat sebesar 2x sehingga nilai temperatur yang sebenarnya adalah

Temperatur= dt / 2

dalam listing program dinyatakan dengan program berikut:

temp=((float)dt*0.5);