Pengenalan Microcontroller

Mikrokontroler adalah single chip computer yang memiliki kemampuan untuk diprogram dan digunakan untuk tugas-tugas yang berorientasi kontrol. Mikrokontroler datang dengan dua alasan utama, yang pertama adalah kebutuhan pasar (market need) dan yang kedua adalah perkembangan teknologi baru. Yang dimaksud dengan kebutuhan pasar adalah kebutuhan yang luas dari produk-produk elektronik akan perangkat pintar sebagai pengontrol dan pemroses data. Sedangkan yang dimaksud dengan perkembangan teknologi baru adalah perkembangan teknologi semikonduktor yang memungkinkan pembuatan chip dengan kemampuan komputasi yang sangat cepat, bentuk yang semakin mungil, dan harga yang semakin murah.

Definisi Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah komputer kecil pada satu sirkuit yang terintegrasi terdiri dari chip mikroprosessor, memori, dan peralatan input serta output yang bisa diprogram. Berbeda dengan CPU serba-guna, mikrokontroler tidak selalu memerlukan memori eksternal, sehingga mikrokontroler dapat dibuat lebih murah dalam kemasan yang lebih kecil dengan jumlah pin yang lebih sedikit. Mikrokontroler yang populer pertama kali dibuat oleh Intel pada tahun 1976, yaitu mikrokontroler 8-bit seri Intel 8748. Mikrokontroler tersebut adalah bagian dari keluarga mikrokontroler MCS-48. Sebelumnya, Texas instruments telah memasarkan mikrokontroler 4-bit pertama yaitu TMS 1000 pada tahun 1974. TMS 1000 yang mulai dibuat sejak 1971 adalah mikrokomputer dalam sebuah chip, lengkap dengan RAM dan ROM.

Penerapan Mikrokontroler

Penerapan mikrokontroler dalam bentuk prototype dan alat elektronika boleh dibilang unlimited lho mas boss en mbak boss. Batasannya cuma pada kreatifitas kita sebagai peracik kode dan sensor atau modul. Sebagai contoh berikut admin tuliskan beberapa penerapan mikrokontroler dari pemakaian sensor-sensor :

- Anemometer modul

Anemometer modul adalah modul sensor untuk mengukur kecepatan angin. Contoh penerapan Anemometer modul seperti Stasiun cuaca kecepatan angin.

- Barometric Pressure Sensor

Barometric Pressure Sensor adalah sensor untuk mengukur tekanan udara. Barometric Pressure Sensor bisa kita gunakan untuk proyek stasiun cuaca mengukur tekanan udara.

- Camera sensor

Camera sensor adalah sensor kamera. Camera sensor penerapannya bisa sebagai alarm system, sistem keamanan bangunan, sistem pendataan kependudukan dll.

- Capacitive Touch Sensor

Capacitive touch sensor adalah sensor sentuhan memanfaatkan kapasitif tubuh. Sensor ini biasa diterapkan pada alat yang membutuhkan saklar sentuh seperti sistem keamanan, alarm anti maling dll.

- Color sensor

Color sensor adalah sensor untuk mendeteksi warna. Sensor ini bisa diterapkan pada alat kesehatan seperti alat deteksi kesehatan gigi dan kulit. Sensor ini juga bisa kita terapkan pada robot untuk kepentingan industri.

- Current sensor

Current sensor adalah sensor untuk mendeteksi arus listrik. Sensor arus ini biasa diterapkan pada alat ukur arus listrik.

- Digital IR sensor

Digital IR sensor adalah sensor infra red. Sensor ini biasa digunakan untuk alat remote control dengan media infra merah. Admin pernah menerapkan sensor IR ini untuk alat penghitung jumlah telur pada salah satu peternakan.

- Fingerprint Sensor

Fingerprint Sensor adalah sensor untuk mendeteksi sidik jari. Admin pernah memakai sensor ini untuk alat absensi karyawan dan sistem keamanan ruangan server.

- Flame Sensor

Flame sensor adalah sensor untuk mendeteksi api. Sensor ini biasa digunakan para praktisi robot untuk robot pemadam api. Admin juga pernah terlibat dalam tim proyek fire alarm menggunakan sensor ini.

- Gas sensor

Gas sensor adalah sensor untuk mendeteksi gas. Para praktisi mikrokontroler biasa menerapkan sensor ini untuk alat mendeteksi kadar alkohol, sistem peringatan kebocoran gas dll.

- GPS Sensor

Gps sensor adalah sensor untuk mendeteksi lokasi. Sensor ini biasa digunakan untuk sistem keamanan kendaraan, sistem pemetaan lokasi dan applikasi lain yang berhubungan dengan lokasi.

- GSM Modul

GSM Modul adalah sensor untuk komunikasi GSM (Global System for Mobile Communication). Modul ini biasa diterapkan untuk alat yang membutuh SMS gateway dan komunikasi mobil.

- Humidity dan Temperature sensor

Humidity dan temperatur sensor adalah sensor untuk mendeteksi kelembaban(kadar air pada udara) serta suhu atau temperatur udara. Sensor ini bisa kita terapkan untuk alat otomasi pertanian, alat keamanan dan peringatan dini kebakaran.

- Light sensor

Light sensor adalah sensor untuk mendeteksi cahaya. Sensor ini bisa kita terapkan untuk alat yang membutuhkan deteksi cahaya seperti alarm anti maling, smart home system dll.

- Load Sensor

Load sensor adalah sensor untuk mendeteksi berat. Sensor berat ini biasa digunakan para praktisi elektronika untuk alat timbang otomatis dll.

- Magneto sensor

Magneto sensor adalah sensor untuk mendeteksi medan magnet. Sensor magnet ini bisa digunakan untuk alat pengukur medan magnet untuk keamanan ruangan trafo dan peralatan listrik.

- Moisture Sensor

Moisture sensor adalah sensor untuk mengukur kandungan air pada objek. Sensor ini biasa digunakan untuk alat deteksi kandungan air pada kertas, tanah dll.

- pH sensor

pH sensor adalah sensor untuk mengukur tingkat keasaman atau kebasa-an suatu benda. Sensor ini biasa digunakan pada alat kesehatan, pertanian dan produksi minuman.

- PIR motion sensor

PIR motion sensor adalah sensor untuk mendeteksi gerakan. Sensor ini bisa kita gunakan untuk alat pembantu dalam photografi, alat alarm keamanan, sistem pintu otomatis pada gedung dll.

- RFID Sensor

RFID sensor adalah sensor untuk mendeteksi gelombang radio. Sensor ini bisa kita gunakan untuk alat pintu hotel, sistem ticketing, sistem kasir, sistem inventory dll.

- Smoke sensor

Smoke sensor adalah sensor untuk mendeteksi asap. Sensor ini bisa digunakan untuk alat pendeteksi kebakaran, pengukur pencemaran udara dll.

- Ultrasonic sensor

Ultrasonic sensor adalah sensor untuk mendeteksi gelombang suara ultrasonik. Sensor ini bisa kita gunakan untuk alat ukur pada industri, sistem pompa otomatis, untuk keamanan parkir kendaraan dll.

- Vibration Sensor

Vibration sensor adalah sensor untuk mendeteksi getaran. Sensor ini biasa digunakan para praktisi alat mikrokontroler untuk sistem ketahanan bangunan, sistem pendeteksi gempa dll.

- Voice sensor

Voice sensor adalah sensor untuk mendeteksi suara. Sensor ini bisa kita terapkan untuk alat keamanan ruangan, mengukur kebisingan, kepadatan lalu lintas dll.

- Water Flow Sensor

Water flow sensor adalah sensor untuk mendeteksi aliran air. Sensor ini bisa kita terapkan untuk sistem otomasi irigasi, sistem peringatan dini banjir dll.

Demikianlah pembahasan tentang mikrokontroler dan potensi penggunaanya untuk alat membantu otomasi pekerjaan. Semoga menginspirasi para warga untuk berkreasi dan berkarya. 

Implementasi Mikrocontroller Dalam Kehidupan Sehari-hari

Mikrokontroler adalah sebuah sistem mikroprosesor lengkap yang terkandung didalam sebuah chip yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara yang khusus. Manfaat sistem mikrokontroler sangatlah banyak, apabila hanya mendengar penjelasan dari teori, maka “ batasnya hanya sampai kepada imajinasi kita ”.

Oleh karena itu kita harus mempraktekannya. Dengan praktek perlahan kita dapat menguasainya, dan menerapkannya ke dalam kehidupan sehari-hari seperti mengendalikan suatu perangkat elektronik dengan berbagai sensor dan kondisi seperti cahaya, dingin, panas, getaran, lembab dan lain-lain.

Sekedar contoh sederhana penggunaan mikrokontroler, dapat kita lihat di sekitar lingkungan ada toaster, mesin cuci, microwave, magic com, lampu lalulintas, kemudian di dunia pertanian kita dapat membuat kontrol kelembaban untuk budidaya jamur, di dunia perikanan kita dapat mengendalikan suhu air kolam. Bahkan kita dapat membuat PABX mini, SMS Gateway, atau ke arah militer kita mampu menciptakan radio militer frekuensi hopping (radio komunikasi anti sadap dengan lompatan frekuensi 100 kali dalam 1 detik), sistem pemantau cuaca menggunakan balon udara, Automatic Vehicel Locator (menggunakan GPS) dan sebagainya.

Beberapa contoh dari implementasi microcontroller dalam kehidupan sehari-hari:

1. Pengendali Motor dengan Remote Sony.

 Fungsi aplikasi adalah mengatur arah putaran motor DC dengan menggunakan remote control Sony. Menggunakan Small System AT89205

2. Sensor Warna TCS230.

TCS230 adalah konverter warna cahaya ke frekuensi. Ada dua komponen utama pembentuk IC ini, yaitu photodioda dan pengkonversi arus ke frekuensi.

3. Jam Digital dengan Bahasa C

Modul DST-51 sebagai central pemroses, LCD Hitachi digunakan untuk menampilkan data waktu yang berupa detik, menit, jam, hari, tanggal, bulan dan tahun. Modul RTC-1287 sebagai sumber data waktu yang akan ditampilkan, dan Key-44 sebagai input untuk menset waktu.

4. Pengamanan Berdasarkan Pola Sidik Jari Yang Tersimpan Pada Kartu Pintar.

MikrokontrolerDT51 MinSys menjadikan suatu basis yang dapat berdiri sendiri dan sangat diminati serta banyak manfaat yang berguna bagi para pecinta perangkat keras yang berbasiskan pemprograman bahasa mesin yang menunjang sistem keamanan tersebut. Perangkat ini dapat bekerja secara normal (online) dengan keadaan mikrokontroler DT51 MinSys dan komputer beserta program bekerja dengan baik, namun dapat juga bekerja walaupun dalam keadaan listrik padam atau disebut juga bekerja secara mandiri (offline), karena disediakannya suplai tegangan yang berasal dari catu daya dan juga ada sumber tegangan yang lain berasal dari bateri yang dapat diisi ulang dan berkesinambungan. Papan tekan yang dikendalikan oleh mikrokontroler DT51 MinSys digunakan sebagai alat masukan yang berbentuk kode. Liquid Crystal Display (LCD) dijadikan sebagai penampil dari aktifitas kegiatan sistem pengamanan tersebut. Dalam penggunaan sistem pengamanan yang berbasiskan mikrokontroler DT51 MinSys ini hanya pengguna yang mengetahui kode akses dan memiliki kartu pintar serta pola sidik jari yang telah tersimpan didalam kartu pintar yang berhak masuk kedalam sistem pengamanan yang berbasiskan pola sidik jari. Percobaan yang dilakukan bertujuan untuk mengetahui kestabilan, kecepatan, kompatibilitas, info program, tingkat keamanan yang tinggi serta menunjukkan hasil yang baik.

5. Pengendali Penerangan Ruangan Berbasis  Mikrokontroler ATMEGA8535

Sebagai pengendali utama pada sistem menggunakan miktokontroller ATmega8535 dengan input dari sensor cahaya (LDR). Output dari pendendali selanjutnya ditampilkan LCD M1632 sebagai penampil dan sebagai input rangkaian pengatur tegangan. Sistem ini bekerja di dalam ruangan (in door) menggunakan maket rumah dengan tiga ruangan sebagai model. Dalam pengujian perangkat keras dan lunak, diketahui bahwa system pengendalian penerangan ruangan ini dapat menghemat energi. Dari pengujian sensor cahaya diperoleh hubungan antara luminansi dan tegangan yang mendekati linier, sehingga pengendalian dengan mikrokontroler ATmega8535 dapat bekerja dengan baik.

6. Sistem Pengendalian Suhu Menggunakan AT89S51dengan Tampilan di PC

Hasil suhu di ruangan bisa diset dan ditampilkan di komputer. Sistem yang dibuat ini memanfaatkan kemampuan mikrokontroler AT89S51 dalam akuisisi data dan mengambil keputusan. Kawasan suhu yang bisa di kendalikan adalah 230 Celcius sampai dengan 400 Celcius. Hasil pengujian dengan termometer menunjukan sistem dibuat ini mampu mempertahankan suhu yang dikehendaki pada daerah di sekitar sensor dalam radius 2 cm, untuk radius lebih besar 2 cm dari sensor suhu, suhu yang terukur oleh termometer adalah berbeda. 

7.      Monitoring Debit Air dan Alat Penggerak Pintu Air di Bendungan

Dalam hal ini digunakan mikrokontroUer AT89C51 sebagai unit penerima dan pengirim data biner. Sedangkan sebagai media komunikasi yang digunakan adalah serial RS-232.  Selain untuk memonitor debit air penggunaan komunikasi mikrokontroller AT89C5 I dan komputer memungkinkan untuk pengendalian gerakan motor sebagai penggerak pintu bendungan dari pusat pantau juga.

8. Sistem keamanan ruangan menggunakan sensor passive infra red (PIR) KC7783R dengan Mikrokontroler AT89S51

Perangkat lunak mikrokontroler dalam penelitian ini dibuat dengan menggunakan bahasa assembly. Alarm akan aktif setiap waktu jika da gerakan manusia. Sistem ini bekerja setelah PIR sensor KC7783R mendeteksi gerakan manusia, maka PIR sensor KC7783R akan mengirim sinyal ke mikrokontroler, kemudian mikrokontroler menyalakan alarm yang diwakili oleh buzzer. Sistem ini telah terealisasi dan dapat dijadikan sistem keamanan dengan membunyikan alarm secara otomatis. Apabila ada orang yang mendekat pada saat yang tidak diinginkan, maka alarm akan berbunyi.

Ref: Wikipedia