Kamis, 20 Oktober 2011

Mikrokontroler ATMega16


AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). AVR memiliki keunggulan dibadingkan dengan mikrokontroler lain, keunggulan mikrokontroler AVR yaitu memiliki kecepatan eksekusi program yang lebih cepat, karena sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock, lebih cepat dibandingkan dengan mikrokontroler MCS51 yang memiliki arsitektur CISC (Complex Instruction Set Computer) dimana mikrokontroler MCS 51 membutuhkan 12 siklus clock untuk mengeksekusi 1 instruksi. Selain itu, mikrokontroler AVR memiliki fitur yang lengkap . Beberapa fitur dari AVR ATmega16 antara lain:


a).    Advanced RISC Architecture:
·    131 Powerful Instructions, Most Single Clock Cycle Execution
·    32 x 8 General Purpose Fully Static Operation
·    Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz
·    On-chip 2-cycle Multiplier

b).     Nonvolatile Program and Data Memories:
·    16K Bytes of In-System Self-Programmable Flash
·    Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits
·    512 Bytes EEPROM
·    1Kbytes Internal SRAM
·    Up to 64K Bytes Optional External Memory Space
·    Programming Lock for Software Security

c).      Peripheral Features:
·    Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and  Compare Modes 
·    Two 16-bit Timer/Counters with Separate Prescalers, Compare Modes, and Capture Modes
·    Real Time Counter with Separate Oscillator
·    Six PWM Channels
·    Dual Programmable Serial USARTs
·    Master/Slave SPI Serial Interface
·    Programmable Watchdog Timer with Separate On-chip
·    Oscillator
·    On-chip Analog Comparator

d).     Special Microcontroller Features:
·    Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection
·    Internal Calibrated RC Oscillator
·    External and Internal Interrupt Sources
·    Six Sleep ModesIdle, ADC Noise ReductionPower-save,
·    Power-down, Standby and Extended Standby
e).      I/O and Package:
·    32 Programmable I/O Lines
·    40-pin PDIP, 44-lead TQFP, 44-lead PLCC, and 44-pad MLF

f).        Operating Voltages:
·    4.5 – 5.5V


Gambar 2.4 Konfigurasi Kaki-kaki Mikrokontroler ATMega16
Dari Gambar 2.4 dapat dilihat konfigurasi pin mikrokontroler ATMega 16 dengan masing-masing fungsi sebagai berikut:
a).           VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.
b).           GND merupakan pin Ground.
c).           Port A (PA0 – PA7) merupakan pin input  dan Output dua arah dan dapat berfungsi sebagai masukan ADC.
d).          Port B (PB0 – PB7) merupakan pin input dan Output dua arah. Masing-masing pin di port B ini memiliki fungsi khusus, yaitu:
• PB7: SCK (SPI Bus Serial Clock)
• PB6: MISO (SPI Bus Mater Input/Slave Output)
• PB5: MOSI (SPI Bus Master Output/ Slave Input)
• PB4:  (SPI Slave Select Input)
• PB3: AIN1 (Analog Comparator Negative Input/)  / OC0(Timer/Counter0 Output Compare Match Output)
• PB2: AIN2 (Analog Comparator Positive Input) / INT2(External Interrupt 2 Input)
• PB1: T1 (Timer/Counter1 External Counter Input)
• PB0: T0 T1 (Timer/Counter0 External Counter Input) XCK(USART External Clock Input/Output)

e).           Port C (PC0 – PC7) merupakan pin input/output dua arah. Masing-masing pin di port C ini memiliki fungsi khusus, yaitu:
• PC7: TOSC2(Timer Oscillator Pin2)
• PC6: TOSC1(Timer Oscillator Pin1)
• PC5: TD1 (JTAG Test Data In)
• PC4: TD0 (JTAG Test Data Out)
• PC3: TMS (JTAG Test Mode Select)
• PC2: TCK (JTAAG Test Clock)
• PC1: SDA (Two-wire Serial Bus Data Input/Output Line)
• PC0: SCL (Two Wire Serial Bus Clock Line)

f).            Port D (PD0 – PD7) merupakan pin input/Output dua arah. Masing-masing pin di port D ini memiliki fungsi khusus, yaitu:
• PD7: OC2 (Timer/Counter2 Output Compare Match Output)
• PD6: ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)
• PD5: OC1A (Timer/Counter1Output Compare A Match Output)
• PD4: OC1b (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output)
• PD3: INT1 (External Interrupt 1 Input)
• PD2: INT0 (External Interrupt 0 Input)
• PD1: TXD (USART Output Pin)
• PD0: RXD (USART Input Pin)

g).           RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.
h).           XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.
i).             AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
j).             AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

Senin, 10 Oktober 2011

Pengantar Sistem Kendali Otomatis


Kendali otomatis saat ini memegang peranan yang sangat penting dalam perkembangan ilmu dan teknologi. Di samping sangat diperlukan pada pesawat ruang angkasa, peluru kendali, sistem pengemudian pesawat, dan sebagainya, kendali otomatis juga telah menjadi bagian yang penting dan terpadu dalam pabrik dan industri modern. Sebagai contoh, kendali otomatis sangat diperlukan dalam operasi-operasi di industri untuk mengontrol tekanan, temperatur, kelembaban, viskositas, serta aliran dalam proses industri seperti pengerjaan dengan mesin perkakas, penanganan, dan perakitan bagian-bagian mekanik dalam industri manufaktur, dan sebagainya.

2.1.1  Definisi-definisi
Beberapa definisi istilah-istilah yang menjadi bagian dari sistem kendali, diantaranya:

a).    Plant
Plant adalah seperangkat peralatan yang hanya terdiri dari beberapa bagian mesin yang bekerja bersama-sama, yang digunakan untuk melakukan suatu operasi tertentu. Pada umumnya setiap objek fisik yang dikendalikan disebut plant.

b).    Proses
Proses adalah operasi atau perkembangan alamiah yang berlangsung secara kontinyu yang ditandai oleh suatu deretan perubahan kecil yang berurutan degan cara yang relative tetap dan menuju ke suatu hasil atau keadaan akhir tertentu; atau suatu operasi yang sengaja dibuat, berlangsung secara kontinyu, yang terdiri dari beberapa aksi atau perubahan yang dikendalikan, yang diarahkan secara sistematis menuju ke suatu hasil atau keadaan akhir tertentu.

c).    Sistem
Sistem adalah kombinasi dari beberapa komponen yang bekerja bersama-sama dan melakukan suatu sasaran tertentu. Sistem tidak dibatasi hanya untuk sistem fisik saja. Konsep sistem dapat digunakan pada gejala yang abstrak dan dinamis.

d).   Gangguan
Gangguan adalah suatu sinyal yang cenderung mempunyai pengaruh yang merugikan pada nilai keluaran sistem. Jika suatu gangguan muncul dari dalam sistem, maka gangguan itu disebut gangguan internal. Sedangkan gangguan yang timbul dari luar sistem disebut gangguan eksternal dan dianggap menjadi sebuah masukan.

2.1.2  Kendali Lup Terbuka
Sistem kendali lup terbuka adalah sistem kendali yang keluarannya tidak berpengaruh pada pengendalian. Pada sistem kandali lup terbuka, keluaran tidak diukur atau diumpan-balikkan untuk dibandingkan dengan masukan. Gambar 2.1 menunjukkan hubungan masukan keluaran untuk sistem kendali lup terbuka.



Gambar 2.1 Sistem Kendali Lup Terbuka
Pada setiap sistem kendali lup terbuka, keluaran tidak dibandingkan dengan masukan acuan. Sehingga, untuk setiap masukan referensi, terdapat suatu kondisi operasi yang tetap. Jadi ketelitian sistem bergantung pada kalibrasi. Sistem kendali lup terbuka harus dikalibrasi dengan hati-hati dan harus menjaga kalibrasi tersebut agar dapat bekerja dengan baik. Dengan adanya gangguan, sistem kendali lup terbuka tidak dapat bekerja seperti yang diinginkan.

2.1.3  Kendali Lup Tertutup
Sistem Kendali lup tertutup adalah sistem kendali yang sinyal keluarannya mempunyai pengaruh langsung pada aksi pengendalian. Jadi, sistem kendali lup tertutup adalah sistem kendali yang memiliki umpan-balik. Sinyal kesalahan penggerak, yang merupakan selisih antara sinyal masukan dan sinyal umpan-balik (dapat berupa sinyal keluaran atau suatu fungsi sinyal keluaran dan turunannya), diumpankan ke kontroler untuk memperkecil kesalahan dan membuat agar keluaran sistem mendekati harga yang diinginkan. Dengan kata lain, istilah “lup tertutup” berarti menggunakan aksi umpan-balik untuk memperkecil kesalahan sistem. Gambar 2.2 menunjukkan hubungan masukan-keluaran dari sistem kendali lup tertutup.




Gambar 2.2 Sistem Kendali Lup Tertutup

Robot pencari api yang dirancang pada penelitian ini termasuk dalam sistem kendali tertutup, karena memiliki sinyal umpan balik yang dihasilkan oleh sensor.