Mikrokontroler merupakan keluarga mikroprosesor yaitu sebuah chips yang dapat melakukan pemrosesan data secara digital sesuai dengan perintah bahasa assembly yang diberikan perusahaan pembuatnya. Banyak aplikasi yang dapat dibangun berbasis Mikrokontroler, hal dikarenakan bentuknya yang compaq dan kesederhanaannya untuk membangun suatu sistem berbasis Mikrokontroler. Selain memiliki banyak kelebihan, mikrokontroler juga memiliki kekurangan, diantaranya adalah kurangnya ruang memori data. Bila digunakan untuk aplikasi – aplikasi tertentu yang membutuhkan kapasitas memori yang besar, perlu dilakukan penambahan memori berupa memori eksternal. Salah satu media yang dapat digunakan sabagai media penyimpanan atau memori tambahan adalah Multi Media Card (MMC). Berdasarkan uraian diatas maka perlu dibangun suatu sistem antarmuka yang dapat mengkoneksikan antara mikrokontroler dan MMC sebagai media penyimpanan data. Penelitian ini adalah pengembangan dari penelitian yang sebelumnya telah dilaksanakan oleh Riyanto (200 pada saat Praktik Industri di CV General PLC Service (GPS) dengan judul Expansion Memory Pada Mikrokontroler Atmega8535. Pada penelitian tersebut, alat yang telah dibuat oleh Riyanto (2008) belum berhasil sesuai dengan alur kinerja alat expansion yang diinginkan. Bahasa yang digunakan adalah bahasa C, menggunakan Software Code Vision AVR.[1] Mikrokontroler yang digunakan adalah Atmega8535, sedangkan pada penelitian ini digunakan mikrokontroler Atmega32 yang memiliki memori yang lebih besar, sedangkan bahasa pemrograman yang digunakan bahasa basic, menggunakan software BASCOM AVR.
(SEMINAR NASIONAL IV SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 5 NOVEMBER 2009)
Bersambung.....^^
Jumat, 07 Januari 2011
Senin, 26 Juli 2010
Sensor Passive Infra Red (PIR) pada pintu otomatis
Sensor Passive Infra Red merupakan alat elektronik yang mengukur radiasi sinar infra merah dari suatu objek dalam cakupan tertentu. Berbeda dengan sensor biasa yang menggunakan modul transmitter unutk memancarkan gelombang tersebut, sensor Passive Infra red hanya terdiri dari 1 modul penerima saja. Sesuai dengan sifatnya yang pasif, sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimilki setiap benda yang terdeteksi (Rifqy,2008). Benda tersebut merupakan benda yang memiliki perbedaan temperature suhu dengan suhu lingkungan.
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.1, ketika ada sebuah objek melewati sensor, pancaran radiasi infra merah pasif yang dihasilkan akan dihasilkan akan dideteksi oleh sensor. Energi panas yang dibawa oleh sinar infra merah pasif ini menyebabkan aktifnya material pyroelektric di dalam sensor yang kemudian menghasilkan arus listrik.
Perancangan hardware ini menggunakn modul sensor Passive Infra Red KC7783R Sistem ini telah terealisasi dan dapat menggerakkan pintu secara otomatis Jika ada orang mendekati pintu dan terdeteksi oleh sensor PIR KC7783R maka pintu akan bergerak membuka dan menutup kesamping kanan atau kiri, sensor passive infrared (PIR) telah banyak dimanfaatkan dalam alat-alat yang memerlukan sensor pendeteksi gerakan. Sebagai contoh yang sudah banyak kita jumpai adalah sistem pintu otomatis yang terpasang disupermarket, mall-mall dan perkantoran, pintu tersebut akan terbuka jika ada orang yang mendekatinya. Sensor PIR akan bekerja dengan mendeteksi radiasi infra merah yang terjadi ketika ada pergerakan manusia yang memiliki temperatur berbeda dengan lingkunga sekitarnya. Sensor PIR yang digunakan disini adalah PIR KC7783R. PIR KC7783R merupakan sensor infrared yang menjadi perangkat keras utama dari sistem ini. Sensor infrared ini merupakan jenis PIR (Passive Infrared) dengan harga yang relatif murah. PIR KC7783R merupakan sensor pendeteksi yang berfungsi normal pada tegangan 4,7 – 12 volt DC dan akan mengeluarkan output dengan level high antara 4,9-6 volt. Gambar 3.2 berikut menunjukkan bagian-bagian dari sensor inframerah pasif.
Di dalam sensor PIR ini terdapat bagian-bagian yang mempunyai perannya masing-masing, yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator. Sensor PIR ini bekerja dengan menangkap energi panas yang dihasilkan dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki setiap benda dengan suhu benda diatas nol mutlak. Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell. Berikut Gambar 3.3 blok diagram sensor PIR:
Ketika manusia berada di depan sensor PIR dengan kondisi diam, maka sensor PIR akan menghitung panjang gelombang yang dihasilkan oleh tubuh manusia tersebut. Panjang gelombang yang konstan ini menyebabkan energi panas yang dihasilkan dapat digambarkan hampir sama pada kondisi lingkungan disekitarnya. Ketika manusia itu melakukan gerakan, maka tubuh manusia itu akan menghasilkam pancaran sinar inframerah pasif dengan panjang gelombang yang bervariasi sehingga menghasilkan panas berbeda yang menyebabkan sensor merespon dengan cara menghasilkan arus pada material Pyroelectricnya dengan besaran yang berbeda beda. Karena besaran yang berbeda inilah comparator menghasilkan output.
Adapun beberapa fitur yang dimilki sensor KC7783R adalah:
1. Menggunakan output digital
2. Memiliki amfliefier di dalamnya sehingga dapat dengan mudah dikoneksikan dengan perangkat mikrokontroler.
3. Mendeteksi gerakan dari objek seperti manusia hingga gerakan kecil sekalipun. Kemampuan mendeteksi gerakan dengan baik dalam jarak kurang lebih 5 meter dari sensor. Karena dia bertipe slight motion detection dan dapat mendeteksi gerakan mulai dari kurang lebih 20 cm (7,847).
4. Dapat bekerja pada suhu -200C hingga 500C (anonim,2007)
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.1, ketika ada sebuah objek melewati sensor, pancaran radiasi infra merah pasif yang dihasilkan akan dihasilkan akan dideteksi oleh sensor. Energi panas yang dibawa oleh sinar infra merah pasif ini menyebabkan aktifnya material pyroelektric di dalam sensor yang kemudian menghasilkan arus listrik.
Perancangan hardware ini menggunakn modul sensor Passive Infra Red KC7783R Sistem ini telah terealisasi dan dapat menggerakkan pintu secara otomatis Jika ada orang mendekati pintu dan terdeteksi oleh sensor PIR KC7783R maka pintu akan bergerak membuka dan menutup kesamping kanan atau kiri, sensor passive infrared (PIR) telah banyak dimanfaatkan dalam alat-alat yang memerlukan sensor pendeteksi gerakan. Sebagai contoh yang sudah banyak kita jumpai adalah sistem pintu otomatis yang terpasang disupermarket, mall-mall dan perkantoran, pintu tersebut akan terbuka jika ada orang yang mendekatinya. Sensor PIR akan bekerja dengan mendeteksi radiasi infra merah yang terjadi ketika ada pergerakan manusia yang memiliki temperatur berbeda dengan lingkunga sekitarnya. Sensor PIR yang digunakan disini adalah PIR KC7783R. PIR KC7783R merupakan sensor infrared yang menjadi perangkat keras utama dari sistem ini. Sensor infrared ini merupakan jenis PIR (Passive Infrared) dengan harga yang relatif murah. PIR KC7783R merupakan sensor pendeteksi yang berfungsi normal pada tegangan 4,7 – 12 volt DC dan akan mengeluarkan output dengan level high antara 4,9-6 volt. Gambar 3.2 berikut menunjukkan bagian-bagian dari sensor inframerah pasif.
