PENGANTAR TEKNOLOGI MIKROKONTROLER | ELEKTRONIKA XI

Pengantar Teknologi Mikrokontroler

A.   Sejarah Mikrokontroler

Mikrokontroler (microcontroller) atau disingkat dengan “micron” adalah pengendali yang merupakan suatu komputer kecil yang terletak di dalam sebuah chip atau IC (integrated circuit) yang berisikan inti prosesor, memori, dan komponen input/output yang dapat diprogram. Mikrokontroler biasa digunakan pada produk dan perangkat yang dapat dikontrol secara otomatis, seperti: 

• sistem kontrol mesin mobil (engine control)
• perangkat medis (medical devices)
• pengendali jarak jauh (remote control)
• mesin perkantoran (office machines)
• dan juga mainan (games).

Mikrokontroler adalah komputer mikro dalam satu chip tunggal. Mikrokontroler memadukan CPU, ROM, RAM, I/O paralel, I/O seri, counter-timer, dan rangkaian clock dalam satu chip tunggal seperti terlihat pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1. Blok Diagram Mikrokontroller

Gambar 1.2. Blok Diagram Mikroprosesor

Tabel 1.1. Perbedaan Mikroprosesor dan Mikrokontroler

Terdapat perbedaan yang signifikan antara mikrokontroler dan mikroprosessor. Perbedaan yang utama antara keduanya dapat dilihat dari dua faktor utama yaitu arsitektur perangkat keras (hardware architecture) dan aplikasi masing-masing.

1) Ditinjau dari segi arsitekturnya, mikroprosesor hanya merupakan single chip CPU, sedangkan mikrokontroler dalam IC-nya selain CPU juga terdapat device lain yang memungkinkan mikrokontroler berfungsi sebagai suatu single chip komputer. Dalam sebuah IC mikrokontroler telah terdapat ROM, RAM, EPROM, serial interface dan paralel interface, timer, interrupt controller, konverter Anlog ke Digital, dan lainnya (tergantung feature yang melengkapi mikrokontroler tersebut).

2) Sedangkan dari segi aplikasinya, mikroprosessor hanya berfungsi sebagai Central Processing Unit yang menjadi otak komputer, sedangkan mikrokontroler, dalam bentuknya yang mungil, pada umumnya ditujukan untuk melakukan tugas–tugas yang berorientasi kendali (control) pada rangkaian yang membutuhkan jumlah komponen minimum dan biaya rendah (low cost).

B.   Perkembangan Teknologi Mikrokontroler

Perkembangan Mikrokontroler mengalami perubahan dari segi rancangan dan aplikasinya, seperti faktor kecepatan pengolah data yang semakin meningkat (cepat) dibanding pendahulunya. Seperti halnya sebuah mikroprosesor, mikrokontroler juga berkembang sesuai rancangan dan model-model aplikasinya. Mikrokontroler berdasarkan jumlah bit data yang dapat diolah dapat dibedakan dalam :

1)      Mikrokontroler 4 Bit; merupakan mikrokontroler dengan jumlah bit data terkecil. Mikrokontroler jenis ini diproduksi untuk meminimalkan jumlah pin dan ukuran kemasan.

2)  Mikrokontroler 8 Bit; merupakan mikrokontroler yang paling banyak digunakan untuk pekerjaan-pekerjaan perhitungan skala kecil. Dalam komunikasi data, Data ASCII serial juga disimpan dalam ukuran 8 bit. Kebanyakan IC memori dan fungsi logika dibangun menggunakan data 8 bit sehingga interface bus data menjadi sangat mudah dibangun. Penggunaan mikrokontroler 8 bit jauh lebih banyak dibandingkan dengan mikrokontroler 4 bit. Aplikasinya juga sangat variatif mulai dari aplikasi kendali sederhana sampai kendali mesin berkecepatan tinggi.

3) Mikrokontroler 16 Bit; keterbatasan-keterbatasan yang ada pada mikrokontroler 8 bit berkaitan dengan semakin kompleknya pengolahan data dan pengendalian serta kecepatan tanggap/respon disempurnakan dengan menggunakan mikrokontroler 16 bit. Salah satu solusinya adalah dengan menaikkan kecepatan clock, dan ukuran data. Mikrokontroler 16 bit digunakan untuk mengatur tangan robot, dan aplikasi Digital Signal Processing (DSP).

4)  Mikrokontroler 32 Bit; ditargetkan untuk aplikasi Robot, Instrumen cerdas, Avionics, Image Processing, Telekomunikasi, Automobil, dan sebagainya. Program-program aplikasinya bekerja dengan sistim operasi dan dipadukan dengan perangkat pintar lainnya.

C.   Implementasi Teknologi Mikrokontroler

Terdapat beberapa keunggulan yang diharapkan dari alat- alat yang berbasis mikrokontroler (microcontroller-based solutions) :

1) Kehandalan tinggi (high reliability) dan kemudahan integrasi dengan komponen lain (high degree of integration)

2) Ukuran yang semakin dapat diperkecil (reduced in size)

3) Penggunaan komponen dipersedikit (reduced component count) yang juga akan menyebabkan biaya produksi dapat semakin ditekan (lower manufacturing cost)

4) Waktu pembuatan lebih singkat (shorter development time) sehingga lebih cepat pula dijual ke pasar sesuai kebutuhan (shorter time to market)

5) Konsumsi daya yang rendah (lower power consumption)

 

Penerapan teknologi di masyarakat akan memberikan banyak keuntungan. Mikrokontroler merupakan sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input output. Dengan penggunaan mikrokontroler ini maka :

1) Sistem elektronik akan menjadi lebih ringkas,

2) Rancang bangun sistem elektronik akan lebih cepat karena sebagian besar dari sistem adalah perangkat lunak yang mudah dimodifikasi,

3) Pencarian gangguan lebih mudah ditelusuri karena sistemnya yang kompak,

Teknologi mikrokontroller dapat diterapkan di berbagai bidang, baik di industri masupun di masyarakat. Dengan menerapkan teknologi Mikrokontroller di masyarakat akan memberikan banyak keuntungan, contohnya :

1) Kunci Kombinasi Digital dengan Remote Kontrol Inframerah

2) Jam Wekker Digital Bertampilan M1632 LCD

3) Alat penyiram tanaman otomatis

4) Pemberi pakan ikan otomatis

5) Deteksi kebakaran menggunakan sensor suhu dan mikrokontroller

6) Pendeteksi kebocoran gas

7) Sistem keamanan mobil

8) Pintu Air Otomatis

9) Pengendali lampu rumah dengan mikrokontroller melalui SMS

10) Robot Cerdas

D. Ringkasan

1. Mikrokontroler (microcontroller) adalah pengendali yang merupakan suatu komputer kecil yang terletak di dalam sebuah chip atau IC (integrated circuit) yang berisikan inti prosesor, memori, dan komponen input/output yang dapat diprogram.

2. Ditinjau dari segi arsitekturnya, mikroprosesor hanya merupakan single chip CPU, sedangkan mikrokontroler dalam IC-nya selain CPU juga terdapat device lain yang memungkinkan mikrokontroler berfungsi sebagai suatu single chip computer.

3. Mikrokontroler memiliki perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar, artinya program kontrol disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan.