bab ii landasan teori - USU-IR

BAB II
LANDASAN TEORI
2.1.Sensor PIR ( Passive Infra Red )
Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi
adanya pancaran sinar infra merah. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini
tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra
merah dari luar.
Gambar 2.1 sensor PIR
Sensor ini biasanya digunakan dalam perancangan detektor gerakan
berbasis PIR. Karena semua benda memancarkan energi radiasi, sebuah gerakan
akan terdeteksi ketika sumber infra merah dengan suhu tertentu (misal: manusia)
melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang berbeda (misal:
5
Universitas Sumatera Utara
dinding), maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima
setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan
pembacaan pada sensor.
Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :
- Lensa Fresnel
- Penyaring Infra Merah
- Sensor Pyroelektrik
- Penguat Amplifier
- Komparator
2.1.1.Cara Kerja Sensor PIR
Pancaran infra merah masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai sensor
pyroelektrik, karena sinar infra merah mengandung energi panas maka sensor
pyroelektrik akan menghasilkan arus listrik. Sensor pyroelektrik terbuat dari
bahan galium nitrida (GaN), cesium nitrat (CsNo3) dan litium tantalate (LiTaO3).
Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan dibaca secara
analog oleh sensor. Kemudian sinyal ini akan dikuatkan oleh penguat dan
dibandingkan oleh komparator dengan tegangan referensi tertentu (keluaran
berupa sinyal 1-bit). Jadi sensor PIR hanya akan mengeluarkan logika 0 dan 1, 0
saat sensor tidak mendeteksi adanya pancaran infra merah dan 1 saat sensor
mendeteksi infra merah. Sensor PIR didesain dan dirancang hanya mendeteksi
pancaran infra merah dengan panjang gelombang 8-14 mikrometer. Diluar
panjang gelombang tersebut sensor tidak akan mendeteksinya. Untuk manusia
sendiri memiliki suhu badan yang dapat menghasilkan pancaran infra merah
6
Universitas Sumatera Utara
dengan panjang gelombang antara 9-10 mikrometer (nilai standar 9,4
mikrometer), panjang gelombang tersebut dapat terdeteksi oleh sensor PIR.
2.1.2 Jarak pancar sensor PIR
Sensor PIR memiliki jangkauan jarak yang bervariasi, tergantung karakteristik
sensor. Pada umumnya sensor PIR memiliki jangkauan pembacaan efektif hingga
5 meter, dan sensor ini sangat efektif digunakan sebagai human detector.
Sensor gerak PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang berfungsi untuk
pendeteksi
gerakan
yang
bekerja
dengan
cara
mendeteksi
adanya
perbedaan/perubahan suhu sekarang dan sebelumnya. Sensor gerak menggunakan
modul pir sangat simpel dan mudah diaplikasikan karena Modul PIR hanya
membutuhkan tegangan input DC 5V cukup efektif untuk mendeteksi gerakan
hingga jarak 5 meter. Ketika tidak mendeteksi gerakan, keluaran modul adalah
LOW. Dan ketika mendeteksi adanya gerakan, maka keluaran akan berubah
menjadi HIGH. Adapun lebar pulsa HIGH adalah ±0,5 detik.
Sensitifitas Modul PIR yang mampu mendeteksi adanya gerakan pada
jarak 5 meter memungkinkan kita membuat suatu alat pendeteksi gerak dengan
keberhasilan lebih besar. Dengan output yang hanya memberikan 2 logika High
dan Low ini kita dapat membuat aplikasi sensor gerak yang berfariatif. Misal kita
ingin langsung aplikasikan pada alarm, kita tinggal membuat rangkaian driver
untuk mengaktifkan alarm tersebut. Atau misal ingin digunakan untuk
mengaktifkan lampu, maka tinggal di buat driver untuk memberikan sumber
tegangan ke lampu. Modul sensor gerak PIR memiliki output yang langsung bisa
7
Universitas Sumatera Utara
di hubungkan dengan komponen digital TTL atau CMOS dan juga dapat lansung
dihubungkan ke mikrokontroler.
Efektifitas
pendeteksian
gerakan
menggunakan
sensor
gerak
ini
dipengaruhi oleh faktor penempatan sensor gerak PIR tersebut. Posisi sensor
gerak harus diletakan pada lokasi yang dapat membaca semua gerakan yang ada
dalam ruangan atau daerah yang dimonitor oleh sensor gerak PIR.
