skripsi asli - BAHASA INDONESIA

ROBOT OTOMATIS PENGAMBIL BUTTER CUBE
PADA KONTES ROBOT INDONESIA 2008
BERBASIS MIKROKONTRLER AVR AT MEGA 8535
BUDI SETIYAWAN
5223 05 3221
Tugas Akhir diajukan untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan
Program Diploma III Teknik Elektronika
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK ELEKTRONIKA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA
2009
ABSTRAK
Budi Setiyawan, Robot Otomatis Pengambil butter cube Pada Kontes Robot
Indonesia 2008 Berbasiskan Mikrokontroler AVR AT MEGA 8535, Tugas Akhir,
Jakarta, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta,
2009.
Tugas Akhir dengan judul” Robot Otomatis Pengambil butter cube Pada
Kontes Robot Indonesia 2008 Berbasiskan Mikrokontroler AVR AT MEGA
8535” pernah diikutsertakan pada Kontes Robot Indonesia dibuat dengan tujuan
untuk memenuhi syarat kelulusan sebagai mahasiswa D III T.Elektronika
Universitas Negeri Jakarta, agar mendapatkan gelar A.Md , dan sebagai salah
satu sarana dalam pengaplikasian matakuliah yang telah dipelajari.
Pelaksanaan penelitian Tugas Akhir dilaksanakan di Laboraturium
mekatronika dan robotika Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Negeri Jakarta pada semester ganjil (089) terhitung dari bulan september hingga
februari tahun akademik 2008-2009.
Pembuatan tugas akhir menggunakan metode eksperimen penelitian,
penelitian alat telah melalui beberapa proses perancangan diantaranya dengan
melakukan perancangan pada mekanik, perancangan pada elektronik dan
perancangan pemograman pada alat, lalu dilakukan pengukuran tegangan dan arus
pada rangkaian yang telah dibuat. Pada proses pengujian, robot dapat melakukan
gerakan maju-mundur, belok kanan-kiri, menaikkan dan menurunkan tangan.
Robot telah berhasil dibuat dan telah diuji agar dapat mendeteksi dan
menggangkat sebuah benda berbentuk kubus (butter cube) berukuran panjang,
lebar, tinggi sebesar 20cm x 20cm x 20cm dan dapat mengikuti garis lurus
berwarna putih dengan lebar 3cm serta menghitung banyaknya garis
persimpangan sebanyak 3 kali yang dibuat pada suatu lapangan berukuran 300m x
300m dengan dasar berwarna hitam.
Kata kunci : Sensor, Driver L293D, Mikrokontroler ATMega 8535
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Teknologi mikro elektronika telah mengalami kemajuan yang sangat pesat
dan masih terus berkembang disetiap harinya, perkembangan berawal dari
ditemukanya Integrated Circuit yang dapat menggantikan posisi komponen
analog seperti transistor, tabung trioda, hampir pada semua peralatan elektronika,
terutama yang menggunakan teknologi digital, hal tersebut memberikan dampak
pada masyarakat pada umumnya dan mahasiswa pada khususnya yang cukup
besar bagi kehidupan sehari-hari.
Penggantian posisi komponen analog dalam teknologi elektronika, efektifitas
dan efisiensi selalu menjadi acuan agar dalam setiap penggunaan dan pemanfaatan
teknologi diharapkan dapat mencapai hasil yang optimal baik kualitas maupun
kuantitasnya. Atas dasar hal tersebutlah diperlukan sebuah alat, komponen atau
sistem yang dapat memproses suatu data dengan cepat dan akurat serta memiliki
fitur-fitur dan arsitektur yang lebih canggih dan lebih mendukung agar dapat
memproses data tersebut secara optimal pula. Mikrokontroler adalah salah satu
contoh dari kemajuan tehnologi tersebut.
