bab ii landasan teori

 BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Supervisory Control And Data Acquisition
2.1.1
Pengertian SCADA
SCADA merupakan singkatan dari Supervisory Control And Data
Acquisition
yang berarti sebuah sistem yang berfungsi untuk memonitor
mengendalikan dan melakukan proses akuisisi data (mengumpulkan data) secara
terpadu dalam satuan waktu tertentu pada sistem (plant) yang luas untuk
kemudian diterjemahkan dan diproses secara simultan ke pusat kendali yaitu
Master Terminal Unit, setelah itu data akan diproses sedemikian rupa kemudian
dilakukan sebuah tindakan oleh MTU dari hasil akuisisi data tersebut, yaitu
berupa control terhadap Plant yang di pantau secara otomatis dan dihubungkan
juga dengan perangkat Human Machine Interface nya. Jadi secara singkatnya
sistem SCADA ini merupakan suatu sistem pengendalian alat secara jarak jauh,
dengan kemampuan memantau data-data dari alat yang dikendalikan.
Dalam industri ketenagalistrikan sistem SCADA tidak hanya digunakan
dalam proses distribusi tenaga listrik saja akan tetapi sistem SCADA juga dapat
digunakan pada proses-proses pembangkitan tenaga listrik juga. Sistem
pemantauan dan kontrol terhadap plant biasanya terdiri dari sebuah host pusat
atau master yang biasa dinamakan sebagai Master Station, Master Terminal Unit
(MTU) yang terletak di sebuah Master Control Unit (MCU), sedangkan satu atau
lebih unit-unit pengumpul dan kontrol data lapangan biasa dinamakan remote
station, remoter terminal unit (RTU) dan sekumpulan perangkat lunak standar
yang digunakan untuk memantau dan mengontrol elemen-elemen data-data di
lapangan.
Sebagian besar sistem SCADA banyak menggunakan komunikasi jarak
jauh, walaupun demikian ada beberapa elemen yang menggunakan komunikasi
jarak dekat. Dengan sistem SCADA maka dispatcher dapat mendapatkan data
6
7
dengan cepat setiap saat (real time) bila diperlukan, disamping itu SCADA dapat
dengan cepat memberikan peringatan pada dispatcher bila terjadi gangguan pada
sistem, sehingga gangguan dapat dengan mudah dan cepat diatasi/dinormalkan.
2.1.2
Fungsi SCADA
Sistem SCADA dalam aplikasinya secara umum memiliki tiga fungsi
pokok, yang pertama yaitu sebagai telesignaling yaitu berfungsi untuk
mengumpulkan
seluruh status dari plant atau kondisi yang terjadi pada plant yang
dikontrol di lapangan yang sekaligus dipantau secara aktual, kedua yaitu sebagai
telemetering yaitu untuk mengetahui besaran-besaran yang hendak diukur dari
plant seperti tegangan, arus, frekwensi, daya dan lain-lain, dan yang ketiga adalah
sebagai telecontrolling atau talecomando yaitu memberikan perintah secara
remote atau jarak jauh terhadap plant untuk melakukan sebuah tindakan seperti
membuka atau menutup kontak yang perintah ini dikirim dari pusat kendali atau
Master Terminal Unit.
Secara spesifik fungsi SCADA dapat diperinci sebagai berikut;
a. Supervisory Control, yaitu fungsi pengendalian jarak jauh suatu peralatan
Sistem Tenaga Listrik misal mengoperasikan CB, mengatur bukaan
Governor pada Pembangkit Tenaga Air, proses sinkronisasi antar
pembangkit dan lain-lain.
b. Pemrosesan Data atau informasi, yaitu proses perhitungan, analisis data
atau informasi yang didapat dari hasil pengumpulan data yang terjadi
dilapangan kemudian ditampilkan dalam bentuk, laporan, grafik ataupun
hasil perhitungan.
c. Akuisisi Data atau Informasi, yaitu proses penerimaan atau pengumpulan
data dari berbagai peralatan di lapangan, data atau informasi dapat berupa;

Status indikasi, seperti posisi Circuit Breaker (CB)

Besaran-besaran pengukuran, seperti Daya Reaktif, Frekwensi,
Tegangan, Arus, Kecepatan Putaran, dan lain-lain.