2.1.3 Bagian-bagian dari Sensor PIR
1. Fresnel Lens
Lensa Fresnel pertama kali digunakan pada tahun 1980an. Digunakan sebagai
lensa yang memfokuskan sinar pada lampu mercusuar. Penggunaan paling luas
pada lensa Fresnel adalah pada lampu depan mobil, di mana mereka membiarkan
berkas parallel secara kasar dari pemantul parabola dibentuk untuk memenuhi
persyaratan pola sorotan utama. Namun
kini, lensa Fresnel pada mobil telah ditiadakan diganti dengan lensa plain
polikarbonat. Lensa Fresnel juga berguna dalam pembuatan film, tidak hanya
karena kemampuannya untuk memfokuskan sinar terang, tetapi juga karena
intensitas cahaya yang relative konstan diseluruh lebar berkas cahaya.
2. IR Filter
IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar
infrared pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang
dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini
8
Universitas Sumatera Utara
saja yang dapat dideteksi oleh sensor. Sehingga Sensor PIR hanya bereaksi pada
tubuh manusia saja.
3. Pyroelectric sensor
Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang
merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar
inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang
merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor
yang terdiri dari galium nitrida, caesium
nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan
arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas.
Material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energy
panas yang dibawa oleh infrared pasif tersebut. Prosesnya hampir sama seperti
arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.
4. Amplifier
Sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus yang masuk pada material
pyroelectric.
5. Comparator
Seterlah dikuatkan oleh amplifier kemudian arus dibandingkan oleh comparator
sehingga mengahasilkan output.
9
Universitas Sumatera Utara
2.2.Sensor Suhu LM35
Sensor suhu LM35 bentuknya semacam transistor dengan tiga kaki dan masingmasing kaki berfungsi sebagai input dan output. Berdasarkan gambar, dari kiri ke
kanan, kaki-kaki tersebut berfungsi sebagai VCC – OUPUT – GND.
Gambar 2.2 Bentuk fisik LM35
Sensor ini bisa mendeteksi suhu 0-100 derajat Celcius dengan karakteristik
10mV pada output mewakili 1 derajat Celcius. Jika tegangan ouput 300mV berarti
suhu adalah 30 derajad Celcius, jika tegangan ouput 230mV berarti suhu 23
derajat Celcius. Penggunaan AVO digital di sini untuk lebih mempermudah
pembacaan ouput voltase pada sensor. Untuk percobaan, ujung kaki kiri (+5vdc)
dihubungkan dengan penjepit plus dengan kabel merah pada power supply, kaki
tengah dihubungkan dengan pin plus dengan kabel merah pada AVO meter (ini
sebagai output votase pada sensor), kemudian kaki kanan dihubungkan dengan
ground, yaitu pin dan jepitan yang berwarna hitam pada AVO dan power supply.
10
Universitas Sumatera Utara
2.2.1.Cara Kerja Sensor LM35
Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran
tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan
100°C setara dengan 1 volt.
Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1°C,
dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat
dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control yang sangat mudah. IC
LM35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk Integrated
Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear terhadap perubahan
suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pegubah dari besaran fisis suhu ke besaran
tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /°C yang berarti bahwa
kenaikan suhu 1° C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.
IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar
karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada
temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC
LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator
tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 μ A dari supplay
sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam
suhu ruangan. Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang
dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai
basic temperature sensor.
Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :
1. Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.
2.Lineritas +10 mV/ º C.
11
Universitas Sumatera Utara
3.Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.
4.Range +2 º C – 150 º C.
5.Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.
6.Arus yang mengalir kurang dari 60 Μa
2.2.2.Kelebihan dan Kelemahan Sensors LM35
•Kelebihan:
a.Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150oC
b.Low self-heating, sebesar 0.08oC
c.Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V
d.Rangkaian tidak rumit
e.Tidak memerlukan pengkondisian sinyal
•Kekurangan:
Membutuhkan sumber tegangan untuk beroperasi
LM35 adalah komponen sensor suhu berukuran kecil seperti transistor
(TO-92). Komponen yang sangat mudah digunakan ini mampu mengukur suhu
hingga 100 derajad Celcius. Dengan tegangan keluaran yang terskala linear
dengan suhu terukur, yakni 10 milivolt per 1 derajad Celcius, maka komponen ini
sangat cocok untuk digunakan sebagai teman eksperimen kita, atau bahkan untuk
aplikasi-aplikasi seperti termometer ruang digital, mesin pasteurisasi, atau
termometer badan digital. LM35 dapat disuplai dengan tegangan mulai 4V-30V
DC dengan arus pengurasan 60 mikroampere.