Pada akhirnya dalam pemanfaatan mikrokontroler tersebut banyak
diaplikasikan dalam pembuatan robot otomatis yang dapat bergerak bebas sesuai
dengan lingkungan yang telah dikondisikan. Terlebih pada dunia pendidikan
khususnya telah banyak diselenggarakan kompetisi-kompetisi robotika baik dalam
ajang nasional dan maupun intersional. Dengan didasarkan hal tersebut saya
membuat robot otomatis pengambil buter cube yang telah diikutsertakan dalam
ajang kompetisi KRI 2008 dengan kondisi lapangan dan lingkungan yang telah
ditentukan dalam robot tersebut.
B. Perumusan Masalah
Dengan melihat latar belakang serta pembatasan masalah, masalah yang
dapat dirumuskan adalah bagaimana membuat sebuah robot yang dapat bergerak
sesuai dengan kondisi lapangan yang telah di buat pada Kontes Robot Indonesia
2008.
C. Pembatasan Masalah
Batasan masalah pada laporan adalah penggunaan sensor garis sehingga
robot dapat mengikuti garis putih yang mengarah pada objek yaitu buter cube
yang ditempatkan di suatu tempat pada sebuah lapangan yang telah ditentukan.
D. Tujuan
Tujuan dari pembuatan Tugas Akhir adalah sebagai berikut:
1. Untuk memenuhi syarat kelulusan sebagai mahasiswa D3 T.Elektronika
Universitas Negeri Jakarta, guna mendapatkan gelar A.Md.
2. Sebagai sarana dalam pengaplikasian mata kuliah yang telah dipelajari.
3. Membuat program dalam pengendalian sebuah robot dengan menggunkan
pemrograman bahasa C yang dibuat pada program CodevisionAVR C
Compiler .
E. Manfaat
Agar dapat dijadikan sebagai bahan acuan dalam perancangan dan
pembuatan robot otomatis pada Kontes Robot Indonesia pada tahun selanjutnya
dan ajang-ajang kompetisi robot yang lainnya.
BAB II
LANDASAN TEORI
A. Robot
Seperti juga manusia, robot pada dasarnya mempunyai lima komponen
utama, diantaranya1.:
1. Tubuh atau Rangka.
2. Otot untuk menggerakkan tubuh.
3. Sensor yang dapat menerima informasi dari dalam tubuh atau dari
lingkungan sekitar.
4. Sumber tenaga untuk menggerakkan otot dan sensor.
5. Otak yang memproses informasi dari sensor dan memberitahu apa yang
harus dilakukan.
Bedanya kalau manusia masih ada komponen lain yaitu kecerdasan dan
moralitas. Pada robot, tubuhnya adalah rangka yang dapat bergerak, motor untuk
menggerakkan, sistem sensor, power supply dan komputer sebagai otak untuk
mengontrol semua elemen tersebut. Dapat dikatakan Robot adalah kehidupan
versi buatan manusia, yaitu mesin yang meniru perilaku hewan dan manusia.
Tiap orang mempunyai definisi yang berbeda tentang robot, jadi sangat sulit
membuat definisi yang komprehensif tentang robot, jika melihat semua mesin
yang dikatakan orang sebagai robot, maka bentuknya akan sangat berbeda-beda,
jika mendengar robot-robot yang terkenal ini :
1
Saeed B. Niku. Introduction to Robotics Analysis, Systems, Application. United State of
Amerika, 2001, p. 4.
1. R2D2 dan C-3PO : Robot cerdas, dapat berbicara dan mempunyai
kepribadian di film star wars.
2. AIBO dari SONY : Robot anjing yang dapat berinteraksi dengan
manusia.
3. ASIMO dari HONDA : Robot yang dapat berjalan dengan dua kaki
seperti manusia.
4. Robot industri : Mesin-mesin otomatis yang ada di industri.
5. NASA’S Mars Rovers : Kendaraan penjelajah Mars.
6. Roboowner : Robot pemotong padi dalam Friendly robotic.
7. Mindstorm : LEGO’S Popular robotics kit
Semua contoh di atas disebut robot, paling tidak bagi sebagian orang,
pembuat robot lebih mendefinisikan robot sebagai sesuatu yang mempunyai
reprogrammable brain (sebuah chip) yang dapat menggerakkan tubuh.
