MODUL SAKLAR ARM NUC120
Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Elektro, Politeknik Negeri
Semarang,
Jl. Prof. H. Soedarto, S.H. Tembalang, Semarang 50275
Email
: devifebrian@ymail.com 1,
pramudhitak@gmail.com 2 ,
farid_robie@yahoo.com 3 dan
sambetak2@gmail.com 4
ABSTRAK
ARM
merupakan arsitektur prosesor 32-bit RISC yang dikembangkan oleh ARM Limited. Dikenal sebagai Advanced RISC Machine dimana
sebelumnya dikenal sebagai Acorn RISC
Machine. Desain yang sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi
berdaya rendah. Pada pembahasan kali ini Penulis akan membahas tentang Modul
Saklar menggunakan ARM yang difungsikan untuk mempermudah praktikum atau pengecekan benar atau salahnya proses
pembuatan suatu program ARM. Modul pensaklaran ARM pada modul yang kami buat
merupakan modul saklar ARM menggunakan Seven segment dan LED yang akan bekerja
sesuai dengan program pada microcontroller ARM..
KATA
KUNCI
Push Button, ARM
NUC120V, Arduino.Seven
Segment, LED
ABSTRACT
ARM is a 32-bit architecture
RISC processor developed
by ARM Limited. Known as Advanced
RISC Machine which
was formerly known as the Acorn RISC Machine.
The simple design makes the ARM processor is suitable for low-power applications. In this discussion I
will discuss about the switch
module using ARM
which can help its practicum or checking
truth or falsity of the process of
making an ARM program. ARM switching
modules on the module we made the switch
module and the ARM
using the Seven segment
LED that will
work in accordance with the program on ARM microcontroller.
KEYWORDS
Push Button, ARM
NUC120V, Arduino.Seven
Segment, LED
1.
PENDAHULUAN
Saat ini
sistem berbasis mikroprosesor telah berkembang mencakup berbagaimacam jenis
sistem kontrol, yang secara umum disebut sebagai komputer. Terdapat bermacam
tingkatan komputer, tiga jenis yang paling banyak dipergunakan adalah komputer
personal ( Personal Computer ), mikrokontroler, dan Programmable Logic
Controller (PLC). Ketiganya mempunyai penggunaan yang berbeda-beda.
Komputer personal banyak dipergunakan sebagai pengolah kata, spreadsheet,
pengolahan basis data, drafting, dan desain grafis.
Mikrokontroler
dapat dianggap komputer dengan ukuran dan kapasitas kecil banyak dipakai dalam
berbagai macam produk sebagai sistem yang sering disebut sebagai embeded
system. PLC lebih banyak penggunaannya dalam aplikasi industri karena kemudahan
dalam pemrograman dan wiring, serta ketahanan terhadap kondisi yangterdapat
pada lingkungan mesin industri.
Selain itu
sekarang ini sudah ada juga jenis ARM (Advance RISC Machine) dengan tipe NUC120.
Untuk mempermudah praktikum atau pengecekan benar atau salahnya proses
pembuatan suatu program ARM maka dibuatlah Modul pensaklaran ARM. Dimana pada
modul yang kami buat merupakan modul saklar ARM menggunakan Seven segment dan
LED.
1.1
RUMUSAN
MASALAH
Berdasarkan permasalahan yang terdapat
pada latar belakang, disusun rumusan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana
membuat modul saklar ARM NUC120 ?
2. Bagaimana
sistem program dari modul saklar tersebut ?
3. Bagaimana
cara sistem LED dan seven segment bekerja ?
1.2
RUANG
LINGKUP
Berdasarkan rumusan masalah diatas, agar
pembahasan terfokus pada perumusan masalah yang akan dibahas pada alat ini
sebagai berikut:
1. Menggunakan
ARM NUC120.
2. Menggunakan
8 LED dan 8 seven segment dikarenakan menggunakan sistem data 8 bit.
1.3
TUJUAN
Tujuan dari pembuatan alat ini adalah
mernacang dan membuat suatu modul saklar dengan menggunakan LED dan seven
segment sebagai luaran yang dihasilkan dari pembacaan program pada ARM sehingga
akan mempermudah praktikum atau pengecekan
benar atau salahnya proses pembuatan suatu program ARM yang dibuat. Selain itu
dapat diaplikasikan pada sistem nurse call pada rumah sakit, alat antrian pada
suatu perusahaan, dan lainnya.
2.
TINJAUAN
PUSTAKA
Untuk
mengetahui berbagai komponen dan peralatan yang dibutuhkan maka disusunlah
tinjauan pustaka sebagai acuan dalam merencang dan membua aplikasi menggunakan
Microcontroller ARM ini, yaitu sebagai berikut :
2.1
ARM
NUC120
ARM
merupakan arsitektur prosesor 32-bit RISC yang dikembangkan oleh ARM Limited.
Dikenal sebagai Advanced RISC Machine dimana sebelumnya dikenal sebagai Acorn
RISC Machine. Pada awalnya merupakan prosesor desktop yang sekarang
didominasi oleh keluarga x86. Namun desain yang sederhana membuat prosesor ARM
cocok untuk aplikasi berdaya rendah. Hal ini membuat prosesor ARM mendominasi
pasar mobile electronic dan embedded system dimana membutuhkan
daya dan harga yang rendah.
Gambar 1. Modul ARM
Pada tahun 2007, sekitar 98% dari satu
miliar mobile phone yang terjual menggunakan setidaknya satu buah
prosesor ARM. Dan pada tahun 2009, prosesor ARM mendominasi sekitar 90% dari
keseluruhan pasar prosesor 32-bit RISC. Prosesor ARM digunakan di berbagai
bidang seperti elektronik umum, termasuk PDA, mobile phone, media player, music
player, game console genggam, kalkulator dan periperal komputer seperti hard
disk drive dan router.
Lisensi arsitektur ARM dimiliki oleh
Alcatel, Atmel, Broadcom, Cirrus Logic, Digital Equipment Corporation,
Freescale, Intel melalui DEC, LG, Marvell Technology Group, NEC, NVIDIA, NXP
Semiconductors, OKI, Quallcomm, Samsung, Sharp, ST Microelectronics, Symbios
Logic, Texas Instruments, VLSI Technology, Yamah dan ZiiLABS.
ARM dan set instruksi Thumb dapat secara luas diklasifikasikan ke dalam
kelompok-kelompok fungsional berikut:
1.
Instruksi
percabangan dan Pengendalian: Petunjuk seperti panggilan subrutin, perulangan
dan mengubah negara antara ARM dan jatuh Thumb bawah kategori instruksi.
2. Daftar instruksi Load dan Store: Memuat
nilai-nilai dari register tunggal untuk dan dai memori yang tercakup dalam
jenis instruksi. Nilai-nilai mungkin 32 bit kata, 16-bit kata atau
setengah nilai unsigned 8 bit.
3. Beberapa Daftar Instruksi Load dan Toko: Memfasilitasi gerakan ke sana kemari antara isi dari register ganda, digunakan dalam operasi blok dan operasi stack.
4.
Petunjuk
Pengolahan Data: Operasi seperti penambahan, pengurangan atau bitwise logika
pada isi dari register yang dilakukan oleh jenis instruksi.
5.
Status
Daftar Instruksi akses: Instruksi ini terutama memindahkan isi antara register
status dan GPR.
6.
Coprocessor
Petunjuk: ini memberikan kerangka umum untuk memperluas arsitektur ARM.
2.2
SEVEN
SEGMENT
Seven segment
adalah suatu segmen-segmen yang digunakan untuk menampilkan angka/beberapa
karakter huruf melalui kombinasi aktif atau tidaknya LED penyusunan dalam seven
segment untuk dapat mempermudah penggunaan seven segment umumnya digunakan
sebuah decoder atau sebuah seven segment driver. Ada 2 (dua) macam seven
segment, yaitu common anoda (kaki anoda dihubungkan bersama), dan common
cathode (kaki katoda dihubungkan bersama).
Gambar 2.3. Seven Segment
Prinsip common anoda yaitu semua anode
dari diode disatukan secara paralel dan semua itu dihubungkan ke VCC dan
kemudian LED dihubungkan melalui tahanan pembatas arus keluar dari penggerak.
Karena dihubungkan ke VCC, maka common anoda ini berada pada kondisi AKTIF
HIGH. Sedangkan prinsip common katoda yaitu semua katode dari diode disatukan
secara paralel dan semua itu dihubungkan ke GROUND. Karena semua dihubungkan ke
VCC, maka common katoda ini berada pada kondisi AKTIF LOW.
2.3
LED
Lampu LED (Light Emitting Diode) adalah
suatu lampu indikator dalam perangkat elektronika yang biasanya memiliki fungsi
untuk menunjukkan status dari perangkat elektronika tersebut.
Misalnya pada sebuah komputer, terdapat
lampu LED power dan LED indikator untuk processor, atau dalam monitor terdapat
juga lampu LED power dan power saving. Lampu LED terbuat dari plastik dan dioda
semikonduktor yang dapat menyala apabila dialiri tegangan listrik rendah
(sekitar 1.5 volt DC). Bermacam-macam warna dan bentuk dari lampu LED,
disesuaikan dengan kebutuhan dan fungsinya.
LED (Light Emitting Diode) merupakan
sejenis lampu yang akhir-akhir ini muncul dalam kehidupan kita. LED dulu umumnya
digunakan pada gadget seperti ponsel atau PDA serta komputer. Sebagai pesaing
lampu bohlam dan neon, saat ini aplikasinya mulai meluas dan bahkan bisa kita
temukan pada korek api yang kita gunakan, lampu emergency dan sebagainya. Led
sebagai model lampu masa depan dianggap dapat menekan pemanasan global karena
efisiensinya.
Lampu
LED sekarang sudah digunakan untuk:
-
penerangan untuk rumah
-
penerangan untuk jalan
-
lalu lintas
-
advertising
-
interior/eksterior gedung
LED Sebagai Dioda Semikonduktor. Light
Emitting Diode (LED) merupakan jenis dioda semikonduktor yang dapat
mengeluarkan energi cahaya ketika diberikan tegangan.
Gambar 2.4. Lampu LED
Semikonduktor merupakan material yang dapat
menghantarkan arus listrik, meskipun tidak sebaik konduktor listrik.
Semikonduktor umumnya dibuat dari konduktor lemah yang diberi ‘pengotor’ berupa
material lain. Dalam LED digunakan konduktor dengan gabungan unsur logam
aluminium-gallium-arsenit (AlGaAs). Konduktor AlGaAs murni tidak memiliki
pasangan elektron bebas sehingga tidak dapat mengalirkan arus listrik. Oleh
karena itu dilakukan proses doping dengan menambahkan elektron bebas
untuk mengganggu keseimbangan konduktor tersebut, sehingga material yang ada
menjadi semakin konduktif.
2.4
RESISTOR
Resistor
adalah komponen elektronik dua kutub yang didesain untuk mengatur tegangan listrik
dan arus listrik, dengan resistansi tertentu (tahanan) dapat memproduksi
tegangan listrik di antara kedua kutubnya, nilai tegangan terhadap resistansi
berbanding dengan arus yang mengalir, berdasarkan hukum Ohm.
Gambar 2.5. Resistor
Resistor digunakan sebagai
bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah
satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari
bermacam-maca kompon dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari
paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).
Karakteristik utama dari
resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan.
Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan
induktansi.
Gambar 2.6 Tabel cincin
resistor
Resistor dapat diintegrasikan kedalam
sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan
letak kaki bergantung pada desain sirkuit, kebutuhan daya resistor harus cukup
dan disesuaikan dengan kebutuhan arus rangkaian agar tidak terbakar.
2.5
TRANSISTOR
Transistor
adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus
dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai
fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana
berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan
pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Gambar.
Equivalen Transistor
Pada umumnya, transistor memiliki 3
terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu
terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang
lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus
output Kolektor.
Transistor adalah merupakan komponen
yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog,
transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi
pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio.
Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar
berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa
sehingga berfungsi sebagai logic gate,
memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya.
Gambar. Jenis Transistor
Berikut
merupakan cara kerja dari transistor :
Dari banyak tipe-tipe transistor modern,
pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, bipolar junction transistor (BJT
atau transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang masing-masing
bekerja secara berbeda.
Transistor bipolar dinamakan demikian
karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan:
elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama
harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan
ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk
mengatur aliran arus utama tersebut.
FET (juga dinamakan transistor unipolar)
hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung
dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal
konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan
transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan
ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat diubah dengan perubahan tegangan
yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel
untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yang lebih lanjut.
Secara
umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori:
·
Materi semikonduktor:
Germanium, Silikon, Gallium Arsenide
·
Kemasan fisik: Through
Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan lain-lain
·
Tipe: UJT, BJT, JFET,
IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta
pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit) dan
lain-lain.
·
Polaritas: NPN atau
N-channel, PNP atau P-channel
·
Maximum kapasitas daya:
Low Power, Medium Power, High Power
·
Maximum frekuensi
kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor, Microwave, dan
lain-lain
·
Aplikasi: Amplifier,
Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain
2.6
PUSH
BUTTON
Tombol Tekan (Push Button)
merupakan komponen control yang sangat berguna, alat ini dapat kita jumpai pada
panel listrik atau di luar panel listrik. Fungsi tombol tekan adalah untuk
mengontrol kondisi on atau off rangkaian listrik, prinsip kerja tombol tekan
adalah kerja sesaat maksudnya jika tombol kita tekan sesaat maka akan kembali
pada posisi semula. Berdasarkan fungsinya tombol tekan terbagi atas 3 tipe
kontak :
1. Kontak NO (Normally Open = Kondisi
terbuka)
Tombol jenis ini biasanya digunakan
untuk menghubungkan arus pada suatu rangkaian Kontrol atau sebagai tombol
start. Fungsi mengalirkan arus pada tombol ini terjadi apabila pada bagian knop
nya ditekan sehingga kontaknya saling terhubung dan aliran listrik akan
terputus apabila knopnya dilepas karena terdapat pegas.
2. Kontak NC (Normally Close = Kondisi
Tertutup)
Tombol jenis ini adalah jenis kontak
tertutup biasanya di gunakan untuk memutus arus listrik yaitu dengan cara
menekan knopnya sehingga kontaknya terpisah, namun kalau knop di lepas maka
akan kembali pada posisi semula. Tombol jenis ini digunakan untuk tombol stop.
3.
Kontak NO dan NC
Kontak pada tombol tekan jenis ini
merupakan gabungan antara kontak NO dan kontak NC, mereka bekerja secara
bersamaan dalam satu poros. Jika tombol di tekan maka kontak NO yang semula
terbuka (open) dan kontak NC yang terhubung (close) akan berbalik arah yaitu
Kontak NO akan menjadi terhubung (close) dan Kontak NC akan menjadi terbuka
(open). Jika knop pada tombol di lepaskan maka akan kembali ke posisi semula.
3.
PERENCANAAN
ALAT
Pada Bab ini membahas tentang perancangan dan pembuatan modul saklar LDR dan seven
segment. Pada perancangan sistem ini meliputi perancangan lunak (software), dan
perangkat keras (hardware).
3.1
Penentuan
Spesifikasi Alat
Spesifikasi alat sitetapkan terlebih
dahulu sebagai acuan dalam perancangan. Spesifikasi alat yang direncanakan
adalah sebagai berikut:
1. Menggunakan
microcontroller ARM NUC120.
2. Keluaran
dari modul ini adalah delapan LED dan
delapan seven segment.
3. Masukan
dari modul ini adalah program ARM dan tombol push button.
3.2
Perancangan
Diagram Blok
Diagram blok sistem merupakan salah satu bagian
terpenting dalam perancangan dan pembuatan alat ini, karena dari diagram blok
dapat diketahui prinsip kerja keseluruhan rangkaian. Tujuan lain diagram blok
ini adalah memudahkan proses perancangan dan pembuatan pada masing-masing
bagian, sehingga akan terbentuk suatu ssitem yang sesuia dengan perancangan
sebelumnya.
3.3
Prinsip
Kerja Alat
Saat
tombol Push Button ditekan maka Program yang diberikan pada ARM akan dijalankan
dan diproses menuju ke Seven Segment dan LED. Maka Seven Segment dan LED akan
menyala secara bersamaan sesuai dengan pengaturan program yang diberikan pada
microcontroller ARMnya.
3.4
Perancangan
Perangkat Keras
Perancangan
dan pembuatan perangakat keras untuk membaca beberapa rangakaian sebagai sumber
pada ARM maupun masukan dan luaran, rangkaian resitor, rangkaian push button
dengan tampilan seven segment dan LED.
Berikut
ini merupakan rangkaian dari sevent segment untuk ARM :
Gambar 3.1 Rangkaian 7 segment
Berikut
ini merupakan rangkaian dari push button untuk ARM :
Gambar 3.2 Rangkaian push button (INT)
Berikut
ini merupakan rangkaian dari LED untuk ARM :
Gambar 3.3 Rangkaian RGB LED
3.5
Perancangan
Perangkat Lunak
Untuk
diagram alir, program aplikasi microcontroller ARM NUC120 menggunakan
masukan
pembacaan pada tombol push button serta menggunakan luaran LED dan 7 segment.
4.
PENGUJIAN ALAT
5.
KESIMPULAN
Setelah
melakukan percobaan tersebut, pengambilan data dan penganalisaan terhadap data
yang telah didapat pada penelitian ini maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai
berikut:
a. Menggunakan
microcontroller ARM NUC120.
b. Keluaran
dari modul ini adalah delapan LED dan
delapan seven segment.
c.
Hasil dari modul
tersebut akan disesuaikan atau bergantung pada program yang dibuat pada ARM.
d. Masukan
dari modul ini adalah program ARM dan tombol push button.
REFERENSI
Nama penulis Devi Febrian.
Penulis dilahirkan di kota Semarang tanggal 16 Februari 1994. Penulis telah
menempuh pendidikan SD Tlogosari Kulon 03, SMP Negeri 15 Semarang dan SMA
Negeri 2 Semarang. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada
tahun 2012 penulis telah mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan
diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di Politeknik Negeri Semarang (Polines)
dengan Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis
terdaftar dengan NIM 3.32.12.1.02. apabila memiliki kritik, saran atau
pertanyaan mengenai penelitian ini, dapat menghubungi +6289660707360. Atau
melalui email: devifebrian@ymail.com
Nama penulis Farid Robie
Nurdianto. Penulis dilahirkan di kota Semarang tanggal 22 Juni 1994.
Penulis telah menempuh pendidikan SD Jomblang 08/09, MTs Negeri 1 Semarang dan
SMK Negeri 3 Semarang. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA.
Pada tahun 2012 penulis telah mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan
diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di Politeknik Negeri Semarang
(Polines) dengan Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro.
Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.12.1.05. apabila memiliki kritik, saran atau
pertanyaan mengenai penelitian ini, dapat menghubungi +6285727201137. Atau
melalui email: farid_robie@yahoo.com
Nama penulis Pramudhita
Kurnianto. Penulis dilahirkan di kota Semarang tanggal 1 Desember 1994.
Penulis telah menempuh pendidikan SD PL Don Bosko Semarang, SMP Negeri 5
Semarang dan SMA Negeri 4 Semarang. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan
pendidikan SMA. Pada tahun 2012 penulis telah mengikuti seleksi mahasiswa baru
diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di Politeknik
Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan
Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.12.1.14. apabila memiliki
kritik, saran atau pertanyaan mengenai penelitian ini, dapat menghubungi
+6285726932393. Atau melalui email: pramudhitak@gmail.com
Tidak ada komentar:
Posting Komentar