12
Universitas Sumatera Utara
2.3 Mikrokontroler Atmega8535
Mikrokontroler adalah IC yang dapat diprogram berulang kali, baik ditulis atau
dihapus. Biasanya digunakan untuk pengontrolan otomatis dan manual pada
perangkat elektronika.
Beberapa tahun terakhir, mikrokontroler sangat banyak digunakan
terutama dalam pengontrolan robot. Seiring perkembangan elektronika,
mikrokontroler dibuat semakin kompak dengan bahasa pemrograman yang juga
ikut berubah. Salah satunya adalah mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc
processor) ATmega8535 yang menggunakan teknologi RISC (Reduce Instruction
Set Computing) dimana program berjalan lebih cepat karena hanya membutuhkan
satu siklus clock untuk mengeksekusi satu instruksi program. Secara umum, AVR
dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu kelas ATtiny, keluarga AT90Sxx,
keluarga ATmega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masingmasing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan
instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama.
Mikrokontroler AVR ATmega8535 memiliki fitur yang cukup lengkap.
Mikrokontroler AVR ATmega8535 telah dilengkapi dengan ADC internal,
EEPROM internal, Timer/Counter, PWM, analog comparator, dll. Sehingga
dengan fasilitas yang lengkap ini memungkinkan kita belajar mikrokontroler
keluarga AVR dengan lebih mudah dan efisien, serta dapat mengembangkan
kreativitas penggunaan mikrokontroler ATmega8535.
Fitur-fitur yang dimiliki oleh mikrokontroler ATmega8535 adalah sebagai
berikut:
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D.
13
Universitas Sumatera Utara
2. ADC internal sebanyak 8 saluran.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.
4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5. SRAM sebesar 512 byte.
6. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.
7. Port antarmuka SPI
8. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
9. Antarmuka komparator analog.
10. Port USART untuk komunikasi serial.
11. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16
MHz.
12. Dan lain-lainnya.
2.3.1.Konstruksi ATmega8535
Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori program,
memori data dan memori EEPROM. Ketiganya memiliki ruang sendiri dan
terpisah.
a. Memori program
ATmega8535 memiliki kapasitas memori progam sebesar 8 Kbyte yang
terpetakan dari alamat 0000h – 0FFFh dimana masing-masing alamat memiliki
lebar data 16 bit. Memori program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian
program boot dan bagian program aplikasi.
14
Universitas Sumatera Utara
b. Memori data
ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang terbagi
menjadi 3 bagian yaitu register serba guna, register I/O dan SRAM. ATmega8535
memiliki 32 byte register serba guna, 64 byte register I/O yang dapat diakses
sebagai bagian dari memori RAM (menggunakan instuksi LD atau ST) atau dapat
juga diakses sebagai I/O (menggunakan instruksi IN atau OUT), dan 512 byte
digunakan untuk memori data SRAM.
c. Memori EEPROM
ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang terpisah dari
memori program maupun memori data. Memori EEPROM ini hanya dapat
diakses dengan menggunakan register-register I/O yaitu register EEPROM
Address, register EEPROM Data, dan register EEPROM Control. Untuk
mengakses memori EEPROM ini diperlakukan seperti mengakses data eksternal,
sehingga waktu eksekusinya relatif lebih lama bila dibandingkan dengan
mengakses data dari SRAM.
ATmega8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8
saluran ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC
ATmega8535 dapat dikonfigurasi, baik secara single ended input maupun
differential input. Selain itu, ADC ATmega8535 memiliki konfigurasi pewaktuan,
tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau yang amat
fleksibel, sehingga dengan
mudah disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu
sendiri.
15
Universitas Sumatera Utara
ATmega8535 memiliki 3 modul timer yang terdiri dari 2 buah
timer/counter 8 bit dan 1 buah timer/counter 16 bit. Ketiga modul timer/counter
ini dapat diatur dalam mode yang berbeda secara individu dan tidak saling
mempengaruhi satu sama lain. Selain itu, semua timer/counter juga dapat
difungsikan sebagai sumber interupsi. Masing-masing timer/counter ini memiliki
register tertentu yang digunakan untuk mengatur mode dan cara kerjanya.
Serial Peripheral Interface (SPI) merupakan salah satu mode komunikasi
serial syncrhronous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh ATmega8535. Universal
Syncrhronous and Asyncrhronous Serial Receiver and Transmitter (USART) juga
merupakan salah satu mode komunikasi serial yang dimiliki oleh ATmega8535.
USART merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi, yang dapat
digunakan untuk melakukan transfer data baik antar mikrokontroler maupun
dengan modul-modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur UART.
USART memungkinkan transmisi data baik secara syncrhronous maupun
asyncrhronous, sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel dengan
UART. Pada ATmega8535, secara umum pengaturan mode syncrhronous maupun
asyncrhronous adalah sama. Perbedaannya hanyalah terletak pada sumber clock
saja. Jika pada mode asyncrhronous masing-masing peripheral memiliki sumber
clock sendiri, maka pada mode syncrhronous hanya ada satu sumber clock yang
digunakan secara bersama-sama. Dengan demikian, secara hardware untuk mode
asyncrhronous hanya membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan RXD, sedangkan untuk
mode syncrhronous harus 3 pin yaitu TXD, RXD dan XCK.
16
Universitas Sumatera Utara
2.3.2.Port I/O ATMega8535
Port I/O pada mikrokontroler ATMega8535 dapat difungsikan sebagai input
ataupun dengan keluaran high atau low. Untuk mengatur fungsi port I/O sebagai
input ataupun output perlu dilakukan setting pada DDR dan Port. Berikut tabel
pengaturan port I/O.
Dari tabel di atas, menyeting input/output adalah :
1. Input ; DDr bit 0 dan Port bit 1
2. Output High ; DDR bit 1 dan Port bit 1
3. Output Low ; DDR bit 1 dan Port bit 0
Logika port I/O dapat berubah-ubah dalam program secara byte atau hanya
bit tertentu. Mengubah sebuah keluaran bit I/O dapat dilakukan menggunakan
perintah cbi (clear bit I/O) untuk menghasilkan output low atau perintah sbi (set
bit I/O) untuk menghasilkan output high. Perubahan secara byte dilakukan dengan
perintah in atau out yang menggunakan register bantu.
Port I/O sebagai output hanya memberikan arus sourcing sebesar 20mA
sehingga untuk menggerakkan motor atau kendali alat elektronis yang lain, perlu
diberikan penguat tambahan atau dapat juga dengan konfigurasi port sebagai
sinking current, seperti pada port yang digunakan untuk menyalakan LED, yang
akan menyala saat port diberikan logika low dan mati saat port logika high.
2.3.3 Konfigurasi Pin ATMega8535
Mikrokontroler ATMega memiliki 40 pin dengan 32 pin diantaranya digunakan
sebagai port paralel. Satu port paralel terdiri dari 8 pin, sehingga jumlah port
pada mikrokontroler adalah 4 port, yaitu port A, port B, port C dan port D.
17
Universitas Sumatera Utara
Sebagai contoh adalah port A memiliki pin antara port A.0 sampai dengan port
A.7, demikian selanjutnya untuk port B, port C, port D.
