TUGAS BESAR UTS
Aplikasi Kontrol Suhu Ruangan Menggunakan DHT11
1. Tujuan [back]- a. Resistor
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika.
b. Dot Matrix
LCD (Liquid Crystal Display) 16x2 adalah jenis media tampilan atau Display dari bahan cairan kristal sebagai penampil utama.LCD 16x2 dapat menampilkan sebanyak 32 karakter yang terdiri dari 2 baris dengan tiap baris menampilkan 16 karakter.
c. IC 8255
PPI 8255 adalah perangkat I / O programmable serba guna yang dirancang untuk menghubungkan CPU dengan dunia luarnya seperti ADC, DAC, keyboard, dll. Kita dapat memprogramnya sesuai dengan kondisi yang diberikan. Ini dapat digunakan dengan hampir semua mikroprosesor.Ini terdiri dari tiga port I / O dua arah 8-bit yaitu PORT A, PORT B dan PORT C. Kita dapat menetapkan port yang berbeda sebagai fungsi input atau output.Ini terdiri dari 40 pin dan beroperasi dalam catu daya teregulasi + 5V. Port C selanjutnya dibagi menjadi dua port 4-bit yaitu port C lebih rendah dan port C atas dan port C dapat bekerja dalam mode BSR (bit set rest) atau dalam mode 0 mode input-output 8255. Port B dapat bekerja di baik mode atau dalam mode 1 dari mode input-output. Port A dapat bekerja baik dalam mode 0, mode 1 atau mode 2 dari mode input-output.Ini memiliki dua grup kontrol, grup kontrol A dan grup kontrol B. Grup kontrol A terdiri dari port A dan port C atas. Grup kontrol B terdiri dari port C lebih rendah dan port B.Bergantung pada nilainya jika CS ', A1 dan A0 kita dapat memilih port yang berbeda dalam mode yang berbeda sebagai fungsi input-output atau BSR. Hal ini dilakukan dengan menuliskan kata yang sesuai pada register kontrol (kata kontrol D0-D7).d. IC 74LS138
74LS138 adalah anggota dari '74xx' famili gerbang logika TTL. Chip ini dirancang untuk aplikasi decoding atau de-multiplexing dan dilengkapi dengan 3 input hingga 8 pengaturan output. Desain juga dibuat untuk chip yang akan digunakan dalam aplikasi decoding memori atau perutean data berperforma tinggi, yang memerlukan waktu tunda propagasi yang sangat singkat. Dalam sistem memori berkinerja tinggi, decoder ini dapat digunakan untuk meminimalkan efek decoding sistem. Tiga pin aktif chip (di mana Dua aktif-rendah dan satu aktif-tinggi) mengurangi kebutuhan gerbang atau inverter eksternal saat berkembang. Dekoder 24 baris dapat diimplementasikan tanpa inverter eksternal, dan dekoder 32 baris hanya membutuhkan satu inverter.74LS138 digunakan pada aplikasi de-multiplexing dengan menggunakan enable pin sebagai pin input data. Juga input chip dijepit dengan dioda Schottky berkinerja tinggi untuk menekan deringan saluran dan menyederhanakan desain sistem.e.Diode
f. KapasitorDioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan listrik.Kapasitor (Capacitor) atau disebut juga dengan Kondensator (Condensator) adalah komponen elektronika Pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara dengan satuan kapasitansinya adalah Farad. Satuan Kapasitor tersebut diambil dari nama penemunya yaitu Michael Faraday (1791 ~ 1867) yang berasal dari Inggris. Namun Farad adalah satuan yang sangat besar, oleh karena itu pada umumnya Kapasitor yang digunakan dalam peralatan Elektronika adalah satuan Farad yang dikecilkan menjadi pikoFarad, NanoFarad dan MicroFarad.
g. DHT11
DHT11 adalah sensor suhu dan kelembaban yang umum digunakan. Sensor dilengkapi dengan NTC khusus untuk mengukur suhu dan mikrokontroler 8-bit untuk mengeluarkan nilai suhu dan kelembapan sebagai data serial. Sensor ini juga dikalibrasi oleh pabrik dan karenanya mudah untuk dihubungkan dengan mikrokontroler lain.Sensor dapat mengukur suhu dari 0 ° C hingga 50 ° C dan kelembaban dari 20% hingga 90% dengan akurasi ± 1 ° C dan ± 1%. Jadi jika Anda ingin mengukur dalam kisaran ini maka sensor ini mungkin pilihan yang tepat untuk Anda.H. IC uP 8086Intel 8086 adalah mikroprosesor HMOS 16-bit. Ini tersedia dalam chip DIP 40 pin. Ini menggunakan suplai 5V DC untuk operasinya. 8086 menggunakan bus alamat 20 baris. Ini memiliki bus data 16-baris. 20 baris bus alamat beroperasi dalam mode multipleks. Jalur bus alamat urutan rendah 16 telah dimultipleks dengan data dan 4 jalur bus alamat tingkat tinggi telah dimultipleks dengan sinyal status.
I. IC 6116
RAM adalah memori tempat penyimpanan data dan atau program untuk sementara waktu. Ada 2 macam RAM yaitu : RAM statis dan RAM dinamis. RAM statis mempunyai keuntungan dalam hal kemudahan pengoperasiannya karena tidak diperlukan refresh Row Address Strobe (RAS) dan Colom Address Strobe (CAS). Sedangkan kerugiannya adalah ukuran bit yang besar dan wakru access yang relatif lebih lama dibandingkan dengan RAM Dinamis. Apabila diperlukan memori RAM yang cukup kecil seperti dalam rangkaian sistem minimum di buku ini maka pemakaian RAM statis akan lebih menguntungkan karena tanpa menggunakan RAM Controller seperti pada RAM Dinamis. Untuk selanjutnya RAM statis disebut saja dengan RAM.RAM 6116 yang dipakai didalam sistem minimum mempunyai pin CS (Chip Select) untuk mengaktifkan IC tersebut, pin OE (Output Enable) sebagai pin sinyal kontrol RD untuk membaca data dan pin WE (Write Enable) sebagai pin sinyal kontrol WR untuk menulis data seperti gambar 2. Selain itu, terdapat pin-pin untuk addresing A0-A10, pin data D0-D7 untuk masukan dan keluaran data 8 bit. Sisa bus address mulai A11-A19 dipergunakan untuk rangkaian decoding bagi RAM yang bersangkutan.J. IC ROM 27128
WAKTU AKSES CEPAT: 200ns PERPANJANGAN SUPPLY RANGE TUNGGAL 5 V LOW STANDBY CURRENT: 40mA max TTL SESUAI SELAMA MEMBACA dan PROGRAM PEMROGRAMAN CEPAT ALGORITMA TEGANGAN PEMROGRAMAN TANDA TANGAN ELEKTRONIK: 12VDESKRIPSI EPROM : memori yang dapat dihapus UV 131.072 bit dan diprogram secara elektrik. Ini diatur sebagai 16.384 kata dengan 8 bit. M27128A memiliki paket 28 Pin Window Ceramic Frit-Seal Dual-in-Line. Tutup transparan memungkinkan pengguna untuk mengekspos chip ke sinar ultraviolet untuk menghapus pola bit. Pola baru kemudian dapat ditulis ke perangkat dengan mengikuti prosedur pemrograman.Mode Baca M27128A memiliki dua fungsi kontrol, yang keduanya harus dipenuhi secara logis untuk mendapatkan data pada keluaran. Chip Enable (E) adalah kontrol daya dan harus digunakan untuk pemilihan perangkat. Output Enable (G) adalah kontrol output dan harus digunakan untuk memasukkan data ke pin output, terlepas dari pemilihan perangkat. Dengan asumsi bahwa alamat stabil, waktu akses alamat (tAVQV) sama dengan penundaan dari E ke keluaran (tELQV). Data tersedia pada keluaran setelah tepi jatuh G, dengan asumsi bahwa E rendah dan alamat telah stabil setidaknya untuk tAVQV-tGLQV. Mode Siaga M27128A memiliki mode siaga yang mengurangi arus daya aktif maksimum dari menjadi 40mA. M27128A ditempatkan dalam mode siaga dengan menerapkan sinyal tinggi TTL ke input E. Saat dalam mode siaga, output berada dalam status impedansi tinggi, tidak bergantung pada input G. Kontrol Output Dua Jalur Karena EPROM biasanya digunakan dalam array memori yang lebih besar, produk ini memiliki fungsi kontrol 2 baris yang mengakomodasi penggunaan beberapa sambungan memori. Fungsi kontrol dua garis memungkinkan: a. disipasi daya memori serendah mungkin, b. jaminan lengkap bahwa pertikaian bus keluaran tidak akan terjadi.k. IC LM741
Penguat operasional LM741 adalah penguat tegangan elektronik high gain berpasangan DC. Ini hanya memiliki satu op-amp di dalamnya. Sebuah IC penguat operasional digunakan sebagai pembanding yang membandingkan dua sinyal, sinyal pembalik dan non-pembalik. Fungsi utama IC ini adalah melakukan operasi matematika di berbagai rangkaian. Op-amp memiliki penguatan yang besar dan biasanya digunakan sebagai Penguat Tegangan. LM741 dapat beroperasi dengan tegangan catu daya tunggal atau ganda.l. TransistorTransistor adalah komponen semikonduktor yang memiliki berbagai macam fungsi seperti sebagai penguat, pengendali, penyearah, osilator, modulator dan lain sebagainya. Transistor merupakan salah satu komponen semikonduktor yang paling banyak ditemukan dalam rangkaian-rangkaian elektronika. Boleh dikatakan bahwa hampir semua perangkat elektronik menggunakan Transistor untuk berbagai kebutuhan dalam rangkaiannya. Perangkat-perangkat elektronik yang dimaksud tersebut seperti Televisi, Komputer, Ponsel, Audio Amplifier, Audio Player, Video Player, konsol Game, Power Supply dan lain-lainnya.m. Motor DC
Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).
Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.
Unit Antarmuka Bus (BIU)
Unit ini merupakan bagian yang berhubungan langsung dengan “pihak luar”: bus alamat dan bus data. BIU mengirim alamat ke bus alamat, mengambil instruksi (fetch) dari memori, membaca data dari port dan memori, serta menulis data ke port dan memori (menangani transfer data antara bus dan unit eksekusi).
BIU tersusun atas:
1. Instruction Stream Byte Queue (ISBQ).
BIU memfetch instruksi dari memori sebanyak-banyaknya 6 buah instruksi ke depan. Hal ini dilakukan agar eksekusi progam menjadi lebih cepat. Instruksi yang sudah diambil ini ditaruh di ISBQ yang berupa 6 buah register first-in-first-out. BIU dapat melakukan fetching selagi EU menerjemahkan dan mengeksekusi instruksi yang tidak membutuhkan penggunaan bus (misalnya operasi matematis menggunakan register internal). Ketika EU selesai melaksanakan suatu instruksi, maka dia tinggal mengambil perintah berikutnya di ISBQ, tanpa harus mengirim alamat ke memori untuk mengambil instruksi berikutnya, sehingga eksekusi akan lebih cepat. Kegiatan fetching instruksi berikutnya selagi menjalankan suatu instruksi disebut sebagai: pipelining. Pada mikroprosesor yang lebih baru, ukuran ISBQ tidak hanya 6 byte tetapi mencapai 512 byte, ini efektif untuk program yang mempunyai banyak kalang (struktur program yang berulang).
2. Register segmen.
BIU berisi 4 buah register segmen 16 bit, yaitu: code segment (CS), data segment (DS), extra segment (ES), dan stack segment (SS). Sistem komputer 8086 mempunyai bus alamat 20 bit, tetapi ukuran register - termasuk register alamat (memory address register) – yang dimilikinya hanya 16 bit, lantas bagaimana cara mengatasinya. Cara pemberian alamat 20 bit dilakukan menggunakan 2 komponen alamat: segmen dan offset, yang masing-masing berukuran 16 bit. BIU akan menggeser ke kiri nilai segmen sebanyak 4 bit (mengalikan dengan 16), kemudian menambahkan offset untuk memperoleh alamat fisik memori yang dikirimkan melalui bus alamat. Untuk lebih jelasnya, diberi contoh untuk memberi alamat fisik $38AB4( ) 3 , segmen dapat diisi dengan angka $348A, dan offset diisi dengan angka $4214, lihat Gambar. Cara penulisan kombinasi segmen dan offset adalah:
Sehingga untuk contoh ini, penulisannya adalah $348A:$4214. Perlu diingat bahwa kita bisa menggunakan kombinasi nilai segmen dan offset yang bervariasi untuk memberi alamat fisik yang sama, misalnya $38AB:$0004, $3800:$0AB4, dsb.
