BST - IPB Repository

9
a
.
b
.
access memories (NVRAM) dan ferroelectric
random access memories (FRAM). Film BST
dapat dibuat dengan berbagai teknik antara
lain chemical solution deposition sputtering,
laser ablasi, MOCVD dan proses sol gel.6
Persamaan reaksi untuk membentuk BST
yaitu :
0,5Ba(CH3COO)2 +
0,5Sr(CH3COO)2 +
Ti(C12H28O4) + 22O2 →Ba0,5Sr0,5TiO3 +
17H2O + 16CO2
2.3.Penguat operasional (Op-Amp)
Gambar 2.1. a. Ketika bahan yang bersifat
piroelektrik belum diberikan perubahan suhu.
b. Ketika bahan yang bersifat piroelektrik
diberikan perubahan suhu.3
Berdasarkan Gambar 2.1 menunjukan
bahwa jika kristal piroelektrik dengan momen
dipol intrinsik (gambar paling atas) adalah
gaya ke sirkuit dengan elektroda yang
menempel pada setiap permukaan (gambar
yang tengah), maka peningkatan suhu T
polarisasi spontan membuat Ps mengurangi
besarnya momen dipol sehingga terjadi
perubahan muatan yang terikat terakumulasi
di tepi kristal akibat kompensasi oleh arus
yang mengalir.3
Muatan piroelektrik dalam berbagai
mineral berlangsung di permukaan kristalkristal asimetris yang berseberangan. Muatan
biasanya merambat dengan konstan di
sepanjang sebuah bahan piroelektrik. Tetapi
di dalam beberapa bahan, arah ini bisa diubah
oleh medan listrik terdekat. Perubahan suhu
yang sangat kecil sekalipun pada sebuah
bahan yang bersifat piroelektrik mampu
menghasilkan potensial listrik.
2.2. Barium Stronsium Titanat
(Bax Sr1-x TiO3)
BST merupakan bahan ferroelektrik yang
memilliki konstanta dielektrik yang tinggi
dengan kestabilan termal yang baik, serta
kapasitas penyimpanan muatan yang tinggi,
piezoelektrik dan sensor piroelektrik dan
dapat digunakan sebagai dynamic access
random memories (DRAM).4
Kekasaran permukaan dan sifat listrik
dari dielektrik dan ferroelektrik film
mempengaruhi pada tingkat kebocoran arus
pada film.5 Material BST ini memiliki tingkat
kebocoran arus yang rendah (low leakage
current) dan memiliki kekuatan breakdown
yang tinggi pada temperatur curie yang dapat
diaplikasikan sebagai non-volatile random
Op-amp merupakan suatu rangkaian
penguat operasional (operational amplifier)
linier tergandeng langsung yang ciri
tanggapannya secara eksternal diatur oleh
umpan balik dari keluaran ke masukan. Opamp mempunyai dua masukan, yaitu
masukan Inverting dan Non-Inverting. Seperti
pada Gambar 2.2, masukan dengan tanda
minus ( - ) merupakan masukan Inverting,
isyarat yang masuk pada terminal ini akan
mengalami pergeseran fasa 1800 pada isyarat
keluaran dan masukan dengan tanda plus ( + )
merupakan masukan Non-Inverting, yang
dimana isyarat yang masuk pada terminal ini
fasa keluarannya sama dengan fasa
masukan.7
Secara umum op-amp memiliki ciri-ciri
sebagai berikut :
 Memiliki dua masukan dan satu
keluaran.
 Impedansi masukan tinggi.
 Impedansi keluaran rendah.
 Penguat (gain) open loop yang tinggi.
 Bandwdith (lebar pita frekuensi) yang
besar.
 Dapat dikonfigurasikan dengan umpan
balik.
 Tegangan keluaran bernilai nol jika
tegangan masukan sama besar.
Gambar 2.2. Simbol op-amp
10
2.4. Mikrokontroler
Suatu kontroler digunakan untuk
mengontrol suatu proses atau aspek-aspek
dari lingkungan. Kontroler dibangun dari
komponen-komponen
logika
secara
keseluruhan, sehingga menjadikannya besar
dan berat. Setelah itu barulah dipergunakan
mikrokprosesor
sehingga
keseluruhan
kontroler masuk kedalam printed circuit
board (PCB) yang cukup kecil. Hingga saat
ini masih sering kita lihat kontroler yang
dikendalikan oleh mikroprosesor biasa.
Mikrokontroler merupakan keseluruhan
sistem komputer yang dikemas menjadi
sebuah chip di mana di dalamnya sudah
terdapat mikroprosesor, I/O, memori bahkan
ADC, berbeda dengan mikroprosesor yang
berfungsi sebagai pemroses data .8
Mikrokontroller AVR (Alf and Vegard’s
Risc processor) memiliki arsitektur 8 bit,
dimana semua instruksi dikemas dalam kode
16-bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi
dalam 1 siklus clock atau dikenal dengan
teknologi RISC (Reduced Instruction Set
Computing). Secara umum, AVR dapat
dikelompokan ke dalam 3 kelas, yaitu
keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan
AT86RFxx.
Pada
dasarnya
yang
membedakan
masing-masing
adalah
kapasitas memori, peripheral dan fungsinya.8
Dari segi arsitektur dan instruksi yang
digunakan, mereka bisa dikatakan hampir
sama.
ATMega8535 merupakan salah satu
mikrokontroler 8 bit buatan Atmel untuk
keluarga AVR yang diproduksi secara masal
pada tahun 2006. ATMega8535 merupakan
keluarga AVR sehingga arsitekturnya
menggunakan reduced instruction set
computing (RISC) 8 bit. Berbeda dengan
Mikrokontroler
keluarga
8051
yang
mempunyai arsitektur complex instruction set
computing (CISC), AVR menjalankan sebuah
instruksi tunggal dalam satu siklus dan
memiliki struktur I/O yang cukup lengkap
sehingga penggunaan komponen eksternal
dapat dikurangi. Mikrokontroler AVR
didesain menggunakan arsitektur Harvard, di
mana ruang dan jalur bus bagi memori
program dipisahkan dengan memori data.
Memori program diakses dengan single-level
pipelining, di mana ketika sebuah instruksi
dijalankan, instruksi lain berikutnya akan diprefetch dari memori program.9
Gambar 2.3. Konfigurasi pin ATMega8535.
Pada Gambar 2.3 diperlihatkan deskripsi
pin yang terdapat pada mikrokontroler
ATMega8535, yaitu:
XTAL 1
:
XTAL 2
:
AVCC
:
AREF
:
Port A
(PA0PA7)
Port A
(PA0PA7)
:
Port A
(PA0PA7)
:
Port A
(PA0PA7)
:
Vcc
:
Ground
:
RESET
: Pin yang untuk mereset mikrokontroler.
:
Pin masukan clock
internal dan masukan
Inverting
oscillator
amplifier internal.
Pin keluaran inverting
Oscillator amplifier.
Pin masukan tegangan
untuk ADC.
Pin masukan tegangan
referensi ADC
Pin I/O dua arah dan pin
masukan ADC.
Pin I/O dua arah dan pin
fungsi khusus, yaitu
timer
/
counter,
komparator analog, dan
SPI.
Pin I/O dua arah dan pin
fungsi khusus, yaitu
TWI,
komparator
analog
dan
time
oscillator.
Pin I/O dua arah dan pin
fungsi khusus, yaitu
komparator
analog,interupsi
eksternal,
dan
komunikasi serial.
Pin masukan sumber
tegangan.
Pin masukan ground.
11
ATMega 8535 merupakan tipe AVR
yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC
internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode
operasinya, ADC ATMega8535 dapat
dikonfigurasi baik sebagai 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 dapat dengan mudah
disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu
sendiri.10
Tabel 2.1.
Tabel
fungsi
LMB162AFC
Pin
no
1
pin-pin
Gambar 2.4. Modul dari liquid crystal display
(LCD).
LCD
Sinyal
I/O
Fungsi
Vss
Power
2
Vcc
Power
3
VEE
Power
4
RS
Input
5
R/W
Input
6
E
Input
7–
10
DB3DB0
Input/Output
11
14
DB7DB4
Input/Output
Ground
2,7
V
sampai 5,5
V
Penggerak
LCD
0:
Instruction
register
(write) dan
address
counter
(read)
1:
Data
register
(write dan
read)
Memilih
operasi
write (0) /
read (1)
Memilih
operasi
write / read
data
Empat high
data
bus
three state
bidirectional
Empat high
data
bus
three state
bidirectional
2.5. LCD LMB162AFC 16 x 2
Liquid crystal display (LCD) adalah
suatu
jenis
media
tampilan
yang
menggunakan kristal cair sebagai penampil
utama. LCD bisa memunculkan gambar atau
tulisan dikarenakan terdapat banyak sekali
titik cahaya (piksel) yang terdiri dari satu
buah kristal cair sebagai sebuah titik
cahaya.11
Banyak sekali kegunaan LCD dalam
perancangan
suatu
system
yang
menggunakan
mikrokontroler.
LCD
berfungsi menampilkan suatu nilai hasil
sensor, menampilkan teks, atau menampilkan
menu pada aplikasi mikrokontroler. LCD
yang digunakan adalah jenis LCD
LMB162AFC. Jenis LCD ini merupakan
modul LCD dengan tampilan 16 x 2 baris
dengan konsumsi daya rendah. Modul
tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler
yang didesain khusus untuk mengendalikan
LCD.12
LCD LMB162AFC dapat dilihat pada
Gambar 2.4, dengan 2 baris dan masingmasing baris 16 karakter (biasanya disebut
LCD 16×2). Tiap karakter berukuran 5×7 dot
matrix. LCD ini bekerja pada suhu 0 – 50
derajat Celcius. Didalamnya sudah built in
oscillator.11 Setiap pin pada LCD tersebut
masing-masing memiliki fungsinya, hal ini
dapat dijelaskan pada Tabel 2.1.
pada
Keterangan pada Tabel 2.1 dijelaskan
setiap pin pada LCD LMB162AFC:
 Pin 1 dihubungkan ke ground.
 Pin 2 dihubungkan ke Vcc +5V.
 Pin 3 dihubungkan ke bagian tengah
potensiometer 10 KΩ sebagai pengatur
kontras.
 Pin 4 untuk memberitahu LCD bahwa
sinyal yang dikirim adalah data, jika pin
4 ini diset ke logika 1 (high, +5V), atau
memberitahu bahwa sinyal yang dikirim
adalah perintah jika pin ini di set ke
logika 0 (low, 0V).
 Pin 5 digunakan untuk mengatur fungsi
LCD. Jika di set ke logika 1 (high, +5V)
maka LCD berfungsi untuk menerima
data (membaca data) dan berfungsi untuk
mengeluarkan data, jika pin ini di set ke