`
Besaran Energi
8
d. Tagging, yaitu fungsi peletakan informasi (penandaan) pada peralatan
tertentu missal CB/DS yang tidak boleh dioperasikan karena adanya
pemeliharaan atau aktifitas secara manual di lokasi.
e. Pemrosesan Alarm atau, yaitu memberikan informasi kepada operator jika
terdapat perubahan atau Event kejadian pada sistem tenaga listrik.
f. Post Mortem Review, yaitu menganalisis akibat gangguan sistem dan
mengembalikannya ke kondisi semula.
2.1.3
Komponen SCADA
Dalam menjalankan sistemnya sebuah sistem SCADA mempunyai bagian-
bagian penting yang menyusun sebuah sistem tersebut. Bagian yang terpenting
pada sistem SCADA terdapat 3 bagian yaitu :
a. Master Terminal Unit (MTU)
MTU atau biasa yang disebut dengan master station, merupakan unit
komputer yang digunakan sebagai pengolah data pusat dari sistem
SCADA. Unit master ini menyediakan Human Machine Interface (HMI)
yang berfungsi sebagai perantara antara dispatcher (operator) dengan
sistem komputer. Perangkat keras yang ada pada master unit, antara lain:
a). Server : SCADA server (mengolah & menyimpan semua data),
Historical Server, EMS/DMS Server, DTS server/ menjalankan
aplikasi
training, Sub-sistem komnunikasi server, dan Offline
database server.
b). Workstasion : Workstasion Dispatcher, Engineer, DTS, di luar
control system.
c). Montior.
d). Printer.
e). Static Diplay : menampilkan besaran-besaran listrik.
f). GPS system : sinkronisasi waktu.
g). Layar Tayang : menampilkan topologi jaringan, one line diagram,
status peralatan dan warna jaringan sesuai standar.
h). Switch : perangkat lunak firewall untuk keamanan jaringan.
`
9
i). Router : komunikasi antar kontrol.
j). Local Area Network (LAN).
k). Storage.
Pada MTU terdapat suatu komponen yang dinamakan Front End
Processor (FEP) berfungsi sebagai media penyalur yang mengatur setiap
sistem komunikasi yang ada dalam sistem SCADA tersebut. FEP pada
MTU merupakan sebuah jembatan penghubung antara RTU pada plant
yang ada dilapangan dengan komputer yang berfungsi sebagai kendali dan
pemantauan secara remote (HMI). Data-data yang diperoleh dari masingmasing RTU yang ada di setiap Plant yang ada dilapangan diatampung di
MTU dan kemudian MTU memberikan data yang diminta oleh komputer
mengenai kondisi plant yang ada dilapangan, baik itu hanya sekedar untuk
mengetahui parameter-parameter yang ada sampai melakukan perintah
pengontrolan pada plant sesuai perintah yang diterima dari k+omputer.
b. Remote Terminal Unit (RTU)
RTU merupakan unit-unit komputer kecil yang dilengkapi dengan sistem
mandiri yang ditempatkan pada lokasi dan tempat-tempat tertentu di
lapangan. RTU bertindak sebagai pengumpul data lokal yang didapatkan
dari sensor-sensor dan mengirimkan perintah ke peralatan di lapangan.
Pada sistem tenaga listrik, RTU terletak pada panel utama generator,
Gardu Induk, Gardu Distribusi, dan Gardu Hubung yang bertugas
mengeksekusi semua perintah dari MTU dan untuk mengetahui setiap
kondisi peralatan yang ada pada gardu melalui pengumpulan data besaranbesaran listrik, status peralatan, dan sinyal alarm yang kemudian
diteruskan ke MTU melalui jaringan komunikasi data.
c. Media Komunikasi Data
Media Komunikasi yaitu perangkat/sarana fisik yang menghubungkan
antara pusat kontrol dengan RTU di gardu distribusi. Pengiriman data dari
pusat kontrol ke RTU atau sebaliknya dari RTU ke pusat kontrol. Sistem
`
10
komunikasi ini adalah bagaimana dua perangkat komputer di pusat kontrol
dan RTU dapat saling dihubungkan dan dapat saling berkomunikasi satu
dengan yang lainnya.
d. Peralatan lapangan
Peralatan lapangan disini bisa berupa peralatan
instrumentasi
di
lapangan pada sebuah plant berupa sensor yang digunakan untuk
membaca sinyal analog atau
digital yang diukur, sedangkan aktuator
digunakan untuk mengendalikan peralatan seperti motor, generator, exiter,
saklar, katup, dan sebagainya.
2.1.4 Aplikasi Sistem SCADA
SCADA bukanlah teknologi khusus, tapi lebih merupakan sebuah aplikasi,
SCADA digunakan untuk melakukan proses industri yang kompleks secara
otomatis, menggantikan tenaga manusia, dan biasanya merupakan proses-proses
yang melibatkan faktor-faktor kontrol yang lebih banyak, faktor-faktor kontrol
gerakan cepat yang lebih banyak, dan lain sebagainya, dimana pengontrolan oleh
manusia menjadi tidak nyaman lagi. Sebagai contoh, SCADA digunakan di
seluruh dunia misalnya antara lain :
a) Pembangkit, transmisi dan distribusi listrik, SCADA digunakan untuk
mendeteksi besarnya arus dan tegangan, pemantauan operasional circuit
breaker, dan untuk mematikan atau menghidupkan the power grid.
b) Penampungan dan distribusi air, SCADA digunakan untuk pemantauan
dan pengaturan laju aliran air, tinggi
reservoir, tekanan pipa dan
berbagai macam faktor lainnya.
c) Bangunan, fasilitas dan lingkungan, manajer fasilitas menggunakan
SCADA untuk mengontrol unit-unit pendingin, penerangan, dan sistem
keamanan.
d) Produksi, Sistem SCADA mengatur inventori komponen-komponen,
mengatur otomasi alat atau robot, memantau proses dan kontrol kualitas.
`
11
e) Transportasi Kereta Rel Listrik (KRL), menggunakan SCADA bisa
dilakukan pemantauan dan pengontrolan distribusi listrik, otomasi sinyal
trafik KRL, melacak dan menemukan lokasi KRL, mengontrol palang
KA dan lain sebagainya.
f) Lampu lalu-lintas, SCADA memantau lampu lalu-lintas, mengontrol laju
lalu lintas, dan mendeteksi sinyal-sinyal yang salah.
Masih banyak lagi aplikasi-aplikasi potensial untuk sistem SCADA. SCADA saat
ini digunakan hampir di seluruh proyek-proyek industri, manufaktur, dan
infrastruktur lainnya.
2.1.5
SCADA pada Sistem Tenaga Listrik
Fasilitas SCADA diperlukan untuk melaksanakan pengusahaan tenaga
listrik terutama pengendalian operasi secara realtime. Suatu sistem SCADA terdiri
dari sejumlah RTU, sebuah Master Station / Region Control Center (RCC), dan
jaringan telekomunikasi data antara RTU dan Master Station. RTU dipasang di
setiap gardu induk atau pusat pembangkit yang hendak dipantau. RTU ini
bertugas untuk mengetahui setiap kondisi peralatan tegangan tinggi melalui
pengumpulan besaran-besaran listrik, status peralatan, dan sinyal alarm yang
kemudian diteruskan ke RCC melalui jaringan telekomunikasi data. RTU juga
dapat menerima dan melaksanakan perintah untuk mengubah status peralatan
tegangan tinggi melalui sinyal-sinyal perintah yang dikirim dari RCC.
Dengan sistem SCADA maka dispatcher dapat mendapatkan data dengan
cepat setiap saat (realtime) bila diperlukan, disamping itu SCADA dapat dengan
cepat memberikan peringatan pada dispatcher bila terjadi gangguan pada sistem,
