NOSIS : 20190427-E
KELAS : KOMUNIKASI
MEMBUAT APLKASI BUZZER DAN LED BERBASIS ATMEGA 8535
1. Tujuan : Agar Bamasis dapat membuat Aplikasi Buzzer dan LED berbasis Atmega 8535.
2. Alat dan Bahan :
A. Atmega 8535
B. LED
C. Proteus
D. Buzzer
3. Jelaskan :
A. Atmega 8535
Mikrokontroller merupakan contoh suatu sistem komputer sederhana yang masuk dalam kategori embedded komputer. Di dalam sebuah mikrokontroller terdapat komponen-komponen seperti: processor, memory, clock, peripheral I/O, dll. Mikrokontroller memiliki kemampuan manipulasi data (informasi) berdasarkan suatu urutan instruksi (program) yang dibuat oleh programmer. Mikrokontroller adalah piranti elektronik yang dikemas dalam bentuk sebuah IC (Integrated Circuit) tunggal, sebagai bagian utama dan beberapa peripheral lain yang harus ditambahkan, seperti kristal dan kapasitor.
Mikrokontroller AVR memiliki arsitektur RISC 8 Bit, sehingga semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus instruksi clock. Bandingkan dengan instruksi keluarga MCS-51 (arsitektur CISC) yang membutuhkan siklus 12 clock. RISC adalah Reduced Instruction Set Computing sedangkan CISC adalah Complex Instruction Set Computing.
AVR dikelompokkan kedalam 4 kelas, yaitu ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATmega, dan keluarga AT86RFxx. Dari kesemua kelas yang membedakan satu sama lain adalah ukuran onboard memori, on-board peripheral dan fungsinya. Dipilih Atmega8535 karena populasi yang banyak, sehingga ketersediaan komponen dan referensi penunjang lebih terjamin.
Tabel Perbandingan Spesifikasi dan Fitur keluarga AVR
Keterangan:
• Flash adalah suatu jenis Read Only Memory yang biasanya diisi dengan program hasil perencanaan, yang harus dijalankan oleh mikrokontroler
• RAM (Random Acces Memory) merupakan memori yang membantu CPU untuk penyimpanan data sementara dan pengolahan data ketika program sedang running
• EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) adalah memori untuk penyimpanan data secara permanen oleh program yang sedang running
• Port I/O adalah kaki untuk jalur keluar atau masuk sinyal sebagai hasil keluaran ataupun masukan bagi program
• Timer adalah modul dalam hardware yang bekerja untuk menghitung waktu/pulsa
• UART (Universal Asynchronous Receive Transmit) adalah jalur komunikasi data khusus secara serial asynchronous
• PWM (Pulse Width Modulation) adalah fasilitas untuk membuat modulasi pulsa
• ADC (Analog to Digital Converter) adalah fasilitas untuk dapat menerima sinyal analog dalam range tertentu untuk kemudian dikonversi menjadi suatu nilai digital dalam range tertentu
• SPI (Serial Peripheral Interface) adalah jalur komunikasi data khusus secara serial secara serial synchronous
• ISP (In System Programming) adalah kemampuan khusus mikrokontroler untuk dapat diprogram langsung dalam sistem rangkaiannya dengan membutuhkan jumlah pin yang minimal
Arsitektur ATmega8535
• Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D
• ADC 10 bit sebanyak 8 Channel
• Tiga buah timer / counter
• 32 register
• Watchdog Timer dengan oscilator internal
• SRAM sebanyak 512 byte
• Memori Flash sebesar 8 kb
• Sumber Interrupt internal dan eksternal
• Port SPI (Serial Peripheral Interface)
• EEPROM on board sebanyak 512 byte
• Komparator analog
• Port USART (Universal Shynchronous Ashynchronous Receiver Transmitter)
Fitur ATmega8535
• Sistem processor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
• Ukuran memory flash 8KB, SRAM sebesar 512 byte, EEPROM sebesar 512 byte.
• ADC internal dengan resolusi 10 bit sebanyak 8 channel
• Port komunikasi serial USART dengan kecepatan maksimal 2.5 Mbps
• Mode Sleep untuk penghematan penggunaan daya listrik
Konfigurasi pin ATmega8535
• VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catudaya
• GND merupakan pin Ground
• Port A (PA0...PA7) merupakan pin I/O dan pin masukan ADC
• Port B (PB0...PB7) merupakan pin I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus yaitu Timer/Counter, komparator Analog dan SPI
• Port C (PC0...PC7) merupakan port I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus, yaitu komparator analog dan Timer Oscillator
• Port D (PD0...PD1) merupakan port I/O dan pin fungsi khusus yaitu komparator analog dan interrupt eksternal serta komunikasi serial
• RESET merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler
• XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal
• AVCC merupakan pin masukan untuk suplai tegangan ADC
• AREF merupakan pin masukan tegangan referensi untuk ADC
Peta Memory ATmega8535
Atmega 8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian yaitu : 32 buah register umum, 64 buah register I.O, dan 512 byte SRAM internal. Register untuk keperluan umum menempati space data pada alamat terbawah yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu register khusus untuk menangani I/O dan kontrol terhadap mikrokontroler menempati 64 alamat berikutnya, yaitu mulai dari $20 sampai $5F. Register tersebut merupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi terhadap berbagai peripheral mikrokontroler, seperti kontrol register, timer/counter, fungsi fungsi I/O, dan sebagainya. Register khusus alamat memori secara lengkap dapat dilihat pada tabel dibawah. Alamat memori berikutnya digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan $25F.
Peta Memori Data ATmega 8535
Memori program yang terletak pada Flash Perom tersusun dalam word atau 2 byte karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32bit. AVR ATmega8535 memiliki 4KByte x 16 Bit Flash Perom dengan alamat mulai dari $000 sampai $FFF. AVR tersebut memiliki 12 bit Program Counter (PC) sehingga mampu mengalamati isi Flash.
Memori Program AVR ATmega8535
Selain itu AVR ATmega8535 juga memilki memori data berupa EEPROM 8-bit sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF.
Status Register
Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroler.
Status Register Atmega 8535
Penjelasan
• Bit7 >>> I (Global Interrupt Enable), Bit harus di Set untuk mengenable semua jenis interupsi.
• Bit6 >>> T (Bit Copy Storage), Instruksi BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register GPR dapat disalin ke bit T menggunakan instruksi BST, dan sebaliknya bit T dapat disalin kembali ke suatu bit dalam register GPR dengan menggunakan instruksi BLD.
• Bi5 >>> H (Half Cary Flag)
• Bit4 >>> S (Sign Bit) merupakan hasil operasi EOR antara flag -N (negatif) dan flag V (komplemen dua overflow).
• Bit3 >>> V (Two's Component Overflow Flag) Bit ini berfungsi untuk mendukung operasi matematis.
• Bit2 >>> N (Negative Flag) Flag N akan menjadi Set, jika suatu operasi matematis menghasilkan bilangan negatif.
• Bit1 >>> Z (Zero Flag) Bit ini akan menjadi Set apabila hasil operasi matematis menghasilkan bilangan 0.
• Bit0 >>> C (Cary Flag) Bit ini akan menjadi set apabila suatu operasi menghasilkan carry.
B. LED
Pengertian LED (Light Emitting Diode) dan Cara Kerjanya – Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.
Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.
Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)
Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.
LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.
Cara Mengetahui Polaritas LED
Untuk mengetahui polaritas terminal Anoda (+) dan Katoda (-) pada LED. Kita dapat melihatnya secara fisik berdasarkan gambar diatas. Ciri-ciri Terminal Anoda pada LED adalah kaki yang lebih panjang dan juga Lead Frame yang lebih kecil. Sedangkan ciri-ciri Terminal Katoda adalah Kaki yang lebih pendek dengan Lead Frame yang besar serta terletak di sisi yang Flat.
Warna-warna LED (Light Emitting Diode)
Saat ini, LED telah memiliki beranekaragam warna, diantaranya seperti warna merah, kuning, biru, putih, hijau, jingga dan infra merah. Keanekaragaman Warna pada LED tersebut tergantung pada wavelength (panjang gelombang) dan senyawa semikonduktor yang dipergunakannya. Berikut ini adalah Tabel Senyawa Semikonduktor yang digunakan untuk menghasilkan variasi warna pada LED.
Tegangan Maju (Forward Bias) LED
Masing-masing Warna LED (Light Emitting Diode) memerlukan tegangan maju (Forward Bias) untuk dapat menyalakannya. Tegangan Maju untuk LED tersebut tergolong rendah sehingga memerlukan sebuah Resistor untuk membatasi Arus dan Tegangannya agar tidak merusak LED yang bersangkutan. Tegangan Maju biasanya dilambangkan dengan tanda VF.
INFRA MERAH 1,2V
MERAH 1,8V
JINGGA 2,0V
KUNING 2,2V
HIJAU 3,5V
BIRU 3,6V
PUTIH 4,0V
Kegunaan LED dalam Kehidupan sehari-hari
Teknologi LED memiliki berbagai kelebihan seperti tidak menimbulkan panas, tahan lama, tidak mengandung bahan berbahaya seperti merkuri, dan hemat listrik serta bentuknya yang kecil ini semakin popular dalam bidang teknologi pencahayaan. Berbagai produk yang memerlukan cahaya pun mengadopsi teknologi Light Emitting Diode (LED) ini. Berikut ini beberapa pengaplikasiannya LED dalam kehidupan sehari-hari.
1. Lampu Penerangan Rumah
2. Lampu Penerangan Jalan
3. Papan Iklan (Advertising)
4. Backlight LCD (TV, Display Handphone, Monitor)
5. Lampu Dekorasi Interior maupun Exterior
6. Lampu IndikatorPemancar Infra Merah pada Remote Control (TV, AC, AV Player)
C. BUZZER
Buzzer Listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Pada umumnya, Buzzer yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan pada rangkaian anti-maling, Alarm pada Jam Tangan, Bel Rumah, peringatan mundur pada Truk dan perangkat peringatan bahaya lainnya. Jenis Buzzer yang sering ditemukan dan digunakan adalah Buzzer yang berjenis Piezoelectric, hal ini dikarenakan Buzzer Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah dalam menggabungkannya ke Rangkaian Elektronika lainnya. Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini juga sering disebut dengan Beeper.
Cara Kerja Buzzer
Seperti namanya, Piezoelectric Buzzer adalah jenis Buzzer yang menggunakan efek Piezoelectric untuk menghasilkan suara atau bunyinya. Tegangan listrik yang diberikan ke bahan Piezoelectric akan menyebabkan gerakan mekanis, gerakan tersebut kemudian diubah menjadi suara atau bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia dengan menggunakan diafragma dan resonator.
Berikut ini adalah gambar bentuk dan struktur dasar dari sebuah Piezoelectric Buzzer.
Jika dibandingkan dengan Speaker, Piezo Buzzer relatif lebih mudah untuk digerakan. Sebagai contoh, Piezo Buzzer dapat digerakan hanya dengan menggunakan output langsung dari sebuah IC TTL, hal ini sangat berbeda dengan Speaker yang harus menggunakan penguat khusus untuk menggerakan Speaker agar mendapatkan intensitas suara yang dapat didengar oleh manusia. Piezo Buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekuensi di kisaran 1 – 5 kHz hingga 100 kHz untuk aplikasi Ultrasound. Tegangan Operasional Piezoelectric Buzzer yang umum biasanya berkisar diantara 3Volt hingga 12 Volt.
4. Langkah Percobaan :
A. Membuat Rangkaian
B. Pembuatan Script menggunakan Bascom VCR
5. Analisa hasil percobaan
Berdasakan rangkaian diatas adalah aplikasi Buzzer dan LED berbasis Atmega 8535 yang menyala satu per satu kelompok seakan-akan LED tersebut yang berjalan di tambahkan dengan komponen bazzer yang ikut berbunyi mengiringi jalannya lampu LED dalam komponen tersebut. Clock pada alat lampu berjalan ini adalah tegangan yang berdetak secara tetap terhadap waktu. Agar dapat menghasilkan clock, dibutuhkan ATMEGA 8535 yang mempunyai berbagai fitur untuk melakukan pemrograman dalam mikrokontroler AVR, Atmega 8535 dapat bekerja karena dibantu oleh aplikasi Baskom AVR yang menggunakan bahasa pemrograman tingkat tinggi Untuk melakukan pemindahan dari komputer ke dalam chip dan melakukan simulasi di dalam suatu Rangkaian yang telah di buat di dalam Proteus 8.6.
6. Kesimpulan
Dari rangkaian diatas dapat dilihat bahwa suatu rangkaian buzzer dan running LED juga dapat di buat menggunakan Komponen ATMEGA 8535 yang berfungsi sebagai pembangkit clock aktif, dan dapat dilihat pada rangkaian diatas ATMEGA 8535 yang dapat Dikombinasikan dengan aplikasi Baskom AVR yang berbasis Microkontroler yang berfungsi sebagai komponen yang dapat memindahkan nyala lampu secara bergantian bisa dari low ke high (0 ke 9) maupun High ke Low (9 ke 0) melalui bahasa pemrograman yang di terapkan dalam Rangkaian yang telah di buat di Proteus 8.6