Gambar 2.3 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega8535
a. Port A
Pin 33 sampai dengan pin 40 merupakan pin dari port A. Merupakan 8 bit
directional port I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up resistor
(dapat diatur per bit). Output buffer port A dapat memberi arus 20 mA dan dapat
mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port A
(DDRA) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port A digunakan. Bit-bit
DDRA diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port A yang disesuaikan sebagai
input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin pada port A juga
memiliki fungsi-fungsi alternatif khusus seperti tabel dibawah ini :
18
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.1 Tabel Pin Pada Port A
Pin
Keterangan
PA7
ADC7 (ADC Input Channel 7)
PA6
ADC6 (ADC Input Channel 6)
PA5
ADC7 (ADC Input Channel 5)
PA5
ADC4 (ADC Input Channel 4)
PA3
ADC3 (ADC Input Channel 3)
PA2
ADC2 (ADC Input Channel 2)
PA1
ADC1 (ADC Input Channel 1)
PA0
ADC0 (ADC Input Channel 0)
b. Port B
Pin 1 sampai dengan pin 8 merupakan pin dari port B. Merupakan 8 bit
directional port I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up resistor
(dapat diatur per bit). Output buffer port B dapat memberi arus 20 mA dan dapat
mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port B
(DDRB) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port B digunakan. Bit-bit
DDRB.Selain itu, pin-pin port B juga memiliki fungsi-fungsi alternatif khusus
seperti yang dapat dilihat dalam tabel 2.2 berikut ini
19
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 Tabel Pin Pada Port B
Pin
Keterangan
PB7
SCK (SPI Bus Serial Clock)
PB6
VISO (SPI Bus Master Input/Slave Output)
PB5
VOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input)
PB4
SS (SPI SlaveSelect Input)
PB3
AIN1 (Analog Comparator Negative Input) OCC
(Timer/Counter0 Output Compare Match Output)
PB2
‘AIN0 (Analog Comparator Positive Input) INT2
(External Interrupt2 Input)
PB1
T1 (Timer/Counter1 External Counter Input)
PB0
T0 (Timer/Counter0 External Counter Input) XCK
(JSART External Clock Input/Output)
c. Port C
Pin 22 sampai dengan pin 29 merupakan pin dari port C. Port C sendiri
merupakan port input atau output. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal
pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port C dapat memberi arus 20
mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction
Register port C (DDRC) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port C
digunakan. Bit-bit DDRC diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port C yang
disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin port
20
Universitas Sumatera Utara
D juga memiliki fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam
tabel 2.3 berikut ini:
Tabel 2.3 Tabel Pin Pada Port C
Pin
Keterangan
PC7
TOSC2 (Timer Oscillator Pin 2)
PC6
TOSC1 (Timer Oscillator Pin 1)
PC1
SDA (Two-Wire Serial Bus Data Input/Output Line)
PC0
SCL (Two-Wire Serial Bus Clock Line)
d. Port D
Pin 14 sampai dengan pin 20 merupakan pin dari port D. Merupakan 8 bit
directional port I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up resistor
(dapat diatur per bit). Output buffer port D dapat memberi arus 20 mA dan dapat
mengendalikan display LED secara langsung. Data
Direction Register port D
(DDRD) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port D digunakan. Bit-bit
DDRD diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port D yang disesuaikan sebagai
input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin port D juga memiliki
fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel:
21
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.4 Tabel Pin Pada Port D
Pin
Keterangan
PD0
RDX (UART input line)
PD1
TDX (UART output line)
PD2
INT0 (external interrupt 0 input)
PD3
INT1 (external interrupt 1 input)
PD4
OC1B (Timer/Counter1 output compareB match output)
PD5
OC1A (Timer/Counter1 output compareA match output)
PD6
ICP (Timer/Counter1 input capture pin)
PD7
OC2 (Timer/Counter2 output compare match output)
Pemrograman mikrokontroler ATmega8535 dapat menggunakan low level
language (assembly) dan high level language (C, Basic, Pascal, JAVA,dll)
tergantung compiler yang digunakan. Bahasa Assembler mikrokontroler AVR
memiliki
kesamaan
instruksi,
sehingga
jika
pemrograman
satu
jenis
mikrokontroler AVR sudah dikuasai, maka akan dengan mudah menguasai
pemrograman keseluruhan mikrokontroler jenis mikrokontroler AVR.
Namun bahasa assembler relatif lebih sulit dipelajari dari pada bahasa C.
Untuk pembuatan suatu proyek yang besar akan memakan waktu yang lama serta
penulisan programnya akan panjang. Sedangkan bahasa C memiliki keunggulan
dibanding bahasa assembler yaitu independent terhadap hardware serta lebih
mudah untuk menangani project yang besar. Bahasa C memiliki keuntungankeuntungan yang dimiliki bahasa assembler (bahasa mesin), hampir semua
operasi yang dapat dilakukan oleh bahasa mesin, dapat dilakukan dengan bahasa
22
Universitas Sumatera Utara
C dengan penyusunan program yang lebih sederhana dan mudah. Bahasa C
terletak diantara bahasa pemrograman tingkat tinggi dan assembly .
2.4.LCD (Liquid Cristal Display)
Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi
sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid
Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan
teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi
memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau
mentransmisikan cahaya dari back-lit.
LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam
bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik. Material LCD (Liquid Cristal
Display) LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening
dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment
dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan
medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris
menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki
polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang
diikuti dengan lapisan reflektor.
Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang
telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan
membentuk karakter data yang ingin ditampilkan. Microntroller pada suatu LCD
(Liquid Cristal Display) dilengkapi dengan memori dan register.
23
Universitas Sumatera Utara
Memori yang digunakan microcontroler internal LCD adalah :
a.DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori tempat
karakter yang akan ditampilkan berada.
b. CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori
untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat
diubah-ubah sesuai dengan keinginan.
c.CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk
menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter
dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD
(Liquid Cristal Display) tersebut sehingga pengguna tinggal mangambilnya sesuai
alamat memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam
CGROM.
Register control yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah:
1.Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroler
ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses penulisan data atau
tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display) dapat dibaca pada saat
pembacaan data.
2. Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau
keDDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut
keDDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya.
Pin, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal
Display) diantaranya adalah :
24
Universitas Sumatera Utara
a.Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan
menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat dihubungkan dengan bus data
dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit.
b.Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis
data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan yang masuk
adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data.
c.Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis
data, sedangkan high baca data.
d.Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar.
e.Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini
dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke
ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt.
2.4.1 Cara Kerja LCD Secara Umum
Pada aplikasi umumnya RW diberi logika rendah “0”. Bus data terdiri dari 4-bit
atau 8-bit. Jika jalur data 4-bit maka yang digunakan ialah DB4 sampai dengan
DB7. Sebagaimana terlihat pada table diskripsi, interface LCD merupakan sebuah
parallel bus, dimana hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam
pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD. Kode ASCII yang ditampilkan
sepanjang 8-bit dikirim ke LCD secara 4-bit atau 8 bit pada satu waktu. Jika mode
25
Universitas Sumatera Utara
4-bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat sepenuhnya 8bit (pertama dikirim 4-bit MSB lalu 4-bit LSB dengan pulsa clock EN setiap
nibblenya). Jalur kontrol EN digunakan untuk memberitahu LCD bahwa
mikrokontroller mengirimkan data ke LCD. Untuk mengirim data ke LCD
program harus menset EN ke kondisi high “1” dan kemudian menset dua jalur
kontrol lainnya (RS dan R/W) atau juga mengirimkan data ke jalur data bus.
Saat jalur lainnya sudah siap, EN harus diset ke “0” dan tunggu beberapa
saat (tergantung pada datasheet LCD), dan set EN kembali ke high “1”. Ketika
jalur RS berada dalam kondisi low “0”, data yang dikirimkan ke LCD dianggap
sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus (seperti bersihkan layar, posisi
kursor dll). Ketika RS dalam kondisi high atau “1”, data yang dikirimkan adalah
data ASCII yang akan ditampilkan dilayar. Misal, untuk menampilkan huruf “A”
pada layar maka RS harus diset ke “1”. Jalur kontrol R/W harus berada dalam
kondisi low (0) saat informasi pada data bus akan dituliskan ke LCD. Apabila
R/W berada dalam kondisi high “1”, maka program akan melakukan query
(pembacaan) data dari LCD. Instruksi pembacaan hanya satu, yaitu Get LCD
status (membaca status LCD), lainnya merupakan instruksi penulisan. Jadi hampir
setiap aplikasi yang menggunakan LCD, R/W selalu diset ke “0”. Jalur data dapat
terdiri 4 atau 8 jalur (tergantung mode yang dipilih pengguna), DB0, DB1, DB2,
DB3, DB4, DB5, DB6 dan DB7. Mengirim data secara parallel baik 4-bit atau 8bit merupakan 2 mode operasi primer. Untuk membuat sebuah aplikasi interface
LCD, menentukan mode operasi merupakan hal yang paling penting.
Mode 8-bit sangat baik digunakan ketika kecepatan menjadi keutamaan
dalam sebuah aplikasi dan setidaknya minimal tersedia 11 pin I/O (3 pin untuk
26
Universitas Sumatera Utara
kontrol, 8 pin untuk data). Sedangkan mode 4 bit minimal hanya membutuhkan 7bit (3 pin untuk kontrol, 4 pin untuk data). Bit RS digunakan untuk memilih
apakah data atau instruksi yang akan ditransfer antara mikrokontroller dan LCD.
Jika bit ini di set (RS = 1), maka byte pada posisi kursor LCD saat itu dapat
dibaca atau ditulis. Jika bit ini di reset (RS = 0), merupakan instruksi yang dikirim
ke LCD atau status eksekusi dari instruksi terakhir yang dibaca.
Gambar 2.4 gambar skematik LCD
27
Universitas Sumatera Utara