sehingga gangguan dapat dengan mudah dan cepat diatasi/dinormalkan. Data yang
dapat diamati berupa kondisi On/Off peralatan transmisi daya, kondisi sistem
SCADA sendiri, dan juga kondisi tegangan dan arus pada setiap bagian di
komponen transmisi. Setiap kondisi memiliki indikator berbeda, bahkan apabila
terdapat indikasi yang tidak valid maka dispatcher akan dapat megetahui dengan
mudah.
`
12
Fungsi kendali pengawasan mengacu pada operasi peralatan dari jarak
jauh, seperti switching circuit breaker, proses sinkronisasi dan pengoperasian
peralatan pada pembangkit, pengiriman sinyal balik untuk menunjukkan atau
mengindikasikan
kalau operasi yang diinginkan telah berjalan efektif. Sebagai
contoh
pengawasan dilakukan dengan menggunakan indikasi lampu, jika lampu
hijau menyala menunjukkan peralatan yang beroperasi (on), sedangkan lampu
merah menunjukkan bahwa peralatan berhenti operasi (off), atau dapat
menampilkan kondisi tidak valid yaitu kondisi yang tidak diketahui apakah on
atau off. Saat RTU melakukan operasi kendali seperti membuka circuit breaker,
perubahan
dari lampu merah menjadi hijau pada pusat kendali menunjukkan
bahwa operasi berjalan dengan sukses.
Operasi pengawasan disini memakai metode pemindaian (scanning) secara
berurutan dari RTU-RTU yang terdapat pada subsistem yang ada pada
pembangkit (misalnya pada turbin dan generatornya). Sistem ini mampu
mengontrol beberapa RTU dengan banyak peralatan pada tiap RTU hanya dengan
satu Master Station. Lebih lanjut, sistem ini juga mampu mengirim dari jarak jauh
data-data hasil pengukuran oleh RTU ke Master Station, seperti data analog
frekuensi, tegangan, daya dan besaran-besaran lain yang dibutuhkan untuk
keseluruhan operasi pengawasan .
Keuntungan sistem SCADA lainnya ialah kemampuan dalam membatasi
jumlah data yang ditransfer antar Master Station dan RTU. Hal ini dilakukan
melalui prosedur yang dikenal sebagai exception reporting dimana hanya data
tertentu yang dikirim pada saat data tersebut mengalami perubahan yang melebihi
batas setting. Master Station secara berurutan memindai (scanning) RTU-RTU
dengan mengirimkan pesan pendek pada tiap RTU untuk mengetahui jika RTU
mempunyai informasi yang perlu dilaporkan. Apabila alamat pesan yang
dikirimkan oleh MTU sama dengan alamat dari RTU yang ada di lapangan maka
RTU akan mengirim pesan balik pada Master Station, jika RTU mempunyai
sesuatu yang perlu dilaporkan, dan data akan diterima dan dimasukkan ke dalam
memori komputer. Jika diperlukan, pesan akan dicetak pada mesin printer di
Master Station dan ditampilkan pada layar monitor.
`
13
Selain dengan sistem pemindaian, pertukaran data juga dapat terjadi secara
incidental (segera setelah aksi manuver terjadi) misalnya terjadi proses penyalaan
generator pada plant yang ada di lapangan, maka RTU secara otomatis akan
segera
mengirimkan status dari keadaan generator tersebut ke Master Station.
Dispatcher
akan segera mengetahui bahwa generator sudah berutar atau bekerja.
Ketika operasi dilakukan dari Master Station, pertama yang dilakukan
adalah memastikan peralatan yang dipilih adalah tepat, kemudian diikuti dengan
pemilihan operasi yang akan dilakukan. Operator pada Master Station melakukan
tindakan tersebut berdasar pada prosedur yang disebut metode “select before
execute
(SBXC)“, seperti di bawah ini:
1) Dispatcher di Master Station memilih RTU.
2) Dispatcher memilih peralatan yang akan dioperasikan.
3) Dispatcher mengirim perintah.
4) RTU mengetahui peralatan yang hendak dioperasikan.
5) RTU melakukan operasi dan mengirim sinyal balik pada Master Station
ditunjukkan dengan perubahan warna pada layar monitor dan cetakan
pesan pada printer logging.
Prosedur diatas meminimalkan kemungkinan terjadinya kesalahan operasi.
Jika terjadi gangguan pada RTU, pesan akan dikirim dari RTU yang mengalami
gangguan tadi ke Master Station, dan pemindaian yang normal akan mengalami
penundaan yang cukup lama karena Master Station mendahulukan pesan
gangguan dan menyalakan alarm agar operator dapat mengambil tindakan yang
diperlukan secepatnya. Pada saat yang lain, pada kebanyakan kasus, status semua
peralatan pada RTU dapat dimonitor setiap 2 detik, memberikan informasi kondisi
sistem yang sedang terjadi pada operator di Pusat Kendali (RCC).
Hampir semua sistem kendali pengawasan modern berbasis pada
komputer, yang memungkinkan Master Station terdiri dari komputer digital
dengan peralatan masukan keluaran yang dibutuhkan untuk mengirimkan pesanpesan kendali ke RTU serta menerima informasi balik. Informasi yang diterima
akan ditampilkan pada layar LCD dan/atau dicetak pada printer sebagai
`
14
permanent records. LCD juga dapat menampilkan informasi grafis seperti
diagram satu garis. Pada pusat kendali, seluruh status sistem juga ditampilkan
pada diagram dinding (mimic board), yang memuat data mengenai aliran daya
pada kondisi saat itu dari RTU.
2.2
Perangkat Keras
2.2.1
Mikrokontroler ATmega128
Mikrokontroler ATmega128 merupakan mikrokontroler keluarga AVR
yang mempunyai kapasitas flash memori 128 KB. AVR (Alf and Vegard’s Risc
Processor) merupakan seri mikrokontroler
CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis
arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer).Secara umum, AVR dapat
terbagi menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas
adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang
digunakan, bisa dikatakan hampir sama. Semua jenis AVR dilengkapi dengan
flash memori sebagai memori program. Kapasitas dari flash memori ini berbeda
antara chip yang satu dengan chip yang lain. Untuk flash memori yang paling
kecil adalah 1 kbytes (ATtiny11, ATtiny12, dan ATtiny15) dan paling besar
adalah 128 kbytes (AT-Mega128).
Gambar 2.2.1 Chip Mikrokontroler ATMega128
2.2.2
Spesifikasi Mikrokontroler AVR ATMega128
Mikrokontroler AVR ATMega128 memiliki spesifikasi sebagai berikut:
Saluran I/O sebanyak 56 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D, Port E, Port
F dan Port G. Di dalamnya termasuk :
`
15
1. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.
2. 2 buah Timer/Counter 8 bit dan 2 buah Timer/Counter 16 bit.
3. Dua buah PWM 8 bit.
4. Watchdog Timer dengan osilator internal.
5. Internal SRAM sebesar 4 kbyte.
6. Memori flash sebesar 128 kBytes.
7. Interupsi Eksternal.
8. Port antarmuka SPI.
9. EEPROM sebesar 4 kbyte.
10. Real time counter.
11. 2 buah Port USART untuk komunikasi serial.
12. Enam kanal PWM.
13. Tegangan operasi sekitar 4,5 V sampai dengan 5,5V.
Gambar 2.2.2.a Konfigurasi pin-pin ATmega128
`
16

Arsitektur ATMega128
Gambar 2.2.2.b Arsitektur ATmega128
Enam dari 32 register dapat digunakan sebagai tiga buah 16-bit register.
Pointer alamat tidak langsung digunakan untuk pengalamatan ruang data. Satu
dari tiga pointer ini dapat digunakan sebagai pointer alamat untuk look up tables
di dalam memori program flash. ALU mendukung operasi aritmatika dan logika
diantara register diantara konstanta dan sebuah register. Operasi register tunggal
juga dapat dieksekusi di dalam ALU. Setelah operasi aritmatika, register status
diperbaharui untuk memberikan informasi hasil operasi. Aliran program
dilakukan oleh lompatan conditional dan unconditional maupun instruksi kolom.
ALU mampu mengalamati secara langsung seluruh ruang alamat, dimana
`
17
instruksi AVR memiliki sebuah format 16-bit. Setiap alamat memori program
terdiri dari instruksi 16 atau 32 bit.
Modul interrupt memiliki register control di dalam ruang I/O dengan
tambahan
bit global interrupt enable didalam register status. Setiap interrupt
memiliki
interrupt vector yang terpisah didalam table interupsi vector. Interrupt
memiliki polaritas berhubungan dengan posis interrupt vectornya. Semakin
rendah alamat interrupt vector, semakin tinggi polaritasnya. Ruang memori I/O
terdiri dari 64 alamat untuk berfungsi peripheral CPU sebagai control register,
SPI dan fungsi I/O lainnya. Memori I/O dapat diakses secara langsung atau
sebagai
ruang data di dalam file register 0x20-0x5f. Berikut ini merupakan
penjelasan dari beberapa arsitektur dari AVR ATMega128.
1).
Aritmatics Logic Unit
Kemampuan tinggi AVR dioperasikan dalam kondisi langsung dengan
seluruh 32 register saja. Dalam siklus clock tunggal, operasi aritmatika antara
register kerja atau antara sebuah register dan sebuah kata dapat dieksekusi.
Operasi ALU dibagi ke dalam tiga kategori : fungsi aritmatika, osilator, dan bit.
Beberapa implementasi dari arsitektur juga menghasilkan fungsi baik atau tidak.
2).
Status Register
Status register berisi informasi tentang hasil intruksi aritmatika terbaru
yang dieksekusi. Informasi ini dapat digunakan untuk merubah aliran program
dalam rangkaian menjalankan operasi pengkondisian. Status register diperbaharui
setelah operasi ALU sehingga dalam banyak kasus dapat menghilangkan
penggunaan intruksi compare sehingga menghasilkan kode yang lebih cepat.
Gambar 2.5 merupakan gambar dari status register.
Gambar 2.2.2.c Status Register
`
18
Status register tidak disimpan secara otomatis ketika memasuki rutin interrupt
dan di kembalikan setelah kembali dari sebelum interrupt. Proses ini harus
dilakukan oleh software.
3). File General Purpose Register
Seluruh operasi instruksi pada file register memiliki hubungan langsung ke
seluruh register dan sebagian besarnya adalah intruksi siklus tunggal. Gambar 2.5
menunjukan setiap register juga diberikan alamat memori data. Register dipetakan
langsung ke dalam 32 lokasi dari ruang data pengguna, walaupun tidak
dialokasikan secara fisik sehingga lokasi SRAM tetap berfungsi sebagai
pengorganisasian memori. Hal ini menghasilkan fleksibelitas yang tinggi dalam
mengakses register. Gambar CPU AVR file general purpose register terdapat pada
gambar 2.2.2.c
Gambar 2.2.2.d CPU AVR File General Purpose Register
4). Stack Pointer
Stack digunakan untuk menyimpan data sementara, menyimpan
variable local, menyimpan alamat kembali setelah interrupt, dan
panggilan subroutien. Register stack pointer selalu menunjukkan
puncak dari stack – stack yang dijalankan dari lokasi memori tinggi ke
lokasi memori yang lebih rendah.
`
19
Stack pointer menyimpan data pada area tumpukan data SRAM dimana
tumpukan subroutine dan interrupt dialokasikan pada ruang stack didalam
SRAM. Data harus didefinisikan oleh program sebelum panggilan subroutine
dieksekusi
atau interrupt diaktifkan. Stack pointer harus diset pada nilai diatas
ordo.
Stack pointer dikurangi satu ketika data masukan ke dalam stack. Instruksi
PUSH dikurangi dua ketika alamat kembali dimasukan kedalam stack dengan
panggilan subroutine/interrupt. Stack pointer dinaikan satu ketika data diambil
satu dari stack dengan instruksi POP. Stack pointer dinaikan dua ketika data
kembali
dikeluarkan dari stack dengan cara kembali dari panggilan subroutine
RET atau kembali dari interrupt RETI.
a). Stack pointer AVR diimplementasikan sehingga 2 register 8 bit dalam
ruang I/O. Gambar 2.7 merupakan gambar register stack pointer.
Gambar 2.2.2.e Stack Pointer
5). Memori ATMega128
Arsitektur AVR memiliki dua ruang memori utama yaitu memori data
dan memori program. Sehingga tambahan juga memiliki memori EEPROM
untuk menyimpan data. Berikut ini merupakan penjabaran dari memori yang
dimiliki oleh ATMega128.
a). Memori Program Flash
ATMega128 memiliki input sistem reprogrammable flash memori
untuk menyimpan program. Karena instruksi AVR memiliki lebar 16/32 bit,
maka flash diatur sehingga 4K x 16, untuk keamanan software memori.
Program flash memori dibagi kedalam dua bagian yaitu bott program dan
bagian program aplikasi. Memori flash memiliki ketahanan sampai 10000
`
20
kali tulis dan hapus. Program counter PLAT memiliki 12 bit untuk
mengamati sampai 4K lokasi memori program.
b). Memori Data SRAM
Memori SRAM A7 diatur 608 lokasi memori data mengalamati file
register, gambar I/O dan 512 lokasi berikutnya mengalamati data
internal SRAM.
c). Memori Data EEPROM
ATMega128 memiliki 512 Byte memori data EEPROM. Memori
tersebut diatur sehingga ruang data terpisah dan setiap byte tungal dapat
dibaca dan ditulis. EEPROM memiliki ketahanan sampai 100000 siklus
tuli/hapus.
2.2.3
Sistem minimum ATMega128
Sistem minimum adalah rangkaian elektronika yang terdiri dari
komponen–komponen dasar yang dibutuhkan oleh suatu mikrokontroler
dapat
berfungsi
dengan
baik.
Pada
umumnya,
suatu
untuk
mikrokontroler
membutuhkan tiga elemen untu berfungsi yaitu power supply, kristal oscillator
(XTAL), dan Rangkaian RESET.
1). Power Supply
Catu daya merupakan nyawa bagi sistem minimum ATMega128. Tanpa
catu daya, komponen sistem minimum ini tidak akan pernah berfungsi. Catu daya
untuk sistem minimum ATMega 128 ini adalah tegangan DC yang inputnya diberi
5 Volt DC. Untuk itu tegangan AC 220 Volt harus ditransformasikan ke 12 Volt
dan selanjutnya di searahkan sehingga bisa menyuplai kebutuhan sistem minimum
ATMega128.
2). Oscillator
Analogi fungsi kristal oscillator adalah jantung pada tubuh manusia,
perbedaan jantung memompa darah dan seluruh kandungannya sedangkan XTAL
`
21
memompa data. Kristal pada sebuah mikrokontroler
terdiri dari 2 macam yaitu
kristal internal dan kristal yang bisa dipasang secara internal. Fungsi dari kristal
disini yaitu untuk mempercepat proses dari proses yang dijalankan oleh
mikrokontroler
tersebut. Apabila kristal yang digunakan 16 MHz, karena lebih
dari 0,9 MHz sehingga kapasitor yang dipasang masing – masing bernilai 22 pF.
Mode operasi kristal dapat dilihat pada tabel 2.1.
Tabel 2.1 Mode operasi Oscillator kristal
Gambar rangkaian kristal terdapat pada gambar dibawah ini,
XTAL1
XTAL2
Gambar 2.2.3.a Rangkaian skematik Kristal Sistem Minimum ATMega128
Untuk kombinasi asinkron maka digunakan seting baudrate 9600 bps
karena kristal yang digunakan 16 MHz sehingga error yang terjadi hanya 0,2%.
`
22
3). RESET
Gambar 2.2.3.b Rangkaian skematik Reset Sistem Minimum ATMega128
Fungsi rangkaian reset adalah untuk membuat mikrokontroler
memulai
kembali pembacaan program, hal tersebut dibutuhkan pada saat mikrokontroler
mengalami gangguan dalam mengeksekusi program atau bisa saja ketika ON,
mikrokontroler
mengalami error sehingga eksekusi program tidak dimulai dari
awal. Dengan reset berperan untuk mengembalikan mikrokontroler
untuk
mengeksekusi program secara berurutan yang dimulai dari awal. Apabila fungsi
ini ditiadakan maka proses kerja dari mikrokontroler
akan kacau. Dan proses
eksekusi kerja tidak akan berjala sesuai yang diinginkan.
2.3
Sistem Komunikasi
2.3.1
Recommended Standard 485
Recommended Standard 485 (RS 485) adalah standar komunikasi yang
paling serbaguna dalam seri standar yang ditentukan oleh EIA. Itu sebabnya RS485 saat ini digunakan secara luas sebagai antarmuka komunikasi data akuisisi
dan kontrol aplikasi di mana beberapa node berkomunikasi satu sama lain.
Komunikasi RS 485 bisa mencapai jarak maksimal 4000 kaki, atau setara dengan
1,2 Km. Selain itu RS-485 merupakan standar komunikasi serial asynchronous
yang menyediakan kemampuan komunikasi, seperti perangkat keras kontrol
aliran, kontrol aliran perangkat lunak, dan paritas cek. Telah banyak digunakan
selama beberapa dekade.
`
23
Gambar 2.3.1 Konfigurasi IC MAX485
Berikut ini spesifikasi dari komunikasi RS-485.
Tabel 2.2 Spesifikasi komunikasi RS-485
Spesifikasi
Mode Operasi
Differential
Total Jumlah Driver dan Receivers pada Satu Jalur
1 DRIVER
Voltage Driver Output Maksimum
Driver Output Signal Level (Loaded Min.)
Driver Output Signal Level (diturunkan Max)
Driver Load Impedance (Ohms)
Driver Current in High Z State Power On
Slew Rate (Max.)
Receiver Input Voltage Range
Receiver Input Sensitivity
2.3.2
RS-485
-7V s/d +12 V
+ /-1.5V
+ /-6V
54
+ /-100uA
N/A
-7V s/d +12 V
+ /-200mV
Topologi Jaringan RS-485
Topologi jaringan merupakan alasan mengapa RS-485 kini menjadi favorit
dari empat interface dalam akuisisi data dan kontrol aplikasi. RS-485 adalah satusatunya dari interface internetworking yang mampu bekerja pada pemancar dan
penerima dalam jaringan yang sama. Bila menggunakan standar RS-485 receiver
dengan resistansi masukan dari 120 Ω adalah mungkin untuk menghubungkan 32
`
24
perangkat ke jaringan. RS-485 repeater juga memungkinkan untuk meningkatkan
jumlah node menjadi beberapa ribu, dalam beberapa kilometer. Ini adalah alasan
mengapa RS-485 ini begitu populer dengan komputer, PLC, microcontroller dan
sensor
cerdas dalam aplikasi ilmiah dan teknis.
Jaringan Rs-485 dibentuk oleh IC max485, tiap master dan slave masing
masing memiliki 1 ic max485 dan saling terhubung melalui kaki 6 dan kaki 7.
Komunikasi antara master dan slave dilakukan secara half duplex. artinya
pada satu saat hanya ada 1 node yang mengirim data secara bergantian.
Gambar 2.3.2.a Rangkaian Rs-485 dgn IC Max485
Penjelasan kaki ic max485 :

kaki 1 digunakan untuk menerima data , kaki ini dihubungkan dengan pin
Rx dari comm port /rs232 dari Pc atau Rx dari microcontroller.

kaki 2 (RE) digunakan untuk kontrol penerimaan data . jika di beri 0
maka siap menerima data jika 1 maka tdk bisa mnerima data.

kaki 3 (DE) digunakan untuk kontrol pengiriman data jika pc atau
microcontroller ingin mengirim data maka kaki ini harus diberi logika 1.

kaki 4 digunakan untuk jalur pengiriman data , kaki ini dihubungkan ke Tx
dari pin comm port rs232 atau Tx microcontroller.

kaki 5 di hubungkan ke ground.

kaki 6 dihubungkan dengan kaki 6 dari ic max485 node lainnya melalui
kable data, biasanya dinamakan jalur A

kaki 7 dihubungkan dengan kaki 7 dari ic max485 node lainya melalui
kabel data. bisanya dinamakan jalur B.

kaki 8 pada master biasanya dihubungkan ke 0 / ground . Artinya master
selalu siap menerima data.
`
25
Gambar 2.3.2.b Topologi jaringan RS-485
Dalam gambar di atas merupakan topologi jaringan umum RS-485 yang
terhubung dalam jaringan RS-485 multipoint. Ada 2 macam versi diantaranya :
1). Single Twisted Pair RS 485
Dalam versi ini, semua perangkat yang terhubung ke satu Twisted Pair.
Dengan demikian, semuanya harus memiliki driver dengan output tri-state
(termasuk Master). Komunikasi berjalan di atas satu baris di kedua arah.
Penting untuk mencegah lebih banyak dari pemancaran perangkat
sekaligus (masalah perangkat lunak).
2). Double Twisted Pair RS-485
Jika menggunakan jenis ini tidak perlu menggunakan output tri-state,
karena perangkat slave mengirim lebih dari twisted pair yang kedua, yang
dimaksudkan untuk mengirim data dari Slave ke Master. Solusi ini sering
memungkinkan pelaksanaan dalam sistem komunikasi multipoint, yang
pada awalnya dirancang (HW dan juga SW) untuk RS-232. Tentu saja,
master perangkat lunak harus dimodifikasi, sehingga master query secara
periodik mengirim paket ke semua perangkat slave. Peningkatan
throughput data yang jelas dalam volume besar. Kadang-kadang sistem
RS-485 dapat dilihat dalam sistem poin-to-sistem poin.
2.3.3
Recommended standard 232 (RS-232)
RS-232 merupakan metoda dan standar transmisi serial yang ditetapkan
Electical Industri Association (EIA) yang dapat digunakan sebagai aturan dalam
`
26
pertukaran data antar komputer. Standar RS-232 mempunyai beberapa
karakteristik sinyal listrik, yaitu:
1).
Keadaan logic high (mark) ditandai dengan tegangan yang lebih
negatif dari -3 Volt. Pada logic high besarnya tegangan harus antara -
5 V dan -15 V.
2).
Keadaan logic low (space) ditandai dengan tegangan yang lebih
positif dari +3 Volt. Pada logic low besarnya tegangan harus antara
+5 V dan +15 V.
Jadi, sinyal maksimum RS-232 terlalu tinggi untuk mikrokontroler
,
begitu juga untuk sinyal negatif RS-232 tidak dapat terdeteksi sama sekali dengan
logika mikrokontroler
. Oleh karena itu, untuk menerima data serial dari
antarmuka tegangan RS-232, tegangan harus disesuaikan dengan tegangan input
dan output mikrokontroler . Max 232 adalah driver yang digunakan sebagai
pengirim dan penerima sinyal dari RS-232. Max 232 dapat menyesuaikan level
tegangan dari RS-232 untuk selanjutnya diterima oleh mikrokontroler . Dengan
kata lain, Max232 dapat mengkonversi tegangan dari RS-232 menjadi sinyal
logika yang dapat dibaca oleh mikrokontroler
. Max 232 maksimal dapat
mengirim data pada jarak kurang dari 15m (sumber dari Data Sheet Texas
Instruments). Gambar konfigurasi komunikasi RS-232 ditunjukan pada gambar
2.3.3
Gambar 2.3.3 Konfigurasi Komunikasi RS-232
Seperti yang telah disebutkan di atas bahwa jalur komunikasi untuk RS232 terdiri dari pin TX, RX dan ground.
1). Pin TX merupakan pin untuk pengiriman data serial.
2). Pin RX merupakan pin untuk penerimaan data serial.
`
27
2.3.4
Operasi Kerja RS-232 dan Transmisi Data
Rangkaian komunikasi serial RS-232 membutuhkan sebuah IC tambahan
Max232 yaitu suatu piranti yang digunakan untuk mengubah atau lebih tepatnya
mengkonversi
tegangan TTL dan RS-232 dan sebaliknya. Sebagaimana diketahui
dunia komputer tegangan tingkat RS-232 sangat jauh berbeda dengan
dalam
tingkat TTL. Jika TTL bekerja dengan tegangan antara 0 sampai dengan 5 Volt,
dengan tegangan sekitar 0 Volt dianggap sebagai logika „0‟ dan tegangan sekitar 5
Volt sebagai logika „1‟, sedangkan untuk tingkat RS-232 tegangan kerjanya antara
-15 sampai +15 Volt dan cara menterjemahkan logika „0‟ dan „1‟-nya sangat
berbeda,
untuk itu diperlukan suatu piranti khusus yang digunakan untuk
melakukan konversi tingkat tegangan TTL dan RS-232.
Transmisi biasanya menggeser 2 bit dari 10 bit hingga transmisi yang
digunakan adalah 8 bit, satu di master dan satu di slave dan antara master juga
slave terdapat jalur penghubung. Biasanya data yang dikirim pertama kali adalah
MSB (Most Significant Byte) sampai akhirnya ada bit yang dikirim dengan
register yang sama. Setelah data register tergeser, master dan slave harus bertukar
nilai register. Kemudian kedua perangkat tersebut mengambil nilai dan
melakukan sesuatu pada nilai tersebut, seperti menulis nilai tersebut pada memory.
Bila ada data lebih yang ditukar, maka pergeseran register akan memuat data baru
dan akan terus mengulang proses.
Gambar 2.3.4.a TTL/CMOS Serial Logic Waveform
Gambar 2.3.4.b RS-232 Logic Waveform
`
28
Gambar 2.3.4.c Pin I/O Max 232
Gambar 2.3.4.d Konfigurasi Max 232
1). Keuntungan Komunikasi Serial
Keuntungan dari penggunaan komunikasi serial adalah sebagai berikut:
a). Kabel untuk komunikasi serial bisa lebih panjang dibandingkan dengan
pararel.
Data-data dalam komunikasi serial dikirimkan untuk logika „1‟ sebagai
tegangan -3 s/d -25 Volt dan untuk logika „0‟ sebagai tegangan +3 s/d +25
Volt, dengan demikian tegangan dalam komunikasi serial memiliki ayunan
`
29
tegangan maksimum 50 Volt, sedangkan pada komunikasi pararel hanya 5
Volt. Hal ini menyebabkan gangguan pada kabel-kabel panjang lebih
mudah diatasi dibanding dengan pararel.
b). Jumlah kabel serial lebih sedikit.
Dua perangkat komputer yang berjauhan dengan hanya tiga kabel untuk
konfigurasi null modem, yakni TxD (saluran kirim), RxD (saluran terima)
dan ground, akan tetapi jika menggunakan komunikasi pararel akan
terdapat dua puluh hingga dua puluh lima kabel.
c). Komunikasi serial dapat menggunakan udara bebas sebagai media
transmisi.
Pada komunikasi serial hanya satu bit yang ditransmisikan pada satu
waktu sehingga apabila transmisi menggunakan media udara bebas (free
space) maka dibagian penerima tidak akan muncul kesulitan untuk
menyusun kembali bit-bit yang ditransmisikan.
d). Komunikasi serial dapat diterapkan untuk berkomunikasi dengan
mikrokontroler .
Hanya dibutuhkan dua pin utama TxD dan RxD (diluar acuan ground).
2). Kekurangan Komunikasi Serial
Kekurangan dari penggunaan komunikasi serial adalah sebagai berikut:
a). Panjang media/kabel maks 15 meter.
b). Sinyal mudah mendapat gangguan.
c). Short circuit maks 500 mA.
 Aplikasi RS-232
Aplikasi untuk RS-232 banyak digunakan untuk komunikasi antara dua
mikrokontroler . Beberapa aplikasi lain yang menggunakan jalur RS-232 antara
lain:
`
30
1). Komunikasi Ethernet, USB, UART.
2). Perancangan berbagai aplikasi sederhana seperti inisialisasi modem,
mouse dan transfer data antar komputer.
3). Komunikasi antara PLC dengan komputer.
2.3.5
Komunikasi Data USART
Universal Synchronous And Asynchronous Receiver Transmitter (USART)
Merupakan teknik komunikasi antara mikrokomputer (PC) dengan sistem lain
seperti mikroprosesor atau mikrokontroler
baik secara sinkron atau asinkron
dengan pengiriman secara serial, yaitu pentransferan data bit demi bit sampai
membentuk satu frame data yang diawali dengan start bit dan diakhiri dengan
stop bit. Komunikasi data serial secara sinkron merupakan bentuk komunikasi
data serial yang memerlukan sinyal clock untuk sinkronisasi, sinyal clock tersebut
akan tersulut pada setiap bit pengiriman bit yang pertama dengan perubahan bit
data yang dapat diketahui oleh penerima dengan sinkronisasi melalui sinyal clock.
Sedang komunikasi asinkron adalah suatu komunikasi data serial yang tidak
memerlukan sinyal clock sebagai sinkronisasi. Namun pengiriman data ini harus
diawali dengan start bit dan diakhiri dengan stop bit. Sinyal clock merupakan
baud rate dari komunikasi data yang dibangkitkan oleh masing-masing baik
penerima maupun pengirim data dengan frekwensi yang sama, jika nilai baud rate
berbeda maka tidak akan pernah terjadi komunikasi. Prinsipnya yaitu bahwa
penerima hanya perlu mendeteksi start bit sebagai awal pengiriman data,
selanjutnya komunikasi data terjadi antar dua buah shift register yang ada pada
pengirim maupun penerima. Setelah 8 bit data diterima, penerima akan menunggu
adanya stop bit sebagai tanda bahwa 1 byte data telah dikirim dan penerima dapat
siap untuk menunggu pengiriman data berikutnya.
Pada aplikasi proses komunikasi asinkron ini selalu digunakan untuk
mengakses komponen-komponen yang mempunyai fasilitas UART (Universal
Asynchonous Receiver/ Transmiter) seperti pada port serial PC atau port serial
`
31
mikrokontroler
lain. Format data komunikasi Asinkron diperlihatkan pada
gambar berikut :
Gambar 2.3.5.a Komunikasi Asinkron
Pada mikrokontroler ATMega128 menggunakan serial komunikasi USART.
Sehingga fata Rx berfungsi sebagai pengirim dan penerima data sedangkan Tx
sebagai output clock. Output dari serial pada mikrokontroler ATMega128 berupa
tegangan
TTL 0 – 5 Volt.
Pada UART, kecepatan pengiriman data (atau yang sering disebut dengan
baud rate) dan fase clock pada sisi transmitter dan sisi receiver harus sinkron.
Untuk itu diperlukan sinkronisasi antara Transmitter dan Receiver. Hal ini
dilakukan oleh bit “Start” dan bit “Stop”. Ketika saluran transmisi dalam keadaan
idle, output UART adalah dalam keadaan logika “1”.
Ketika transmitter ingin mengirimkan data, output UART akan diset dulu
ke logika “0” untuk waktu satu bit. Sinyal ini pada receiver akan dikenali sebagai
sinyal “Start” yang digunakan untuk menyinkronkan fase clock nya sehingga
sinkron dengan fase clock transmitter. Selanjutnya data akan dikirimkan secara
serial dari bit yang paling rendah (bit0) sampai bit tertinggi. Selanjutnya akan
dikirimkan sinyal “Stop” sebagai akhir dari pengiriman data serial. Sebagai
contoh misalnya akan dikirimkan data huruf “A” dalam format ASCII (atau sama
dengan 41 heksa atau 0100 0001).
Gambar 2.3.5.b Contoh Pengiriman 1 byte
Kecepatan transmisi (baud rate) dapat dipilih bebas dalam rentang tertentu.
Baud rate yang umum dipakai adalah 110, 135, 150, 300, 600, 1200, 2400, dan
9600 (bit/dertik). Dalam komunikasi data serial, baud rate dari kedua alat yang
`
32
berhubungan harus diatur pada kecepatan yang sama. Selanjutnya harus
ditentukan panjang data (6,7 atau 8 bit), paritas (genap, ganjil, atau tanpa paritas),
dan jumlah bit “Stop” (1, 1 ½ , atau 2 bit).
Untuk dapat menggunakan port serial harus diketahui dahulu alamat dari
port serial tersebut. Biasanya tersedia dua port serial pada CPU, yaitu COM1 dan
COM2.
2.3.6
Pemrograman Port Serial
Port
serial
mikrokontroler
sering
digunakan
untuk
interfacing
komputer
dan
, karena kemampuan jarak pengiriman data lebih bagus
dibandingkan port paralel. Berikut contoh program assembly untuk komunikasi
serial antara 2 PC. Untuk komunikasi ini, yang perlu dihubungkan :
1. Pin TxD ke pin RxD komputer lain
2. Pin RXD dihubungkan ke pin TxD komputer lain
3. RTS dan CTS dihubung singkat
4. DSR dan DTR dihubung singkat
5. GND dihubungkan ke GND komputer lain
Bila dibandingkan cara komunikasi yang dilakukan secara paralel dengan
cara komunikasi yang dilakukan secara serial, maka masing-masing akan
memiliki keuntungan dan kelebihan yang tersendiri. Komunikasi yang dilakukan
secara serial mempunyai keuntungan dari sisi pengkabelan, karena hanya
memerlukan tiga buah kabel, TX, RX dan Ground.
2.3.7
Jenis-jenis Komunikasi
a. Simplex
Simplex ialah jenis komunikasi satu arah, dimana arah informasi hanya
dari pengirim ke penerima saja dan tidak bisa sebaliknya. Contohnya paging, pada
paging pesawat penerima hanya bisa menerima pesan yang dikirim oleh stasiun
`
33
pengirim dan tidak bisa menngirim balik ke penerima dengan menggunakan
pesawat paging tersebut. Contoh lain yaitu televise dan radio.
Gambar 2.3.7.a Konfigurasi Komunikasi Simplex

Keuntungan Simplex : Dalam jalur atau media transmisi berjalan satu arah.

Kelemahan Simplex :
1. Data yang dikirim hanya kesatu arah saja. Sehingga pengirim dan penerima
tugasnya tetap.
b. Half duplex
Half duplex ialah jenis komunikasi dua arah, tapi kedua pihak yang
berkomunikasi tidak dapat melakukan pengiriman informasi pada saat yang
bersamaan, yakni harus bergantian. Pada saat user A mengirimkan infomasi
maka user B harus bertindak sebagai penerima.
Gambar 2.3.7.b Konfigurasi Komunikasi Half Duplex
`
34

Keuntungan Half duplex : Dapat mengirimkan informasi secara bersamaan
ke seluruh penerima.

Kelemahan Half Duplex : Pada half duplex kedua station dapat mengirim
dan menerima data, namun tidak terjadi pada waktu yang sama.
c. Full Duplex
Gambar 2.3.7.c Konfigurasi Komunikasi Full Duplex
Full duplex ialah jenis komunikasi dua arah, dimana masing-masing user
dapat melakukan pengiriman ataupun penerimaan informasi pada saat yang
bersamaan. Jadi tergantung apakah lawan bicara sedang melakukan pengiriman
informasi ataupun tidak. full duplex hampir sempurna digunakan dalam
komunikasi data.
2.3.8
Protokol Komunikasi Serial
Dalam komunikasi serial, pengirim dan penerima harus memenuhi
protokol komunikasi. Berikut ini istilah protokol komunikasi serial RS-485 :
1. Baud periode (Baudrate)
Kecepatan transmisi yang diukur dalam satuan bit per sekon. Clock pengirim
dan penerima harus disinkronisasi pada baud periode yang sama.
2. Marking State
Periode waktu selama data tidak dikirim, selama kondisi marking, output line
pengirim selalui logic „1‟ (High).
3. Start bit
`
35
Logika „0‟ (Low) menunjukkan data transmisi dimulai. Kondisi Low pada
starting bit dinamakan spacing state.
4. Karakter bit
Berisi
data dengan jumlah 5, 6, 7 atau 8 bit. Bit pertama dikirim adalah LSB.
5. Parity
bit
Parity bit adalah bit pilihan yang dikirim setelah karakter bit untuk mendeteksi
error transmisi. Ada dua macam parity, parity genap dan parity ganjil.
6. Stop bit
Sebagai
tanda akhir data yang dikirimkan.
2.3.9
Liquid Crystal Display
Liquid Crystal Display (LCD) adalah salah satu jenis interface yang
berfungsi sebagai display untuk menampilkan karakter huruf maupun bilangan,
jumlah karakter yang bisa dituliskan pada LCD tersebut yaitu berdasarkan jumlah
kolom karakter dikali jumlah baris karakter. Sebagai contoh, LCD16x2, artinya
terdapat 16 kolom dalam 2 baris ruang karakter, yang berarti total karakter yang
dapat dituliskan adalah 32 karakter. Terdapat dua jenis antarmuka yang dapat
digunakan dalam pengendalian LCD karakter:
1. 4 Bit
2. 8 Bit
Dalam 4 Bit-Antarmuka hanya membutuhkan empat pin data komunikasi
data parallel, DB4 (pin 11) – DB7 (pin14), yang dikoneksikan dengan pengendali.
Gambar 2.3.9.a Liquid Crystal Display (LCD)
Untuk penjelasan konfigurasi pin liquid crystal display (LCD) terdapat
pada tabel 2.3.
`
36
Tabel 2.3 Konfigurasi Pin Liquid Crystal Display (LCD)
No Pin
Simbol
Fungsi
1
Vss
Ground
2
Vdd
+5 V
3
Vo
LCD Contrast Adjust
4
RS
Register Select
5
R/W
Read/Write
6
E
Enable
7
DB0
Data Bit 0
8
DB1
Data Bit 1
9
DB2
Data Bit 2
10
DB3
Data Bit 3
11
DB4
Data Bit 4
12
DB5
Data Bit 5
13
DB6
Data Bit 6
14
DB7
Data Bit 7
+
BL +
Power Supply for BL+
-
BL -
Power Supply for BL-
Modul LCD terdiri dari sejumlah memory yang digunakan untuk display.
Semua teks yang kita tuliskan ke modul LCD disimpan didalam memory ini, dan
untuk peta memori LCD ditunjukan pada gambar di bawah ini.
Gambar 2.3.9.b peta memori pada LCD 16x2
Pada peta memori tersebut, daerah yang berwarna biru ( 00 s/d 0F dan 40
s/d 4F ) adalah display yang tampak. Jumlahnya sebanyak 16 karakter per baris
dengan dua baris. Angka pada setiap kotak adalah alamat memori yang
bersesuaian dengan posisi dari layar. Karakter pertama pada baris 1 menempati
alamah 00h. Posisi karakter berikutnya adalah alamat 01h dan seterusnya. Akan
`
37
tetapi, karakter pertama pada baris 2 sebagaimana yang ditunjukkan pada peta
memori menempati alamat 40h. Instruksi Set Posisi Kursor adalah 80h.
Contoh, kita ingin menampilkan kata ”World” pada baris ke dua pada
posisi
kolom ke sepuluh. Sesuai peta memori, posisi karakter pada kolom 11 dari
baris
ke dua, mempunyai alamat 4Ah, sehingga sebelum kita tulis kata ”World”
pada LCD, kita harus mengirim instruksi set posisi kursor, dan perintah untuk
instruksi ini adalah 80h ditambah dengan alamat 80h+4Ah =0CAh. Sehingga
dengan mengirim perintah 0CAh ke LCD, akan menempatkan kursor pada baris
dan kolom ke 11 dari DDRAM.
kedua
Gambar 2.3.9.c Rangkaian Schematic LCD 16*2 8bit
2.4
Pemrograman Perangkat Lunak
2.4.1
Bahasa Pemrograman Basic
BASCOM adalah sebuah software compiler yang digunakan untuk
membuat/ menulis program yang nantinya bisa didownloadkan ke mikrokontroler
Atmel 8 bit.

Karakter dalam BASCOM
Dalam program BASCOM, karakter dasarnya terdiri atas karakter alphabet
(A-Z dan a-z), karakter numeric (0-9), dan karakter special (lihat tabel 2.4).
`
38
Tabel 2.4 Karakter dalam BASCOM
Kkarakter
Nama
blank
„
Apostrophe
*
Asterisk (symbol perkalian)
+
Plus sign
,
Comma
-
Minus sign
/
Period (decimal point)
:
Slash (division symbol) will be handled as\
“
Colon
;
Semicolon
<
Less than
=
Equa l sign (assignment symbol or relat ional operator)
>
Greater than
\
Backspace (integer or word division symbol)

Tipe Data
Tipe data merupakan bagian program yang paling penting karena pemilihan
tipe data yang tepat akan membuat operasi data menjadi lebih efisien dan
efektif.
Tabel 2.5 Tipe Data
`
No
Tipe
Jangkauan
1
Bit
0 atau 1
2
Byte
0 – 255
3
Integer
-32.768 s/d +32.768
4
Word
0 – 65535
5
Long
-2147483648 s/d +2147483648
6
Single
1,5x10-45 s/d 3,4x1038
7
Double
5x10-324 s/d 1,7x10308
8
String
>254 byte
39

Konstanta
Konstanta merupakan suatu nilai yang tidak dapat diubah selama proses
pemograman berlangsung. Konstanta nilainya tetap dan harus didefinisikan
terlebih dahulu di awal program. Konstanta dapat bernilai integer, pecahan,
karakter, dan string.

Variabel
Variabel adalah suatu pengenal (identifier) yang digunakan dalam mewakili
suatu nilai tertentu di dalam proses program. Nilai dari suatu variabel bisa
diatur sesuai dengan kebutuhan. Nama dari suatu variabel dapat ditentukan
sendiri oleh pemrogram dengan aturan sebagai berikut: Nama variabel hanya
boleh terdiri dari abjad, bilangan, dan tanda hubung, Panjangnya maksimum
32 karakter, Tidak boleh menggunakan spasi, Tidak boleh menggunakan
simbol khusus seperti : !,@,#,$,%,^,&,*,-,+,=, dan sebagainya.

Deklarasi
Deklarasi diperlukan bila kita akan menggunakan pengenal (identifier) dalam
program. Identifier dapat berupa variabel, konstanta, dan fungsi. Macammacam deklarasi yang umum adalah deklarasi variable, deklarasi konstanta,
deklarasi fungsi.

Penyeleksian Kondisi
Penyeleksian kondisi digunakan untuk mengarahkan perjalanan suatu proses.
Fungsi penyeleksian kondisi mempunyai arti penting dalam penyusunan
Bahasa Basic terutama untuk program yang kompleks. Penyeleksian kondisi
terdiri
atas
struktur
kondisi
“IF…THEN…”,
“IF…ELSE…”
,
dan
“SWITCH…CASE…”

Perulangan
Dalam Bahasa Basic tersedia suatu fasilitas yang digunakan untuk melakukan
proses yang berulang-ulang sesuai dengan kebutuhan. Struktur perulangan
Bahasa Basic mempunyai bentuk bermacam-macam seperti “WHILE”,”
DO…LOOP”, dan” FOR”.
2.4.2
`
Penggunaan Program Proteus
40
Proteus adalah sebuah software untuk mendesain PCB yang juga
dilengkapi dengan simulasi spice pada level skematik sebelum rangkaian
skematik diupgrade ke PCB shingga sebelum PCB nya di cetak kita akan tahu
apakah
PCB yang akan kita cetak sudah benar atau tidak. Proteus
mengkombinasikan
program ISIS untuk membuat skematik desain rangkaian
dengan program ARES untuk membuat layout PCB dari skematik yang kita buat.
Pengalaman saya menggunakan Proteus ini, software ini bagus digunakan untuk
desain rangkaian mikrokontroler . Proteus juga bagus untuk belajar elektronika
seperti
dasar-dasar elektronika sampai pada aplikasi mikrokontroler. Software ini
jika di install menyediakan banyak contoh aplikasi desain yang disertakan
sehingga kita bisa belajar dari contoh-contoh yang sudah ada.
Fitur-fitur dari Proteus adalah sebagai berikut :
1. Memiliki kemampuan untuk mensimulasikan hasil rancangan baik digital
maupun analog maupun gabungan keduanya, mendukung simulasi yang
menarik dan simulasi secara grafis,
2. Mendukung simulasi berbagai jenis microcontroller seperti PIC, 8051
series.
3. Memiliki model-model peripheral yang interactive seperti LED, tampilan
LCD, RS232, dan berbagai jenis library lainnya,
4. Mendukung instrument-instrument virtual seperti Voltmeter, amperemeter,
oscciloscope, logic analyser, dll,
5. Memiliki kemampuan menampilkan berbagi jenis analisis secara grafis
seperti transient, frekuensi, noise, distorsi, AC dan DC.
6. Mendukung berbagai jenis komponen-komponen analog,
7. Mendukung open architecture sehingga kita bisa memasukkan program
seperti C++ untuk keperluan simulasi,
8. Mendukung pembuatan PCB yang di update secara langsung dari program
ISIS ke program pembuat PCB-ARES.
ISIS dipergunakan untuk keperluan pendidikan dan perancangan.
Beberapa fitur umum dari ISIS adalah sebagai berikut :
`
41
1. Dapat dioperasikan pada Windows 98/Me/2k/XP dan Windows terbaru.
2. Routing secara otomatis dan memiliki fasilitas penempatan dan
penghapusan dot.
3. Sangat powerfull untuk pemilihan komponen dan pemberian properties nya.
4. Mendukung untuk perancangan berbagai jenis bus dan komponen-
komponen pin, port modul dan jalur.
5. Memiliki fasilitas report terhadap kesalahan-kesalahan perancangan dan
simulasi elektrik.
6. Mendukung fasilitas interkoneksi dengan program pembuat PCB-ARES.
7. Memiliki fasilitas untuk menambahkan package dari komponen yang
belum didukung.
ARES (Advanced Routing and Editing Software) digunakan untuk
membuat modul layout PCB. Adapun fitur-fitur dari ARES adalah sebagai
berikut:
1. Memiliki database dengan tingkat keakuratan 32 bit dan memberikan
resolusi sampai 10 nm, resolusi angular 0,1 derajat dan ukuran maksimum
board sampai kurang lebih 10 m. ARES mendukung sampai 16 layer.
2. Terintegrasi dengan program pembuat skematik ISIS, dengan kemampuan
untuk menentukan informasi routing pada skematik.
3. Visualisasi board 3 Dimensi.
4. Penggambaran 2 Dimensi dengan simbol library.
`