Secara umum, suatu program terdiri atas 4 bagian: segmen code yang berisi instruksi; segmen data, berisi data yang telah dialokasikan sebelumnya (statik); segmen ekstra, untuk variabel dinamik; serta segmen stack yang dipakai untuk menyimpan informasi pada saat pemanggilan subrutin. Informasi segmen disimpan dalam keempat register segmen sesuai dengan namanya.
3. Instruction Pointer (IP)
, adalah register berisi informasi offset yang bersama-sama CS menunjuk posisi dalam memori di mana instruksi berikutnya berada.
Unit Eksekusi (EU)
Unit ini memberitahu BIU di mana mengambil instruksi dan data, menerjemahkan kode instruksi, dan menjalankannya. EU tersusun atas:
1. Dekoder instruksi
, yang mengambil urut-urutan instruksi dari ISBQ kemudian menerjemahkannya ke runtutan aksi yang harus dikerjakan oleh EU.
2. Sistem kontrol
, merupakan rangkaian yang mengendalikan kerja mikroprosesor berdasarkan instruksi yang telah diterjemahkan oleh dekoder instruksi tadi.
3. Arithmetic Logic Unit (ALU)
, yaitu bagian dari mikroprosesor yang dapat melakukan operasi matematis (misalnya operasi penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian) dan logika (misalnya operasi AND, OR, XOR, geser, dan rotasi) 16 bit.
4. Register flag (bendera)
, yaitu register flip-flop 16 bit yang menunjukkan kondisi yang dihasilkan oleh eksekusi suatu operasi oleh EU. Selain itu flag juga mengatur beberapa operasi tertentu. Terdapat 9 flag dalam register flag 8086, seperti terlihat pada Gambar
Sebanyak 6 buah flag merupakan flag kondisi yang menunjukkan keadaan setelah eksekusi suatu instruksi, yaitu: Carry Flag (CF), Parity Flag (PF), Auxiliary Carry Flag (AF), Zero Flag (ZF), Sign Flag (SF), dan Overflow Flag (OF). Sedangkan, 3 buah flag sisanya berupa flag kontrol yang mengendalikan operasi tertentu, yaitu: Single Step Trap Flag (TF), Interrupt Flag (IF), dan String Direction Flag (DF).
5. Register serbaguna
, merupakan register yang dapat digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah atau hasil suatu operasi oleh ALU. Terdiri atas 8 buah register 8 bit, yaitu AH, AL, BH, BL, CH, CL, DH, dan DL. Register-register ini juga dapat digunakan secara berpasangan sehingga membentuk register 16 bit, yaitu; AX (gabungan dari AH dan AL), BX, CX, dan DX. AX biasanya digunakan untuk menyimpan hasil operasi, sehingga disebut akumulator. CX biasanya digunakan untuk pencacah untuk keperluan perulangan/kalang (loop), sehingga disebut counter. BX dan DX biasanya digunakan sebagai offset dari alamat data di memori (dengan segmen DS).
6. Register pointer dan indeks
, terdiri atas Stack Pointer (SP), Base Pointer (BP), Source Index (SI), dan Destination Index (DI). Stack (tumpukan) adalah bagian dari memori yang digunakan untuk menyimpan informasi alamat program yang ditinggalkan pada saat terjadi pemanggilan subrutin/subprogram. Demikian juga apabila subrutin tersebut berupa fungsi yang menggunakan parameter, maka data parameter akan disimpan pula di stack. Alamat tumpukan terluar dari stack ditunjuk oleh SS:SP. Sedangkan BP digunakan sebagai offset yang menunjuk ke parameter-parameter fungsi yang dipanggil. SI dan DI biasanya digunakan sebagai offset (masing-masing berpasangan dengan ES dan DS) yang menunjuk ke suatu variabel/data untuk operasi string (larik data).
LCD atau Liquid Crystal Display pada dasarnya terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian Backlight (Lampu Latar Belakang) dan bagian Liquid Crystal (Kristal Cair). Seperti yang disebutkan sebelumnya, LCD tidak memancarkan pencahayaan apapun, LCD hanya merefleksikan dan mentransmisikan cahaya yang melewatinya. Oleh karena itu, LCD memerlukan Backlight atau Cahaya latar belakang untuk sumber cahayanya. Cahaya Backlight tersebut pada umumnya adalah berwarna putih. Sedangkan Kristal Cair (Liquid Crystal) sendiri adalah cairan organik yang berada diantara dua lembar kaca yang memiliki permukaan transparan yang konduktif.
Bagian-bagian LCD atau Liquid Crystal Display diantaranya adalah :
- Lapisan Terpolarisasi 1 (Polarizing Film 1)
- Elektroda Positif (Positive Electrode)
- Lapisan Kristal Cair (Liquid Cristal Layer)
- Elektroda Negatif (Negative Electrode)
- Lapisan Terpolarisasi 2 (Polarizing film 2)
- Backlight atau Cermin (Backlight or Mirror)
Backlight LCD yang berwarna putih akan memberikan pencahayaan pada Kristal Cair atau Liquid Crystal. Kristal cair tersebut akan menyaring backlight yang diterimanya dan merefleksikannya sesuai dengan sudut yang diinginkan sehingga menghasilkan warna yang dibutuhkan. Sudut Kristal Cair akan berubah apabila diberikan tegangan dengan nilai tertentu. Karena dengan perubahan sudut dan penyaringan cahaya backlight pada kristal cair tersebut, cahaya backlight yang sebelumnya adalah berwarna putih dapat berubah menjadi berbagai warna.
Jika ingin menghasilkan warna putih, maka kristal cair akan dibuka selebar-lebarnya sehingga cahaya backlight yang berwarna putih dapat ditampilkan sepenuhnya. Sebaliknya, apabila ingin menampilkan warna hitam, maka kristal cair harus ditutup serapat-rapatnya sehingga tidak adalah cahaya backlight yang dapat menembus. Dan apabila menginginkan warna lainnya, maka diperlukan pengaturan sudut refleksi kristal cair yang bersangkutan.
Rangkaian aplikasi kontrol suhu ruangan ini terdiri dari mikroprosesor 8086 sebagai pengendalinya. Prinsip kerjanya yaitu awalnya suhu dan kelembaman dibaca oleh sensor DHT11 setiap 1 celcius tegangan menghasilkan 10mV. Nilai dari pembacaan masuk ke pin Read (aktif low) ADC untuk diubah nilainya dari analog ke digital (8 bit). Lalu dari ADC masuk ke pin 15 IC 8255(PPI 2) secara parallel ke port B. Dari port B data ditransfer ke ROM dengan mode Read(aktif low) dan data juga ditransfer ke mikroprosesor 8086 lalu diolah oleh mikroprosesor 8086. Data dari mikroprosesor melewati IC 74LS373 dan 74LS245 untuk mengirim alamat ke IC 8255 (PPI 1) melalui port A dan C dalam mode write untuk menampilkan data di LCD keluaran 74LS245 masuk ke ROM untuk membantu pengiriman data ke IC 8255 (PPI 1). Lalu data dikirim lagi ke mikroprosesor 8086. Selanjutnya data dikirimkan alamatnya untuk menuju ke IC 8255 port A (PPI 2) yang kemudian motor hidup atau mati pada suhu tertentu. Pilihan pada keypad berfungsi untuk menentukan tampilan data yang diinginkan apakah menampilkan suhu atau kelembahan, data yang ditakan akan menuju port B dari (PPI 1) kemudian kembali ke 8086 untuk diproses. Untuk mengaktifkan apakah data akan dibaca atau ditulis digunakan kombinasi IC 74LS138, pin-pin yang digunakan yaitu Y1, Y2, Y5, Y6, yang berarti apabila 00 = RAM, 01 = PPI 1, 10 = PPI 2, 11 = ROM. Input IC 74LS138 menggunakan pin 28, 29, 31 pada mikroprosesor 8086.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar