DPK 1 : MIKROKONTROLER

A. FUNGSI MIKROKONTROLER

Mikrokontroler merupakan perpaduan dua kata, yaitu micro dan controller merupakan alat yang befungsi sebagai pengontrol sebuah sistem, Jadi, mikrokontroler merupakan alat pengontrol dengan ukuran kecil dan terintegrasi layaknya sebuah sistem komputer dalam sebuah chip,

Mikrokontroler 4 bit merupakan generasi pertama yang lahir pada tahun 1974 yang di-release oleh Texas Instruments dengan seri TMS 1000 dilengkapi dengan RAM dan ROM yang dikemas dalam sebuah chip. Dua tahun berikutnya, berkembang mikrokontroler 8 bit seri Intel 8748 yang diproduksi oleh vendor Intel Pertama kali diperkenalkan oleh vendor Intel sekitar Tahun 1976. Penggunaan teknologi chip (integrated circuit) pada mikrokontroler membuat alat ini dikategorikan sebagai single chip microcomputer tipe embedded computer.

    Mikrokontroler dikatakan sebagai bentuk mini komputer karena dalam mikrokontroler memiliki bagian-bagian penting dalam komputer seperti berikut.

1. Processor atau yang dikenal sebagai CPU (central processing unit) bertugas untuk mengerjakan setiap instruksi yang diberikan.
2. RAM atau (Random Access Memory) yang dapat menyimpan memori selama dialiri arus listrik. Anda dapat mengubah isi memori secara berulang-ulang.
3. ROM (Read Only Memory) yang berfungsi membaca nilai memori yang tersimpan.
4. Port VO (input output). Port ini merupakan terminal yang dapat digunakan sebagai jalur nilai yang di-input-kan pada mikrokontroler dan menghasilkan keluaran dalam bentuk sinyal.

Mikrokontroler adalah komponen kunci dalam banyak aplikasi elektronik dan memiliki beberapa fungsi penting, antara lain:

1. Pengolahan Data: Mikrokontroler dapat menerima data dari sensor, memprosesnya, dan menghasilkan keluaran berdasarkan logika yang telah diprogram.
2. Kontrol Perangkat: Mikrokontroler dapat mengontrol perangkat lain seperti motor, LED, dan relay, memungkinkan otomatisasi berbagai fungsi.
3. Interaksi dengan Sensor: Mikrokontroler dapat membaca data dari berbagai sensor (seperti suhu, cahaya, gerak) untuk mengumpulkan informasi tentang lingkungan.
4. Komunikasi: Mikrokontroler dapat berkomunikasi dengan perangkat lain melalui protokol seperti UART, I2C, atau SPI, memungkinkan integrasi dalam sistem yang lebih besar.
5. Pemrograman Fleksibel: Dengan menggunakan bahasa pemrograman tertentu, pengguna dapat mengubah logika dan fungsi mikrokontroler sesuai dengan kebutuhan proyek.
6. Penghematan Energi: Banyak mikrokontroler dirancang untuk beroperasi dalam mode hemat energi, membuatnya ideal untuk aplikasi portable dan IoT.

B. ARSITEKTUR ATMega328P

Di pasaran saat ini terdapat dua jenis arsitektur mikrokomputer, yaitu sebagai berikut:

1. CISC (Complex Instruction Set Computer)

    Ciri khas tipe CISC adalah kompleksitas dan fitur yang lengkap dalam memberikan set instruksi pada prosesor. Bahasa yang digunakan adalah tingkat tinggi seperti assembler. Keuntungan dari CISC adalah performa yang kurang ebang karena penggunaan timing yang kurang tepat.

2. RISC (Reduce Instruction Set Computer)

    RISC merupakan jenis arsitektur prosesor yang menggunakan set instruksi lebih sedikit dibandingkan dengan CISC. Tetapi ini sudah mengadopsi pipeline dan superscalar. RISC menggunakan instruksi yang lebih sederhana sehingga dapat dieksekusi dalam satu siklus mesin, sedangkan CISC lebih kompleks dan dapat memerlukan beberapa siklus. RISC menggunakan lebih banyak general purpose register dan instruksi yang lebih sedikit, sedangkan CISC lebih berfokus pada instruksi yang lebih kompleks.

C. ARDUINO

    Arduino merupakan rangkaian elektronika yang berbasis mikrokontroler Atmega328P keluaran ATMEL yang berasal dari Italia. Jenis yang dipaparkan pada materi ini adalah Arduino Uno yang bersifat open source hardware, yang orang lain dapat mengembangkan sesuatu keperluan mereka. Nama lain Arduino adalah development board atau papan pengembangan mikrokontroler yang memudahkan pengguna dalam membangun rangkaian elektronika berbasis mikrokontroler dibandingkan membangun rangkaian mulai dari awal. Spesifikasi hardware dari Arduino Uno R3 antara lain sebagai berikut:   

1. Berbasis chip mikrokontroler ATMega328P
2. Beroperasi pada tegangan DC 5V.
3. Input tegangan DC adalah 7-12V.
4. Terdiri atas 14 digital I/O pin yang 6 pin di antaranya merupakan sambungan PWM.
5. Memiliki 6 buah analog input pin.
6. Besar arus setiap pin I/O adalah 20 mA.
7. Besar arus DC pin pada tegangan 3.3V adalah 50 mA.
8. Kapasitas memori flash adalah 32 KB yang 0 KB digunakan untuk bootloader program.
9. Kapasitas SRAM adalah 2 KB.
10. Ukuran EEPROM adalah 1 KB.
11. Mampu bekerja pada clock speed 16 MHz.
12. Dijual di pasaran dengan dimensi 68.6 mm x 53.4 mm dengan berat 25 gram.

D. PEMOGRAMAN MIKROKONTROLER PADA ARDUINO

      Untuk melakukan pemrograman mikrokontroler pada U Arduino, Anda harus memahami tentang konsep dan cara kerja penyusunan dan penulisan kode program Arduino. Bahasa pemrograman yang digunakan pada Arduino menggunakan bahasa pemrograman C. Struktur penulisan bahasa pemrograman C mempunyai bagian-bagian sebagai berikut.

1. Header

    Header merupakan definisi file header yang disertakan dalam program sebagai file library sebagai rujukan setiap fungsi dan syntax yang digunakan dalam badan kode program C. Contohnya sebagai berikut.

#include  <iostream.h>

2. Deklarasi

    Deklarasi berfungsi untuk menetapkan daftar variabel maupun konstanta yang akan digunakan dalam badan program. Variabel adalah nama yang digunakan untuk menyimpan sebuah nilai yang dapat diatur besarannya selama program dieksekusi. Sementara itu, konstanta memiliki nilai yang tetap (konstan). Contohnya sebagai berikut.

float tinggi;

int alas;

3. Komentar

    Komentar merupakan tambahan baris penjelasan dalam kode bahasa pemrograman C. Tujuannya memberikan keterangan tentang penggunaan kode, tetapi tidak dieksekusi oleh program. Komentar single line menggunakan kode //, sedangkan komentar lebih dari satu baris menggunakan kode /..../.

Contoh kode bahasa pemrograman C adalah sebagai berikut.

/program hitung luas persegi panjang/

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

void main()

{

float luas;

int panjang, lebar;

printf ("nilai panjang =");

scanf("%d",&panjang);

printf ("nilai lebar =");

scanf("%d",&lebar);

luas panjang*lebar;

printf("luas persegi panjang adalah =

%f", luas);

}