Dengan demikian, robot menjadi berbeda dengan mesin bergerak yang lain
seperti mobil, karena adanya elemen komputer tersebut. Banyak juga mobil yang
mempunyai on-board komputer, tapi semua sistem on-board komputer yang
sudah diaplikasikan pada alat-alat sehari-hari hanya digunakan untuk membuat
adjustmen kecil, seseorang mengontrol sebagian besar mobil dengan berbagai alat
mekanik, Robot berbeda juga dengan komputer yang biasa digunakan, karena
komputer tidak punya tubuh yang dapat digerakkan.
Kebanyakan robot mempunyai beberapa sifat yang umum, pertama hampir
semuanya mempunyai tubuh yang dapat digerakkan, beberapa hanya mempunyai
roda yang dapat berputar, sebagian yang lain mempunyai banyak bagian yang bisa
bergerak. Umumnya terbuat dari metal atau plastik, seperti tulang pada tubuh
manusia, tiap segmen pada robot juga dihubungkan dengan penghubung. Roda
dan poros/ As menghubungkan tiap segmen dengan actuator, beberapa robot
menggunakan motor listrik dan selenoid sebagai actuator/penggerak, beberapa
menggunakan sistem hidrolik, dan ada juga yang menggunakan sistem pneumatik
(sistem yang digerakkan dengan Gas bertekanan), robot-robot dahulu banyak yang
menggunakan sistem pneumatik, sehingga sebagian besar berisi katup-katup dan
PLC ( Programable Logic Control ), serta sebuah mini komputer. Sebagian besar
kerusakan yang terjadi adalah pada PLC.
Robot memerlukan power supply untuk menggerakkan actuator tersebut,
kebanyakan robot mempunyai baterai menggunakan sambungan listrik langsung
dari PLN. Robot hidrolik juga memerlukan pompa untuk membuat tekanan pada
cairan hidrolik dan pneumatik. Robot juga memerlukan kompresor udara dan
tangki kompresor udara.
Aktuator dihubungkan seluruhnya dengan rangkaian elektronik, yang akan
langsung menggerakkan motor listrik dan selenoid dan mengaktifkan sistem
hidrolik dengan memanipulasi katup listrik. Katup memutus dan menyambungkan
cairan bertekanan menuju mesin, untuk menggerakkan lengan hidrolik misalnya,
kontroler robot akan membuka katup yang menuju pompa cairan ke silinder
piston yang akan menggerakkan lengan kedepan, jadi untuk menggerakkan lengan
kedua arah, robot harus menggunakan piston yang dapat menekan ke dua arah.
Komputer pada robot mengontrol semua rangkaian yang ada, untuk
mengerakkan robot, komputer akan mengirim sinyal-sinyal ke sakelar pada motor
dan katup yang dituju. Kebanyakan robot adalah reprogrammable, untuk dapat
merubah perilaku robot, sehingga programmer (orang yang membuat program )
dapat dengan mudah menulis program baru pada komputer robot tersebut.
Tidak semua robot mempunyai sistem sensor, beberapa mempunyai
kemampuan melihat, mendengar mencium atau merasakan, sensor yang biasa
digunakan adalah sensor untuk bergerak, memungkinkan robot untuk memonitor
pergerakannya sendiri.
B. Rangkaian Sensor
1.. LED (Light Emitting Diode) Superbright
Pada dioda penyearah, energi yang timbul akibat elektron jatuh dari pita
konduksi ke pita valensi dikeluarkan sebagai panas. Tetapi, pada LED SuperBright, energi dipancarkan sebagai cahaya. Pada gambar 2.1 dapat dilihat
mekanisme dan bentuk led superbright.
Gambar 2.1. Mekanisme dan bentuk LED superbright
Dengan menggunakan unsur-unsur seperti Galium, Arsen, dan Phosfor,
pabrik dapat membuat LED yang memancarkan warna merah, kuning, dan infra
merah (tak terlihat)2. LED yang menghasilkan pancaran yang terlihat dapat
berguna pada display peralatan, mesin hitung dan jam digital. Selain warna LED
yang telah disebutkan, adapun warna lain seperti hijau, hijau superbright, putih
2
Malvino Hanapi Gunawan, Prinsip-prinsip Elektronika, Jakarta : Erlangga, 1981, hlm.47.
super-bright, biru super-bright, merah super-bright. Pada masing- masing LED
membutuhkan sumber tegangan DC sebesar 1V- 3V.
2. Photo Dioda
Photodioda adalah sejenis dengan dioda pada umumnya, perbedaan pokok
pada photodioda dengan dioda atau LED pada umumnya adalah dipasangnya
sebuah lensa pemfokus sinar. Lensa tersebut berfungsi untuk memfokuskan sinar
jatuh. Prinsip kerja dari photodioda adalah sebuah dioda diberi reverse bias.
Makin kuat cahaya, makin banyak jumlah pembawa yang dihasilkan pembawa
dan makin besar arus reverse, besarnya arus reverse tergantung suhu dan
intensitas cahaya yang jatuh pada deplection layer. Karenanya photo dioda
merupakan detektor cahaya yang baik.3 Prinsip kerja dari photodioda adalah
sebuah dioda diberi reverse bias, maka akan mengalir arus yang kecil sekali yang
disebut arus reverse melalui dioda tersebut, besarnya arus reverse tergantung suhu
dan intensitas cahaya yang jatuh pada deplection layer. Pada rangkaian
konduktivitas dioda ditentukan langsung oleh cahaya yang jatuh padanya yang
dikirim oleh Super bright.
Nilai resistansi photodioda akan naik bila cahaya tidak mengenai
permukaannya dan nilai resistansi akan turun apabila permukaannya dikenai
cahaya. Pada sebuah rangkaian sensor, photodioda berfungsi sebagai pentriger
pada jalan masuk inverting dan juga dihubungkan seri dengan resistor R=100 KΩ,
dimana kedua komponen yaitu antara photodioda dan resistor 100 KΩ saling
bekerja sama. Photodioda dan resistor tersebut menetukan besarnya arus dan
tegangan pada jalur input inverting dan non inverting IC LM324.
3
Malvino Hanapi Gunawan, Prinsip-prinsip Elektronika, Jakarta : Erlangga, 1981, hlm.48.
3. IC( Intergrated Circuit) LM 324
LM 324 suatu IC Opperational Amplifier, dengan empat input (inverting
dan not-inverting). IC LM 324 berfungsi sebagai comparator atau pembanding.
Jadi Pembanding tegangan akan membandingkan tegangan sebuah masukan
dengan tegangan masukan lainnya. Dalam konfigurasi yang paling sederhana,
modus lup terbuka akan mengayunkan op-amp ke dalam saturasi. Arah saturasi
keluaran ditentukan oleh polaritas sinyal masukan.
Bila tegangan masukan membalik lebih positif dibandingkan tegangan
masukan tak membalik, keluaran berayun menuju saturasi negatif (-Vsat).
Sebaliknya, bila tegangan masukan membalik lebih negatif dibandingkan
tegangan masukan masukan tak membalik, keluaran akan berayun menuju saturasi
positif (+Vsat). Konfigurasi IC LM324 dapat dilihat pada gambar 2.2.
Gambar 2.2. Konfigurasi Pin IC IC LM3244
4. Saklar Pembatas (Limit Switch)
Limit switch atau saklar pembatas adalah komponen elektronika yang
dioperasikan secara mekanis artinya limit switch dikontrol oleh faktor gerak,
misalnya tekanan. Saklar limit switch umumnya dirancang untuk beroperasi
apabila batasnya sudah dapat dicapai, maka saklar tersebut akan aktif.
Pemakaian limit switch sangat luas dalam kehidupan manusia. Hampir
seluruh peralatan elektronika yang digunakan sehari-hari memakai switch sebagai
4
Datasheet IC LM324, Low Power Quad Operational Amplifier, hlm. 1.
salah satu komponennya. Salah satu pengaplikasiannya adalah untuk pembatas
pergerakan suatu motor listrik. Limit switch memiliki ciri antara lain intensitas
mekanik yang cukup tinggi serta tahan terhadap debu, oli dan air. Bentuk dari
limit switch terlihat dari gambar 2.3 di bawah ini.
Gambar 2.3. Limit Switch
C. Driver Motor IC L 293D
IC L293D digunakan sebagai penggerak menggantikan fungsi dari relay, IC
L293D dapat digunakan pada arah bidirectional, outputnya dapat digunakan untuk
motor DC, motor Stepper, solenoid, dan cocok digunakan pada beban yang
membutuhkan arus dan tegangan yang tinggi.maksimum arusnya 600ma, dan
tegangan 4,5 V – 36 V. IC L293D terdiri dari 16 pin dan hadir dalam dua versi,
yaitu L293D dan L293, huruf D menunjukkan adanya dioda yang berfungsi untuk
mengurangi induksi tegangan, jadi motor yang digunakan jadi lebih aman dan
awet. Pada gambar 2.4. dapat dilihat konfigurasi IC L 293 D
Gambar 2.4. Pin IC L293D
Apabila masukan pada IC L293D high maka keluarannya pun kan high,
begitu juga sebaliknya, apabila masukannya low maka outputnya akan low,
dengan syarat input enable harus diberi logika high.
IC L293D terdiri dari 4 masukan dan 4 keluaran, dimana keluarannya dapat
digunakan untuk dua buah motor yang bekerja dua arah, berikut table 2.1.adalah
tabel kebenaran IC L239D dan gambar 2.5. adalah aplikasi yang bisa digunakan
pada IC L293D.
Tabel 2.1. Tabel kebenaran IC L293D
Input
Enable
Output
H
H
H
L
H
L
H
L
Z
L
L
Z
H = high-level, L = low level,
X = irrelevant, Z = high-impedance
Gambar 2.5 Aplikasi IC L293 D5
D. Beban yang Dikendalikan
Motor DC adalah sebuah mesin listrik yang berfungsi mengubah tenaga
listrik DC menjadi tenaga mekanik (gerak). Tenaga gerak tersebut berupa putaran
motor. Pada gambar 2.6.a. dapat dilihat kontruksi motor dan gambar 2.6.b.adalah
bentuk fisik motor.
Gambar 2.6.a. Kontruksi motor
Gambar 2.6.b. Bentuk fisik motor
1. Prinsip Kerja Motor DC
Prinsip dasar dari motor arus searah (motor DC) adalah jika sebuah kawat
berarus diletakkan antara kutub magnet utara dan selatan, maka pada kawat akan
bekerja suatu gaya gerak listrik yang akan menggerakkan kawat.
2. Membalik Arah Putaran Motor DC
Untuk membalik arah putaran DC dapat dilakukan dengan membalik arah
arus jangkar. Misalkan mula-mula arah putaran ke kanan, untuk mengubah arah
5
Datasheet IC L293D, Push-pull Four Channel Driver With Diodes, hlm. 1.
putaran ke kiri dilakukan dengan membalik arah arus jangkar, atau pada
prinsipnya sama dengan membalik polaritas motor pada klemnya.
3. Konstruksi Motor DC
Motor arus searah secara garis besar memiliki dua bagian yaitu :
a) Stator, merupakan bagian motor arus searah yang tidak bergerak atau diam
yang meliputi :
1) Badan Motor
Fungsi utama dari badan motor adalah sebagai bagian dari tempat
mengalirnya flux magnet yang dihasilkan kutub-kutub magnet. Disamping itu
badan magnet
berfungsi untuk meletakan alat-alat tertentu dan melindungi
bagian-bagian mesin lainnya. Pada badan motor terdapat terminal box yang
merupakan tempat ujung-ujung lilitan penguat megnet dan lilitan jangkar.
2) Inti Kutub Magnet
Setiap motor mempunyai inti kutub magnet yang berfungsi menghasilkan
medan magnet.
3) Sikat
Fungsi dari sikat adalah jembatan bagi aliran arus dari lilitan jangkar dengan
sumber tegangan. Agar gesekan antara komutator-komutator dan sikat tidak
menyebabkan ausnya komutator, maka sikat dibuat lebih lunak.
b) Rotor, bagian dari motor arus searah yang berputar, terdiri dari:
1) Jangkar
Jangkar berbentuk silinder yang diberi alur-alur pada pemukaanya, untuk
melilitkan kumparan-kumparan tempat terbentuknya ggl induksi.
2) Lilitan Jangkar
Merupakan bagian yang penting pada motor arus searah karena merupakan
tempat timbulnya torsi. Kumparan biasanya terdiri dari beberapa lilitan, yang
dihubungkan satu sama lain membentuk belitan.
3) Komutator
Komutator berfungsi sebagai penyearah mekanik, terbuat dari bahan
campuran tembaga dan diantara komutator-komutator terdapat bahan isolator.
Komutator juga berfungsi untuk mengumpulkan ggl induksi yang terbentuk pada
sisi kumparan.
E. Rangkaian Pengendali
Mikrokontroler sering disebut juga single chip computer atau suatu keping
IC dimana terdapat mikroprosesor dan memori program (ROM) serta memori
serba guna (RAM), Input-Output, dan fasilitas pendukung lainnya.
Penggunaan mikrokontroler dalam bidang kontrol sangat luas dan
populer. Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc prosesor) memiliki
arsitektur RISC 8 bit, di mana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bits
word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock.6 Dalam
perkembangan mikrokontroler, sudah banyak produk mikrokontroler yang telah
diproduksi oleh berbagai perusahaan pembuat IC (Integrated Circuit). Dalam
tugas akhir, jenis mikrokontroler yang di gunakan adalah AVR Atmega 8535
produksi Atmel.
6
Lingga Wardhana, Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535 Simulasi,Hardware,dan
Simulasi, (Yogyakarta: Penerbit ANDI, 2007), hlm. 1.
1. AVR ATMega 8535
Gambar 2.7. Bentuk AVR ATMega 8535
Pada gambar 2.7. dapat dilihat bentuk AVR ATMega 8535. Selain mudah
didapatkan dan lebih murah ATMega8535 juga memiliki fasilitas yang lengkap.
Untuk tipe AVR ada 4 kelas yaitu keluarga AT Tiny, keluarga AT90Sxx, keluarga
ATMega, dan AT86RFxx. Namun yang membedakan masing-masing kelas
adalah memori, peripheral, dan fungsinya.7
Mikrokontroler ATMega8535 memiliki teknologi RISC dengan kecepatan
maksimal 16 MHz
membuat
ATMega8535
lebih cepat bila dibandingkan
dengan varian MCS51. Dengan fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan
ATMega 8535 sebagai mikrokontroler yang powerfull. Adapun konfigurasi pin
ATMega 8535 dapat dilihat pada gambar 2.8.
7
Lingga Wardhana, Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535 Simulasi,Hardware,dan
Simulasi, (Yogyakarta: Penerbit ANDI, 2007), hlm. 1.
Gambar 2.8. Konfigurasi Pin AVR ATmega 8535
2. Arsitektur AVR ATMega 8535
Gambar 2.9. Diagram blok AVR ATMega 8535
Dari gambar 2.9. dapat dilihat bahwa ATMega 8535 sudah terdiri dari :
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.
2. ADC ( Analog to Digital Converter )10 bit sebanyak 8 saluran.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.
4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5. Watchdog Timer dengan osilator internal.
6. SRAM (Statis Random Acces Memory ) sebesar 512 byte.
7. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.
8. Unit interupsi internal dan eksternal.
9. Port antarmuka SPI.
10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
11. Antarmuka komparator analog.
12. Port USART untuk komunikasi serial.
3. Fitur AVR ATMega 8535
Fasilitas
detail
dari
ATMega8535
adalah
sebagai
berikut:
1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16Mhz.
2. Fasilitas memory flash 8KB,SRAM sebesar 512 byte,dan EEPROM
(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte.
3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.
4. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.
5. Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.
4. Konfigurasi Pin AVR ATMega 8535
Konfigurasi pin ATMega8535 bisa dilihat pada gambar 2. Dari gambar
tersebut dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin ATMega8535 sebagai
berikut:
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya.
2. GND merupakan pin ground.
3. Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC.
4. Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
Timer/Counter,komparator analog,dan SPI.
5. Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
TWI,komparator analog dan Timer Oscillator.
6. Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
komparator analog,interupsi eksternal,dan komunikasi serial.
7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock ekstenal.
9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.
5. Peta Memori AVR ATMega 8535
AVR ATMega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan
memori program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi tiga bagian, yaitu 32
register umum, 64 buah register I/O, dan 512 byte SRAM Internal.8 Register
keperluan umum menempati ruang 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 hingga $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 1. Alamat memori berikutnya digunakan
8
Lingga Wardhana, Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535 Simulasi,Hardware,dan
Simulasi, (Yogyakarta: Penerbit ANDI, 2007), hlm. 4.
untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan $25F. Konfigurasi
memori data ditunjukkan pada gambar 2.10.
Gambar 2.10. Konfigurasi Memori Data AVR ATMega 8535
Memori program yang terletak dalam Flash PEROM tersusun dalam word
atau 2 byte karena setiap instruksi memiliki lebar 16 bit atau 32 bit9. AVR
ATMega 8535 memiliki 4KByte X 16 bit Flash PEROM dengan alamat mulai
dari $000 sampai $FFF. AVR ATMega 8535 memiliki 12 bit Program Counter
(PC) sehingga mampu mengalamati isi Flash. Berikut gambar 2.11. adalah
gambar memori program AVR ATMega 8535
Gambar 2.11. Memori Program AVR ATMega 8535
9
Ibid., hlm. 5.
6.
Pemrograman AVR
Untuk memrogram AVR diperlukan sebuah rangkaian yang dinamakan
sistem minimum (sismin). Pada gambar 2.12. dapat dilihat rangkaian sistem
minimum yang terdiri dari beberapa komponen sederhana. Tanpa rangkaian
sistem minimum maka proses pen-download-an program tidak akan bisa
dilakukan. Kemudian yang kita butuhkan untuk proses pemrograman adalah
software Codevision AVR dan bahasa pemrograman yang digunakan adalah
bahasa C. Pada tool codevision AVR ini bisa ditentukan port-port dari
mikrokontroller AVR yang berfungsi sebagai input maupun output, serta bisa juga
ditentukan tentang penggunaan fungsi-fungsi internal dari AVR.
Gambar 2.12. Contoh rangkaian sistem minimum AVR ATMega 8535
Untuk memprogram mikrokontroler dapat menggunakan bahasa assembler
atau bahasa tingkat tinggi yaitu bahasa C. Bahasa yang digunakan memiliki
keunggulan tersendiri, untuk bahasa assembler dapat diminimalisasi penggunaan
memori program sedangkan dengan bahasa C menawarkan kecepatan dan
kemudahan dalam pembuatan program. Untuk bahasa assembler dapat ditulis
dengan menggunakan text editor setelah itu dapat dikompilasi dengan tool tertentu
misalnya asm51 untuk MCS51 dan AVR Studio untuk AVR.