Di dalam sensor PIR ini terdapat bagian-bagian yang mempunyai perannya masing-masing, yaitu Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier, dan comparator. Sensor PIR ini bekerja dengan menangkap energi panas yang dihasilkan dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki setiap benda dengan suhu benda diatas nol mutlak. Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yang terbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell. Berikut Gambar 3.3 blok diagram sensor PIR:
Ketika manusia berada di depan sensor PIR dengan kondisi diam, maka sensor PIR akan menghitung panjang gelombang yang dihasilkan oleh tubuh manusia tersebut. Panjang gelombang yang konstan ini menyebabkan energi panas yang dihasilkan dapat digambarkan hampir sama pada kondisi lingkungan disekitarnya. Ketika manusia itu melakukan gerakan, maka tubuh manusia itu akan menghasilkam pancaran sinar inframerah pasif dengan panjang gelombang yang bervariasi sehingga menghasilkan panas berbeda yang menyebabkan sensor merespon dengan cara menghasilkan arus pada material Pyroelectricnya dengan besaran yang berbeda beda. Karena besaran yang berbeda inilah comparator menghasilkan output.
Adapun beberapa fitur yang dimilki sensor KC7783R adalah:
1. Menggunakan output digital
2. Memiliki amfliefier di dalamnya sehingga dapat dengan mudah dikoneksikan dengan perangkat mikrokontroler.
3. Mendeteksi gerakan dari objek seperti manusia hingga gerakan kecil sekalipun. Kemampuan mendeteksi gerakan dengan baik dalam jarak kurang lebih 5 meter dari sensor. Karena dia bertipe slight motion detection dan dapat mendeteksi gerakan mulai dari kurang lebih 20 cm (7,847).
4. Dapat bekerja pada suhu -200C hingga 500C (anonim,2007)
Rabu, 21 Juli 2010
Teknologi Seluler CDMA dan GSM
Perkembangan TI dalam bidang Telekomunikasi
Dengan adanya konvergensi TI dengan teknologi telekomunikasi, membuat teknologi telah
menjadi segalanya bagi manusia, Teknologi komunikasi khususnya selular telah berkembang
pesat di Indonesia, hal ini dimungkinkan dengan penetrasi pasar yang besar terhadap
kebutuhan telekomunikasi khususnya yang sifatnya mobile, saat ini menurut statistic pengguna
selular di Indonesia telah mencapai angka sekitar 8 juta dengan.
Masyarakat Indonesia secara tidak langsung telah menggunakan teknologi informasi khussunya
dibidang komunikasi. Mobilitas dan trend mungkin yang menjadi factor utama dari suksesnya
teknologi ini, mobilitas merupakan keunggulan utama teknologi seluler dibandingkan dengan
telpon tetap. Setiap pelanggan dapat mengakses dimana saja., kapan pun ia berada,
Komunikasi suara, dewasa ini, tidak lagi hanya mengandalkan jaringan kabel yang besifat tetap
(fixed line), selain itu juga komunikasi tidak hanya suara namun juga data dan gambar yang
berujung pada multimedia.
Saat ini kita mengenal berbagai jenis perangkat komunikasi, seperti perangkat komunikasi
tetap (fixed phone), komunikasi bergerak terbatas (fixed mobile phone) dan komunikasi
bergerak selular (cellular mobile phone).
Sejarah Teknologi mobile
Di Indonesia, liberalisasi bisnis seluler dimulai sejak tahun 1995, saat pemerintah mulai
membuka kesempatan kepada swasta untuk berbisnis telepon seluler dengan cara kompetisi
penuh. Bisa diperhatikan, bagaimana ketika teknologi GSM (global system for mobile) datang
dan menggantikan teknologi seluler generasi pertama yang sudah masuk sebelumnya ke
Indonesia seperti NMT (nordic mobile telephone) dan AMPS (advance mobile phone system).
Ketika di tahun 1980-an, teknologi Global System for Mobile Communication (GSM) datang ke
Indonesia, maka para operator pemakai teknologi AMPS (Advanced Mobile Phone System)
menghilang. Lalu, muncul Satelindo sebagai pemenang, yang kemudian disusul oleh
Telkomsel. Dan pada akhirnya teknologi GSM lebih unggul dan perkembang bak jamur di musin
hujan, ini dikarenakan kapasitas jaringan lebih tinggi, karena efisiensi di spektrum frekuensi
dari pada teknologi NMT dan AMPS.
Sekarang, dalam kurun waktu hampir satu dekade, teknologi GSM telah menguasai pasar
dengan jumlah pelanggan lebih dari jumlah pelanggan telepon tetap.
Di Indonesia, liberalisasi bisnis seluler dimulai sejak tahun 1995, saat pemerintah mulai
membuka kesempatan kepada swasta untuk berbisnis telepon seluler dengan cara kompetisi
penuh. Bisa diperhatikan, bagaimana ketika teknologi GSM (global system for mobile) datang
dan menggantikan teknologi seluler generasi pertama yang sudah masuk sebelumnya ke
Indonesia seperti NMT (nordic mobile telephone) dan AMPS (advance mobile phone system).
Ketika di tahun 1980-an, teknologi Global System for Mobile Communication (GSM) datang ke
Indonesia, maka para operator pemakai teknologi AMPS (Advanced Mobile Phone System)
menghilang. Lalu, muncul Satelindo sebagai pemenang, yang kemudian disusul oleh
Telkomsel.
Dan pada akhirnya teknologi GSM lebih unggul dan perkembang bak jamur di musin hujan, ini
dikarenakan kapasitas jaringan lebih tinggi, karena efisiensi di spektrum frekuensi dari pada
teknologi NMT dan AMPS.
Sekarang, dalam kurun waktu hampir satu dekade, teknologi GSM telah menguasai pasar
dengan jumlah pelanggan lebih dari jumlah pelanggan telepon tetap. amun, sampai saat ini
telepon seluler masih merupakan barang mewah, tidak semua lapisan masyarakat bisa
menikmatinya. Tarifnya masih sangat tinggi dibandingkan dengan telepon tetap PSTN (public
switched telephone network), baik untuk komunikasi lokal maupun SLJJ (sambungan langsung
jarak jauh), ada yang mencapai Rp 4.500 per menit flat rate untuk komunikasi SLJJ.
Sedangkan teknologi CDMA pengenalan CDMA sudah dimulai sejak tiga tahun lalu ketika
Komselindo memperkenalkan CDMA-One. Hanya saja dengan berbagai alasan pengembangannya
kurang sukses. Saat ini, PT Telkom kembali memperkenalkan CDMA, tapi tidak lewat jalur
"bisnis selular" langsung, melainkan menggunakan CDMA untuk fix phone dengan produk dagang
bernama Telkomflexi.
Saat ini dengan TelkomFlexi, PT. Telkom menawarkan teknologi yang lebih baik dari teknologi
GSM sebelumnya dan dengan harga yang lebih murah. Sebenarnya kenapa tarif yang ditawarkan
oleh teknologi ini lebih murah karena Telkomflexi berbasis pada teknologi Wirelless Local-Code
Division Multiple Access (WLL-CDMA) tidak saja karena fleksibilitas sebuah fix phone, tapi yang
paling utama adalah struktur tarif yang katanya jauh lebih murah karena tidak dibebankan
biaya airtimenya.
Aplikasi teknologi
Ada beberapa teknologi tanpa kabel untuk teknologi selular ini, diantaranya adalah
CDMA (Code Division Multiple Access), menggunakan teknologi spread-spectrum untuk
mengedarkan sinyal informasi yang melalui bandwith yang lebar (1,25 MHz). Teknologi ini
asalnya dibuat untuk kepentingan militer, menggunakan kode digital yang unik, lebih baik
daripada channel atau frekuensi RF
AMPS (Advanced Mobil Phone Service) merupakan teknologi analog yang menggunakan FDMA
(Frequency Division Multiple Access) untuk membagi-bagi bandwith radio yang tersedia ke pada
sejumlah channel diskrit yang tetap. Dengan AMPS, bandwith 1,25 MHz yang diberikan untuk
penggunaan selular dibagi menjadi channel dengan lebar 30 KHz, masing-masing hanya dapat
melayani satu subscriber pada satu waktu. Satu subscriber mengakses sebuah channel maka
tidak satupun subscriber lainnya dapat mengakses channel tersebut sampai panggilan pertam,a
itu berhenti atau handed-off ke base station lainnya.
TDMA (Time Division Multiple Data), merupakan sebuah teknologi digital, sama halnya yaitu
dengan membagi-bagi spektrum yang tersedia kepada sejumlah channel diskrit yang tetap,
meskipun masing-masing channel merepresentasikan time slot yang tetap daripada band
frekunesi yang tetap. Sebagai contoh yang mengimplementasikan teknologi TDMA adalah GSM,
yang membagi carriers berlebar 2300 KHz menjadi delapan time-division channel. GSM (global
sistem for mobile) adalah teknologi yang berbasis TDMA
UMTS (Universal Mobile Telecomunication Access) merupakan salah sistem generasi ketiga
yang dikembangkan di Eropa. dirancang sehingga dapat menyediakan bandwith sebesar 2
Mbits/s. Layanan yang dapat diberikan UMTS diupayakan dapat memenuhi permintaan pemakai
dimanapun berada, artinya UMTS diharapkan dapat melayani area yang seluas mungkin, jika
tidak ada cell UMTS pada suatu daerah dapat di route-kan melalui satelit.
Frekeunsi radio yang dialokasikan untuk UMTS adalah 1885-2025 MHz dan 2110-2200 MHz. Pita
tersebut akan digunakan oleh cell yang kecil (pico cell) sehingga dapat memberikan kapasitas
yang besar pada UMTS.
Teknologi Flexy ?
Saat ini teknologi CDMA sedang hangat dibicarakan, khususnya dengan masuknya PT. TELKOM
dengan produk TelkomFlexi-nya, Lalu pertanyaan mendasar kenapa teknologi ini lebih murah
dari teknoogi GSM sebelumnya.
Dari aspek teknologi baik GSM maupun CDMA merupakan standar teknologi seluler digital,
hanya bedanya GSM dikembangkan oleh Negara-negara eropa dan bersifat ‘open source’,
sedangkan CDMA dari kubu Amerika dan Jepang. Yang perlu diperhatikan bahwa teknologi GSM
dan CDMA berasal dari jalur yang berbeda, sehingga perkembangan ke generasi 2,5G dan 3G
berikutnya akan berbeda terus. Teknologi CDMA didesain tidak peka terhadap interfensi, dan
sejumlah pelanggan dalam satu sel dapat mengakses pita spectrum frekuensi secara bersama
karena mempergunakan teknik pengkodean tertentu.
Ponsel CDMA ada dua jenis tanpa kartu sehingga nomer panggilnya harus deprogram oleh
petugas operatoryang bersangkutan, dan satu lagi ponsel CDMA yang dilengkapi dengan RUIM
(Removal User Identification Module) atau dalam istilah GSM dikenal dengan SIM Card. Ada
sejumlah kelebihan yang ditawarkan CDMA. misalnya, komunikasi selular tidak lagi rawan
radiasi, tidak lagi seperti suara robot, tidak terputus-putus.
Feature teknologi CDMA
Teknologi CDMA didesain tidak peka terhadap interferensi. Di samping itu, sejumlah pelanggan
dalam satu sel dapat mengakses pita spektrum frekuensi secara bersamaan karena
mempergunakan teknik pengkodean yang tidak bisa dilakukan pada teknologi GSM.
Kapasitas yang lebih tinggi untuk mengatasi lebih banyak panggilan yang simultan per channel
dibanding sistem yang ada. Sistem CDMA menawarkan peningkatan kapasitas melebihi sistem
AMPS analog sebaik teknologi selular digital lainnya. CDMA menghasilkan sebuah skema spreadspectrum
yang secara acak menyediakan bandwith 1.250 KHz yang tersedia untuk masingmasing
pemanggil 9600 bps bit rate.
Meningkatkan call security.
Keamanan menjadi sifat dari pendekatan spread spectrum CDMA, dan kenytaannya teknologi ini
pertama dibangun untuk menyediakan komunikasi yang aman bagi militer.
Mereduksi derau dan interferensi lainnya.
CDMA menaikkan rasio signal-to-noise, karena lebarnya bandwith yang tersedia untuk pesan.
Efisinsi daya dengan cara memperpanjang daya hidup baterai telepon
Salah satu karakteristik CDMAadalah kontrol power sebuah usaha untuk memperbesar kapasitas
panggilan dengan memepertahankan kekonstanan level daya yang diterima dari pemanggil
bergerak pada base station.
Fasilitas kordinasi seluruh frekuensi melalui base-station base station.
Sistem CDMA menyediakan soft hand-off dari satu base-station ke lainnya sebagai sebuah
roaming telepon bergrak dari sel ke sel,melakukan soft handoff mengingat semua sistim
menggunakanfrekuensi yang sama.
Fungsi spread-spectrum dan power-control yang memperbesar kapasitas panggil CDMA
mengakibatkan bandwith yang cukup untuk bermacam-macam layanan data multimedia, dan
skema soft hand-off menjamin tidak hilangnya data.
· Meningkatkan kualitas suara
· Memperbaiki karakteristik cakupan yang dapat menurunkan jumlah sel.
· Meningkatkan privacy dan security.
· Menyederhanakan perencanaan sistim
· Memerlukan daya pancar yang lebih rendah, sehingga waktu bicara ponseldapat lebih lama.
· Mengurangi interferensi pada sistim lain
· Lebih tahan terhadap multipath.
· Dapat dioperasikan bersamaan dengan teknologi lain (misal AMPS).
Teknologi masa depan CDMA
Wideband CDMA dan Broadband CDMA sebagai WLL (Wireless Local Loap) sengai teknologi
andalan masa depan dari CDMA, didesain untuk menyediakan layanan fixed dan mobiile yang
dikoneksikan dengan PSTN dari layanan POTS (Plain Old Telephone Service) ke features
Perbedaan mendasar teknologi GSM dan CDMA
Perbedaan mendasar dari teknologi CDMA adalah sistem modulasinya. Modulasi CDMA
merupakan kombinasi FDMA (Frekuensi Division Multiple Access) dan TDMA (Time Division
Multiple Access). Pada teknologi FDMA, 1 kanal frekuensi melayani 1 sirkuit pada satu waktu,
sedangkan pada TDMA, 1 kanal frekuensi dipakai oleh beberapa pengguna dengan cara slot
waktu yang berbeda.
Pada CDMA beberapa pengguna bisa dilayani pada waktu bersamaan dan frekuensi yang sama,
dimana pembedaan satu dengan lainnya ada pada sistem coding-nya, sehingga penggunaan
spektrum frekuensinya teknologi CDMA sangat efisien.
Kelebihan yang ditawarkan CDMA antara lain kualitas suara dan data, harga atau tarif yang
lebih murah, investasi yang lebih kecil, dan keamanan dalam berkomunikasi (tidak mudah
disadap).
Teknologi GSM dengan GPRS nya akan terlibas dengan content pada CDMA karena keterbatasan
akan lebar data dan aplikasi multimedia pada teknologi GSM.
Kelebihan teknologi berbasis GSM diindonesia adalah coverage yanga luas dan roaming jelajah
yang sangat luas baik dalam negeri bahkan seluruh dunia, sedangkan CDMA dengan telkomflexi
masih sangat terbatas.
Dengan adanya konvergensi TI dengan teknologi telekomunikasi, membuat teknologi telah
menjadi segalanya bagi manusia, Teknologi komunikasi khususnya selular telah berkembang
pesat di Indonesia, hal ini dimungkinkan dengan penetrasi pasar yang besar terhadap
kebutuhan telekomunikasi khususnya yang sifatnya mobile, saat ini menurut statistic pengguna
selular di Indonesia telah mencapai angka sekitar 8 juta dengan.
Masyarakat Indonesia secara tidak langsung telah menggunakan teknologi informasi khussunya
dibidang komunikasi. Mobilitas dan trend mungkin yang menjadi factor utama dari suksesnya
teknologi ini, mobilitas merupakan keunggulan utama teknologi seluler dibandingkan dengan
telpon tetap. Setiap pelanggan dapat mengakses dimana saja., kapan pun ia berada,
Komunikasi suara, dewasa ini, tidak lagi hanya mengandalkan jaringan kabel yang besifat tetap
(fixed line), selain itu juga komunikasi tidak hanya suara namun juga data dan gambar yang
berujung pada multimedia.
Saat ini kita mengenal berbagai jenis perangkat komunikasi, seperti perangkat komunikasi
tetap (fixed phone), komunikasi bergerak terbatas (fixed mobile phone) dan komunikasi
bergerak selular (cellular mobile phone).
Sejarah Teknologi mobile
Di Indonesia, liberalisasi bisnis seluler dimulai sejak tahun 1995, saat pemerintah mulai
membuka kesempatan kepada swasta untuk berbisnis telepon seluler dengan cara kompetisi
penuh. Bisa diperhatikan, bagaimana ketika teknologi GSM (global system for mobile) datang
dan menggantikan teknologi seluler generasi pertama yang sudah masuk sebelumnya ke
Indonesia seperti NMT (nordic mobile telephone) dan AMPS (advance mobile phone system).
Ketika di tahun 1980-an, teknologi Global System for Mobile Communication (GSM) datang ke
Indonesia, maka para operator pemakai teknologi AMPS (Advanced Mobile Phone System)
menghilang. Lalu, muncul Satelindo sebagai pemenang, yang kemudian disusul oleh
Telkomsel. Dan pada akhirnya teknologi GSM lebih unggul dan perkembang bak jamur di musin
hujan, ini dikarenakan kapasitas jaringan lebih tinggi, karena efisiensi di spektrum frekuensi
dari pada teknologi NMT dan AMPS.
Sekarang, dalam kurun waktu hampir satu dekade, teknologi GSM telah menguasai pasar
dengan jumlah pelanggan lebih dari jumlah pelanggan telepon tetap.
Di Indonesia, liberalisasi bisnis seluler dimulai sejak tahun 1995, saat pemerintah mulai
membuka kesempatan kepada swasta untuk berbisnis telepon seluler dengan cara kompetisi
penuh. Bisa diperhatikan, bagaimana ketika teknologi GSM (global system for mobile) datang
dan menggantikan teknologi seluler generasi pertama yang sudah masuk sebelumnya ke
Indonesia seperti NMT (nordic mobile telephone) dan AMPS (advance mobile phone system).
Ketika di tahun 1980-an, teknologi Global System for Mobile Communication (GSM) datang ke
Indonesia, maka para operator pemakai teknologi AMPS (Advanced Mobile Phone System)
menghilang. Lalu, muncul Satelindo sebagai pemenang, yang kemudian disusul oleh
Telkomsel.
Dan pada akhirnya teknologi GSM lebih unggul dan perkembang bak jamur di musin hujan, ini
dikarenakan kapasitas jaringan lebih tinggi, karena efisiensi di spektrum frekuensi dari pada
teknologi NMT dan AMPS.
Sekarang, dalam kurun waktu hampir satu dekade, teknologi GSM telah menguasai pasar
dengan jumlah pelanggan lebih dari jumlah pelanggan telepon tetap. amun, sampai saat ini
telepon seluler masih merupakan barang mewah, tidak semua lapisan masyarakat bisa
menikmatinya. Tarifnya masih sangat tinggi dibandingkan dengan telepon tetap PSTN (public
switched telephone network), baik untuk komunikasi lokal maupun SLJJ (sambungan langsung
jarak jauh), ada yang mencapai Rp 4.500 per menit flat rate untuk komunikasi SLJJ.
Sedangkan teknologi CDMA pengenalan CDMA sudah dimulai sejak tiga tahun lalu ketika
Komselindo memperkenalkan CDMA-One. Hanya saja dengan berbagai alasan pengembangannya
kurang sukses. Saat ini, PT Telkom kembali memperkenalkan CDMA, tapi tidak lewat jalur
"bisnis selular" langsung, melainkan menggunakan CDMA untuk fix phone dengan produk dagang
bernama Telkomflexi.
Saat ini dengan TelkomFlexi, PT. Telkom menawarkan teknologi yang lebih baik dari teknologi
GSM sebelumnya dan dengan harga yang lebih murah. Sebenarnya kenapa tarif yang ditawarkan
oleh teknologi ini lebih murah karena Telkomflexi berbasis pada teknologi Wirelless Local-Code
Division Multiple Access (WLL-CDMA) tidak saja karena fleksibilitas sebuah fix phone, tapi yang
paling utama adalah struktur tarif yang katanya jauh lebih murah karena tidak dibebankan
biaya airtimenya.
Aplikasi teknologi
Ada beberapa teknologi tanpa kabel untuk teknologi selular ini, diantaranya adalah
CDMA (Code Division Multiple Access), menggunakan teknologi spread-spectrum untuk
mengedarkan sinyal informasi yang melalui bandwith yang lebar (1,25 MHz). Teknologi ini
asalnya dibuat untuk kepentingan militer, menggunakan kode digital yang unik, lebih baik
daripada channel atau frekuensi RF
AMPS (Advanced Mobil Phone Service) merupakan teknologi analog yang menggunakan FDMA
(Frequency Division Multiple Access) untuk membagi-bagi bandwith radio yang tersedia ke pada
sejumlah channel diskrit yang tetap. Dengan AMPS, bandwith 1,25 MHz yang diberikan untuk
penggunaan selular dibagi menjadi channel dengan lebar 30 KHz, masing-masing hanya dapat
melayani satu subscriber pada satu waktu. Satu subscriber mengakses sebuah channel maka
tidak satupun subscriber lainnya dapat mengakses channel tersebut sampai panggilan pertam,a
itu berhenti atau handed-off ke base station lainnya.
TDMA (Time Division Multiple Data), merupakan sebuah teknologi digital, sama halnya yaitu
dengan membagi-bagi spektrum yang tersedia kepada sejumlah channel diskrit yang tetap,
meskipun masing-masing channel merepresentasikan time slot yang tetap daripada band
frekunesi yang tetap. Sebagai contoh yang mengimplementasikan teknologi TDMA adalah GSM,
yang membagi carriers berlebar 2300 KHz menjadi delapan time-division channel. GSM (global
sistem for mobile) adalah teknologi yang berbasis TDMA
UMTS (Universal Mobile Telecomunication Access) merupakan salah sistem generasi ketiga
yang dikembangkan di Eropa. dirancang sehingga dapat menyediakan bandwith sebesar 2
Mbits/s. Layanan yang dapat diberikan UMTS diupayakan dapat memenuhi permintaan pemakai
dimanapun berada, artinya UMTS diharapkan dapat melayani area yang seluas mungkin, jika
tidak ada cell UMTS pada suatu daerah dapat di route-kan melalui satelit.
Frekeunsi radio yang dialokasikan untuk UMTS adalah 1885-2025 MHz dan 2110-2200 MHz. Pita
tersebut akan digunakan oleh cell yang kecil (pico cell) sehingga dapat memberikan kapasitas
yang besar pada UMTS.
Teknologi Flexy ?
Saat ini teknologi CDMA sedang hangat dibicarakan, khususnya dengan masuknya PT. TELKOM
dengan produk TelkomFlexi-nya, Lalu pertanyaan mendasar kenapa teknologi ini lebih murah
dari teknoogi GSM sebelumnya.
Dari aspek teknologi baik GSM maupun CDMA merupakan standar teknologi seluler digital,
hanya bedanya GSM dikembangkan oleh Negara-negara eropa dan bersifat ‘open source’,
sedangkan CDMA dari kubu Amerika dan Jepang. Yang perlu diperhatikan bahwa teknologi GSM
dan CDMA berasal dari jalur yang berbeda, sehingga perkembangan ke generasi 2,5G dan 3G
berikutnya akan berbeda terus. Teknologi CDMA didesain tidak peka terhadap interfensi, dan
sejumlah pelanggan dalam satu sel dapat mengakses pita spectrum frekuensi secara bersama
karena mempergunakan teknik pengkodean tertentu.
Ponsel CDMA ada dua jenis tanpa kartu sehingga nomer panggilnya harus deprogram oleh
petugas operatoryang bersangkutan, dan satu lagi ponsel CDMA yang dilengkapi dengan RUIM
(Removal User Identification Module) atau dalam istilah GSM dikenal dengan SIM Card. Ada
sejumlah kelebihan yang ditawarkan CDMA. misalnya, komunikasi selular tidak lagi rawan
radiasi, tidak lagi seperti suara robot, tidak terputus-putus.
Feature teknologi CDMA
Teknologi CDMA didesain tidak peka terhadap interferensi. Di samping itu, sejumlah pelanggan
dalam satu sel dapat mengakses pita spektrum frekuensi secara bersamaan karena
mempergunakan teknik pengkodean yang tidak bisa dilakukan pada teknologi GSM.
Kapasitas yang lebih tinggi untuk mengatasi lebih banyak panggilan yang simultan per channel
dibanding sistem yang ada. Sistem CDMA menawarkan peningkatan kapasitas melebihi sistem
AMPS analog sebaik teknologi selular digital lainnya. CDMA menghasilkan sebuah skema spreadspectrum
yang secara acak menyediakan bandwith 1.250 KHz yang tersedia untuk masingmasing
pemanggil 9600 bps bit rate.
Meningkatkan call security.
Keamanan menjadi sifat dari pendekatan spread spectrum CDMA, dan kenytaannya teknologi ini
pertama dibangun untuk menyediakan komunikasi yang aman bagi militer.
Mereduksi derau dan interferensi lainnya.
CDMA menaikkan rasio signal-to-noise, karena lebarnya bandwith yang tersedia untuk pesan.
Efisinsi daya dengan cara memperpanjang daya hidup baterai telepon
Salah satu karakteristik CDMAadalah kontrol power sebuah usaha untuk memperbesar kapasitas
panggilan dengan memepertahankan kekonstanan level daya yang diterima dari pemanggil
bergerak pada base station.
Fasilitas kordinasi seluruh frekuensi melalui base-station base station.
Sistem CDMA menyediakan soft hand-off dari satu base-station ke lainnya sebagai sebuah
roaming telepon bergrak dari sel ke sel,melakukan soft handoff mengingat semua sistim
menggunakanfrekuensi yang sama.
Fungsi spread-spectrum dan power-control yang memperbesar kapasitas panggil CDMA
mengakibatkan bandwith yang cukup untuk bermacam-macam layanan data multimedia, dan
skema soft hand-off menjamin tidak hilangnya data.
· Meningkatkan kualitas suara
· Memperbaiki karakteristik cakupan yang dapat menurunkan jumlah sel.
· Meningkatkan privacy dan security.
· Menyederhanakan perencanaan sistim
· Memerlukan daya pancar yang lebih rendah, sehingga waktu bicara ponseldapat lebih lama.
· Mengurangi interferensi pada sistim lain
· Lebih tahan terhadap multipath.
· Dapat dioperasikan bersamaan dengan teknologi lain (misal AMPS).
Teknologi masa depan CDMA
Wideband CDMA dan Broadband CDMA sebagai WLL (Wireless Local Loap) sengai teknologi
andalan masa depan dari CDMA, didesain untuk menyediakan layanan fixed dan mobiile yang
dikoneksikan dengan PSTN dari layanan POTS (Plain Old Telephone Service) ke features
Perbedaan mendasar teknologi GSM dan CDMA
Perbedaan mendasar dari teknologi CDMA adalah sistem modulasinya. Modulasi CDMA
merupakan kombinasi FDMA (Frekuensi Division Multiple Access) dan TDMA (Time Division
Multiple Access). Pada teknologi FDMA, 1 kanal frekuensi melayani 1 sirkuit pada satu waktu,
sedangkan pada TDMA, 1 kanal frekuensi dipakai oleh beberapa pengguna dengan cara slot
waktu yang berbeda.
Pada CDMA beberapa pengguna bisa dilayani pada waktu bersamaan dan frekuensi yang sama,
dimana pembedaan satu dengan lainnya ada pada sistem coding-nya, sehingga penggunaan
spektrum frekuensinya teknologi CDMA sangat efisien.
Kelebihan yang ditawarkan CDMA antara lain kualitas suara dan data, harga atau tarif yang
lebih murah, investasi yang lebih kecil, dan keamanan dalam berkomunikasi (tidak mudah
disadap).
Teknologi GSM dengan GPRS nya akan terlibas dengan content pada CDMA karena keterbatasan
akan lebar data dan aplikasi multimedia pada teknologi GSM.
Kelebihan teknologi berbasis GSM diindonesia adalah coverage yanga luas dan roaming jelajah
yang sangat luas baik dalam negeri bahkan seluruh dunia, sedangkan CDMA dengan telkomflexi
masih sangat terbatas.
Jumat, 18 Juni 2010
Mengukur tinggi level air dengan sensor
Banyak macam cara yang dapat digunakan untuk mengukur ketinggian
permukaan air, pada aplikasi yang akan dicontohkan kali ini cara yang digunakan
untuk membuat semacam sensor pengukur ketinggian air yaitu dengan menggunakan
pelampung dan sensor pengukur jarak. Cara ini dapat digunakan jika ukuran tinggi
maksimal permukaan air adalah tetap dan telah diketahui nilainya dengan pasti,
misalnya pada tandon air.
Pada prinsipnya dengan mengukur selisih ketinggian antara batas tinggi
maksimal permukaan air dengan posisi ketinggian pelampung maka tinggi permukaan
air dapat diketahui. Untuk mengukur selisih ketinggian antara tinggi maksimal
permukaan air dengan posisi ketinggian pelampung digunakan sensor pengukur jarak,
karena selisih ketinggian antara tinggi maksimal permukaan air dengan posisi
ketinggian pelampung adalah sama dengan jarak antara batas maksimal permukaan air
dengan posisi pelampung yang akan diukur.
Sehingga dengan menempatkan sensor pengukur jarak pada posisi batas
maksimal ketinggian air, maka jarak yang terukur antara sensor dengan pelampung
adalah sama dengan selisih ketinggian air maksimum dengan ketinggian pelampung.
Jika ketinggian air maksimum adalah tetap dan pasti nilainya, maka dengan
mengurangkan nilai tersebut dengan nilai selisih ketinggian pelampung, maka
ketinggian air dapat diketahui. Untuk memperjelas sebagai contoh adalah seperti pada
gambar 1:
Seperti contoh pada gambar 1, misalkan tinggi maksimum permukaan air
adalah (T) = 100cm, dan jarak antara posisi tinggi maksimum dengan posisi
pelampung adalah (t) = 30cm, maka tinggi permukaan air adalah (tair) =T – t =100–
30=70cm. Karena sensor pengukur jarak yang akan dipergunakan menggunakan
metode pantulan cahaya infra merah, maka pada pelampung diberi lapisan sebagai
pemantul cahaya infra merah sensor. Untuk mengurangi gangguan maka pelampung
dan sensor ditempatkan pada sebuah tabung silinder yang tertutup, dengan sebuah
lubang pada dasarnya sebagai tempat air masuk. Tabung ini juga berfungsi sebagai
semacam tempat pelampung agar dapat bergerak naik turun mengikuti perubahan
ketinggian permukaan air. Dari penjelasan diatas maka dengan hanya menggunakan
sebuah sensor pengukur jarak maka ketinggian air dapat diukur.
Sensor pengukur jarak yang digunakan adalah modul sensor InfraRed Object
Detector, yaitu modul sensor pendeteksi benda dengan menggunakan infra merah.
Modul ini menggunakan rangkaian sensor yang telah berbentuk modul jadi siap pakai,
dengan cara penggunaan yang relatif mudah dan mempunyai ukuran yang cukup
kecil, sehingga dapat menghemat tempat dan praktis untuk untuk digunakan. Salah
satu bentuk aplikasi dari modul sensor ini adalah sebagai modul sensor pengukur
jarak.
Modul-modul yang digunakan pada aplikasi pengukur ketinggian air ini
adalah modul sensor InfrRed Object Detector, modul OP-01, modul ADC0809,
modul DST-52 dan modul LCD. Seperti yang telah dijelsakan diatas, jarak yang akan
diukur adalah jarak antara obyek (pelampung) dengan sensor. Prinsip kerja dari
aplikasi ini adalah mendeteksi keberadaan obyek didepan sensor yaitu pelampung,
mengukur berapa jauh jarak obyek tersebut, kemudian dari hasil pengukuran
dilakukan penghitungan untuk mendapatkan posisi ketinggian air.
Jarak obyek (pelampung) dengan sensor dapat dihitung dengan mengukur
besarnya tegangan output pada sensor InfraRed Object Detector. Output dari sensor
adalah berupa tegangan DC. Semakin dekat jarak obyek dengan sensor maka semakin
tinggi pula tegangan yang dikeluarkan oleh output sensor. Besarnya tegangan pada
output sensor akan diperbarui secara terus-menerus kira-kira setiap 32ms sekali.
Nilai perubahan tegangan output sensor terhadap perubahan jarak obyek adalah
seperti yang terdapat pada gambar 2 grafik respon sensor, yaitu grafik yang
menunjukkan besarnya tegangan output sensor sesuai dengan jarak obyek yang
terukur. Tegangan output sensor tersebut diumpankan ke modul ADC0809. Sebelum
diumpankan ke input modul ADC, tegangan output sensor tersebut terlebih dahulu
diatur tegangan offset nol nya dan diperkuat sebagai proses kalibrasi.
Untuk pengaturan tegangan offset dan penguatan menggunakan modul OP-01.
Sebagai pengatur tegangan offset menggunakan rangkaian Op Amp sebagai
substractor, dimana tegangan output dari sensor dikurangkan dengan tegangan
referensi sampai tegangan pada output substractor mencapai level 0. Pengurangan
tegangan ini dimaksudkan untuk mengkalibrasi titik 0 output sensor. Kemudian
tegangan dari output rangkaian substracktor ini diperkuat menggunakan rangkaian Op
Amp sebagai penguat non-inverting. Tingkat penguatan pada rangkaian ini dapat
diatur sesuai dengan kebutuhan, pada aplikasi kali ini tingkat penguatan yang dipakai
adalah 1x. Contoh gambar rangkaian cara menghubungkan sensor dengan rangkaian
pengatur tegangan offset dan penguat dengan menggunakan modul OP-01 adalah
seperti pada gambar 3 dan 4.
Setelah output sensor diperkuat, kemudian diumpankan ke modul ADC0809 yang
berguna untuk mengkonversi analog ke digital. Dari output biner hasil konversi
modul ADC0809 inilah, jarak obyek (pelampung) terhadap sensor dapat
diketahui. Karena tegangan referensi ADC yang digunakan adalah 5VDC maka
resolusi ADC adalah sebesar 0,0196V. Jadi setiap terjadi perubahan pada input
ADC sebesar 0.0196V maka pada output terjadi perubahan data sebesar 1 bit.
Dari data digital output ADC, kemudian disesuaikan dengan grafik pada gambar
2, maka jarak obyek (pelampung) dengan sensor dapat diketahui. Misalnya output
dari ADC adalah bernilai 0x49H, maka tegangan output sensor adalah:
Hasil Konversi ADC: 0x49H = 73 desimal
Tegangan Output Sensor : 73 x 0,019V = 1,387V
Jika tegangan output sensor telah diketahui sebesar1,387V, maka sesuai
dengan grafik pada gambar 1, jarak obyek (pelampung) terhadap sensor adalah sekitar
20cm. Hasil konversi dari modul ADC0809 ini kemudian diumpankan ke modul
DST-52, untuk proses menghitung tinggi permukaan air.
Sesuai dengan penjelasan diatas, jika jarak antara tinggi permukaan air
maksimum dengan permukaan air telah diketahui, maka ketinggian permukaan air
dapat dihitung. Seperti pada contoh diatas, sesuai dengan gambar 1, jika dengan
pengukuran diketahui jarak antara batas tinggi maksimum (sensor) dengan pelampung
(t) adalah sebesar 20cm, dan ketinggian maksimal permukaan air dari dasar (T)
adalah 100cm, maka ketinggian permukaan air dari dasar (tair) adalah tair=T-t=100-
20=80cm. Hasil perhitungan ketinggian air ini kemudian ditampilkan pada modul
LCD. Contoh program pengambilan data dari modul ADC0809 adalah seperti pada
potongan program 1.
Pertama-tama modul ADC diperintahkan untuk mulai proses konversi, yaitu
dengan memberi perintah menulis data ke memori eksternal dengan alamat data
adalah alamat modul ADC, dalam hal ini adalah 0800H, seperti pada potongan
program 1 baris 4. Kemudian menunggu proses konversi, lalu data diambil dengan
memberi perintah membaca data dari memori eksternal dengan alamat data adalah
alamat ADC. Data hasil konversi kemudian disimpan pada Accumulator, seperti pada
potongan program 1 baris 8.
Setelah data diperoleh dilanjutkan dengan proses penghitungan tinggi air, seperti
pada contoh potongan program 2. Data hasil konversi ADC ini kemudian dirubah
menjadi data jarak sensor dengan pelampung. Untuk memudahkan, data jarak
tersebut telah ditabelkan terlebih dahulu, baru kemudian isi tabel tersebut dibaca
sesuai dengan nilai konversi ADC, seperti pada potongan program 2 baris 4. Hasil
pembacaan tabel jarak tersebut kemudian disimpan pada variabel jarak, seperti
pada potongan program 2 baris 5. Kemudian setelah jarak sensor dengan
pelampung diketahui, maka selanjutnya adalah proses perhitungan tinggi air
dengan rumus:
tair=T-t
Seperti pada potongan program 2 baris 7 dan 8, nilai T disimpan pada
Accumulator, lalu nilai Accumulator tersebut dikurangi dengan nilai yang disimpan
pada variabel JARAK, yaitu nilai t, hasil pengurangan ini adalah nilai ketinggian air
yang diukur (tair), dan disimpan pada Accumulator. Nilai ketinggian air ini kemudian
disimpan pada variabel TINGGIAIR dan kemudian ditampilkan pada modul LCD.
permukaan air, pada aplikasi yang akan dicontohkan kali ini cara yang digunakan
untuk membuat semacam sensor pengukur ketinggian air yaitu dengan menggunakan
pelampung dan sensor pengukur jarak. Cara ini dapat digunakan jika ukuran tinggi
maksimal permukaan air adalah tetap dan telah diketahui nilainya dengan pasti,
misalnya pada tandon air.
Pada prinsipnya dengan mengukur selisih ketinggian antara batas tinggi
maksimal permukaan air dengan posisi ketinggian pelampung maka tinggi permukaan
air dapat diketahui. Untuk mengukur selisih ketinggian antara tinggi maksimal
permukaan air dengan posisi ketinggian pelampung digunakan sensor pengukur jarak,
karena selisih ketinggian antara tinggi maksimal permukaan air dengan posisi
ketinggian pelampung adalah sama dengan jarak antara batas maksimal permukaan air
dengan posisi pelampung yang akan diukur.
Sehingga dengan menempatkan sensor pengukur jarak pada posisi batas
maksimal ketinggian air, maka jarak yang terukur antara sensor dengan pelampung
adalah sama dengan selisih ketinggian air maksimum dengan ketinggian pelampung.
Jika ketinggian air maksimum adalah tetap dan pasti nilainya, maka dengan
mengurangkan nilai tersebut dengan nilai selisih ketinggian pelampung, maka
ketinggian air dapat diketahui. Untuk memperjelas sebagai contoh adalah seperti pada
gambar 1:
Seperti contoh pada gambar 1, misalkan tinggi maksimum permukaan air
adalah (T) = 100cm, dan jarak antara posisi tinggi maksimum dengan posisi
pelampung adalah (t) = 30cm, maka tinggi permukaan air adalah (tair) =T – t =100–
30=70cm. Karena sensor pengukur jarak yang akan dipergunakan menggunakan
metode pantulan cahaya infra merah, maka pada pelampung diberi lapisan sebagai
pemantul cahaya infra merah sensor. Untuk mengurangi gangguan maka pelampung
dan sensor ditempatkan pada sebuah tabung silinder yang tertutup, dengan sebuah
lubang pada dasarnya sebagai tempat air masuk. Tabung ini juga berfungsi sebagai
semacam tempat pelampung agar dapat bergerak naik turun mengikuti perubahan
ketinggian permukaan air. Dari penjelasan diatas maka dengan hanya menggunakan
sebuah sensor pengukur jarak maka ketinggian air dapat diukur.
Sensor pengukur jarak yang digunakan adalah modul sensor InfraRed Object
Detector, yaitu modul sensor pendeteksi benda dengan menggunakan infra merah.
Modul ini menggunakan rangkaian sensor yang telah berbentuk modul jadi siap pakai,
dengan cara penggunaan yang relatif mudah dan mempunyai ukuran yang cukup
kecil, sehingga dapat menghemat tempat dan praktis untuk untuk digunakan. Salah
satu bentuk aplikasi dari modul sensor ini adalah sebagai modul sensor pengukur
jarak.
Modul-modul yang digunakan pada aplikasi pengukur ketinggian air ini
adalah modul sensor InfrRed Object Detector, modul OP-01, modul ADC0809,
modul DST-52 dan modul LCD. Seperti yang telah dijelsakan diatas, jarak yang akan
diukur adalah jarak antara obyek (pelampung) dengan sensor. Prinsip kerja dari
aplikasi ini adalah mendeteksi keberadaan obyek didepan sensor yaitu pelampung,
mengukur berapa jauh jarak obyek tersebut, kemudian dari hasil pengukuran
dilakukan penghitungan untuk mendapatkan posisi ketinggian air.
Jarak obyek (pelampung) dengan sensor dapat dihitung dengan mengukur
besarnya tegangan output pada sensor InfraRed Object Detector. Output dari sensor
adalah berupa tegangan DC. Semakin dekat jarak obyek dengan sensor maka semakin
tinggi pula tegangan yang dikeluarkan oleh output sensor. Besarnya tegangan pada
output sensor akan diperbarui secara terus-menerus kira-kira setiap 32ms sekali.
Nilai perubahan tegangan output sensor terhadap perubahan jarak obyek adalah
seperti yang terdapat pada gambar 2 grafik respon sensor, yaitu grafik yang
menunjukkan besarnya tegangan output sensor sesuai dengan jarak obyek yang
terukur. Tegangan output sensor tersebut diumpankan ke modul ADC0809. Sebelum
diumpankan ke input modul ADC, tegangan output sensor tersebut terlebih dahulu
diatur tegangan offset nol nya dan diperkuat sebagai proses kalibrasi.
Untuk pengaturan tegangan offset dan penguatan menggunakan modul OP-01.
Sebagai pengatur tegangan offset menggunakan rangkaian Op Amp sebagai
substractor, dimana tegangan output dari sensor dikurangkan dengan tegangan
referensi sampai tegangan pada output substractor mencapai level 0. Pengurangan
tegangan ini dimaksudkan untuk mengkalibrasi titik 0 output sensor. Kemudian
tegangan dari output rangkaian substracktor ini diperkuat menggunakan rangkaian Op
Amp sebagai penguat non-inverting. Tingkat penguatan pada rangkaian ini dapat
diatur sesuai dengan kebutuhan, pada aplikasi kali ini tingkat penguatan yang dipakai
adalah 1x. Contoh gambar rangkaian cara menghubungkan sensor dengan rangkaian
pengatur tegangan offset dan penguat dengan menggunakan modul OP-01 adalah
seperti pada gambar 3 dan 4.
Setelah output sensor diperkuat, kemudian diumpankan ke modul ADC0809 yang
berguna untuk mengkonversi analog ke digital. Dari output biner hasil konversi
modul ADC0809 inilah, jarak obyek (pelampung) terhadap sensor dapat
diketahui. Karena tegangan referensi ADC yang digunakan adalah 5VDC maka
resolusi ADC adalah sebesar 0,0196V. Jadi setiap terjadi perubahan pada input
ADC sebesar 0.0196V maka pada output terjadi perubahan data sebesar 1 bit.
Dari data digital output ADC, kemudian disesuaikan dengan grafik pada gambar
2, maka jarak obyek (pelampung) dengan sensor dapat diketahui. Misalnya output
dari ADC adalah bernilai 0x49H, maka tegangan output sensor adalah:
Hasil Konversi ADC: 0x49H = 73 desimal
Tegangan Output Sensor : 73 x 0,019V = 1,387V
Jika tegangan output sensor telah diketahui sebesar1,387V, maka sesuai
dengan grafik pada gambar 1, jarak obyek (pelampung) terhadap sensor adalah sekitar
20cm. Hasil konversi dari modul ADC0809 ini kemudian diumpankan ke modul
DST-52, untuk proses menghitung tinggi permukaan air.
Sesuai dengan penjelasan diatas, jika jarak antara tinggi permukaan air
maksimum dengan permukaan air telah diketahui, maka ketinggian permukaan air
dapat dihitung. Seperti pada contoh diatas, sesuai dengan gambar 1, jika dengan
pengukuran diketahui jarak antara batas tinggi maksimum (sensor) dengan pelampung
(t) adalah sebesar 20cm, dan ketinggian maksimal permukaan air dari dasar (T)
adalah 100cm, maka ketinggian permukaan air dari dasar (tair) adalah tair=T-t=100-
20=80cm. Hasil perhitungan ketinggian air ini kemudian ditampilkan pada modul
LCD. Contoh program pengambilan data dari modul ADC0809 adalah seperti pada
potongan program 1.
Pertama-tama modul ADC diperintahkan untuk mulai proses konversi, yaitu
dengan memberi perintah menulis data ke memori eksternal dengan alamat data
adalah alamat modul ADC, dalam hal ini adalah 0800H, seperti pada potongan
program 1 baris 4. Kemudian menunggu proses konversi, lalu data diambil dengan
memberi perintah membaca data dari memori eksternal dengan alamat data adalah
alamat ADC. Data hasil konversi kemudian disimpan pada Accumulator, seperti pada
potongan program 1 baris 8.
Setelah data diperoleh dilanjutkan dengan proses penghitungan tinggi air, seperti
pada contoh potongan program 2. Data hasil konversi ADC ini kemudian dirubah
menjadi data jarak sensor dengan pelampung. Untuk memudahkan, data jarak
tersebut telah ditabelkan terlebih dahulu, baru kemudian isi tabel tersebut dibaca
sesuai dengan nilai konversi ADC, seperti pada potongan program 2 baris 4. Hasil
pembacaan tabel jarak tersebut kemudian disimpan pada variabel jarak, seperti
pada potongan program 2 baris 5. Kemudian setelah jarak sensor dengan
pelampung diketahui, maka selanjutnya adalah proses perhitungan tinggi air
dengan rumus:
tair=T-t
Seperti pada potongan program 2 baris 7 dan 8, nilai T disimpan pada
Accumulator, lalu nilai Accumulator tersebut dikurangi dengan nilai yang disimpan
pada variabel JARAK, yaitu nilai t, hasil pengurangan ini adalah nilai ketinggian air
yang diukur (tair), dan disimpan pada Accumulator. Nilai ketinggian air ini kemudian
disimpan pada variabel TINGGIAIR dan kemudian ditampilkan pada modul LCD.
MikrokontrolerAVR AT90S2313
AT90S2313 merupakan mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur RISC (Reduced Intruction Set Computer). Dengan pelaksanaan satu instruksi dalam satu siklus clock, mikrokontroller AT90S2313 mendekati 1 MIPS (Million Instruction Per Second) pada 1 MHZ, yang memungkinkan pengguna mengoptimalkan perbandingan konsumsi energi terhadap kecepatan proses. Deskripsi singkat Mikrokontroler AT90S2313:
• AVR – Arsitektur RISC berunjuk kerja tinggi dan berkonsumsi daya rendah.
– 118 Instruksi – Hampir semua instruksi hanya perlu satu clock
– Register Serbaguna 832×
– Mendekati 10 MIPS pada 10 MHz
• Data and Non-volatile Program Memory
– 2K Byte In-System Programmable Flash, ketahanan 1,000 kali baca/tulis
– 128 Byte SRAM
– 128 Byte In-System Programmable EEPROM, ketahanan: 100,000 kali baca/tulis
– Programming Lock untuk keamanan data Flash memory dan EEPROM
• Peripheral yang tersedia
– One 8-bit Timer/Counter dengan Prescaler terpisah
– One 16-bit Timer/Counter dengan Prescaler terpisah, Compare, Capture Mode dan 8-, 9-, atau 10-bit PWM
– On-chip Analog Comparator
– Programmable Watchdog Timer dengan On-chip Oscillator
– SPI Serial Interface untuk In-System Programming
– Full Duplex UART
• Fasilitas khusus pada mikrokontroler ini:
– Low-power Idle dan mode power-down
– Sumber interupsi eksternal dan internal
• Spesifikasi
– Low-power, High-speed CMOS Process Technology
– Fully Static Operation
• Konsumsi daya pada 4 MHz, 3V, 25°C
– Aktif: 2.8 mA
– Mode Idle: 0.8 mA
– Mode Power-down: <1 μA
• Jumlah pin Input/Output dan kemasan IC
– 15 Programmable I/O Lines
– 20-pin PDIP and SOIC
• Rekomendasi tegangan kerja
– 2.7 s.d 6.0V (AT90S2313-4)
– 4.0 s.d 6.0V (AT90S2313-10)
• Rekomendasi frekuensi kerja
– 0 s.d 4 MHz (AT90S2313-4)
– 0 s.d 10 MHz (AT90S2313-10)
Mikrokontroller AVR mengkombinasikan set instruksi dengan 32 register serbaguna (general purpose working registers). Semua 32 register terhubung secara langsung ke Logic Unit (ALU), memungkinkan dua register diakses dalam satu eksekusi instruksi yang hanya membutuhkan satu siklus clock. Arsitektur yang dihasilkan lebih efisien mencapai 10 kali lebih cepat daripada mikrokontroler CISC konvensional.
ROM jenis On-chip In-System Programmable Flash memungkinkan penulisan ulang program melalui suatu SPI serial interface atau oleh suatu programmer konvensional. Mikrokontroller AVR AT90S2313 didukung oleh development tools mencakup: C compiler, asembler makro, program debugger/simulators, In-Circuit Emulators dan kit evaluasi.
Memori yang terdapat pada AT90S2313 adalah 2KByte Programmable Flash memory, 128 Byte EEPROM, dan 128 Byte SRAM. Flash memory digunakan untuk tempat penyimpanan program dengan kemampuan dapat ditulis ulang sampai 1000kali. EEPROM biasa digunakan untuk menyimpan data sebelum sistem dimatikan, isi EEPROM tidak berubah ketika sistem dinyalakan kembali. Sedangkan SRAM digunakan untuk menyimpan data sementara, isi SRAM akan hilang saat sistem dimatikan.
• AVR – Arsitektur RISC berunjuk kerja tinggi dan berkonsumsi daya rendah.
– 118 Instruksi – Hampir semua instruksi hanya perlu satu clock
– Register Serbaguna 832×
– Mendekati 10 MIPS pada 10 MHz
• Data and Non-volatile Program Memory
– 2K Byte In-System Programmable Flash, ketahanan 1,000 kali baca/tulis
– 128 Byte SRAM
– 128 Byte In-System Programmable EEPROM, ketahanan: 100,000 kali baca/tulis
– Programming Lock untuk keamanan data Flash memory dan EEPROM
• Peripheral yang tersedia
– One 8-bit Timer/Counter dengan Prescaler terpisah
– One 16-bit Timer/Counter dengan Prescaler terpisah, Compare, Capture Mode dan 8-, 9-, atau 10-bit PWM
– On-chip Analog Comparator
– Programmable Watchdog Timer dengan On-chip Oscillator
– SPI Serial Interface untuk In-System Programming
– Full Duplex UART
• Fasilitas khusus pada mikrokontroler ini:
– Low-power Idle dan mode power-down
– Sumber interupsi eksternal dan internal
• Spesifikasi
– Low-power, High-speed CMOS Process Technology
– Fully Static Operation
• Konsumsi daya pada 4 MHz, 3V, 25°C
– Aktif: 2.8 mA
– Mode Idle: 0.8 mA
– Mode Power-down: <1 μA
• Jumlah pin Input/Output dan kemasan IC
– 15 Programmable I/O Lines
– 20-pin PDIP and SOIC
• Rekomendasi tegangan kerja
– 2.7 s.d 6.0V (AT90S2313-4)
– 4.0 s.d 6.0V (AT90S2313-10)
• Rekomendasi frekuensi kerja
– 0 s.d 4 MHz (AT90S2313-4)
– 0 s.d 10 MHz (AT90S2313-10)
Mikrokontroller AVR mengkombinasikan set instruksi dengan 32 register serbaguna (general purpose working registers). Semua 32 register terhubung secara langsung ke Logic Unit (ALU), memungkinkan dua register diakses dalam satu eksekusi instruksi yang hanya membutuhkan satu siklus clock. Arsitektur yang dihasilkan lebih efisien mencapai 10 kali lebih cepat daripada mikrokontroler CISC konvensional.
ROM jenis On-chip In-System Programmable Flash memungkinkan penulisan ulang program melalui suatu SPI serial interface atau oleh suatu programmer konvensional. Mikrokontroller AVR AT90S2313 didukung oleh development tools mencakup: C compiler, asembler makro, program debugger/simulators, In-Circuit Emulators dan kit evaluasi.
Memori yang terdapat pada AT90S2313 adalah 2KByte Programmable Flash memory, 128 Byte EEPROM, dan 128 Byte SRAM. Flash memory digunakan untuk tempat penyimpanan program dengan kemampuan dapat ditulis ulang sampai 1000kali. EEPROM biasa digunakan untuk menyimpan data sebelum sistem dimatikan, isi EEPROM tidak berubah ketika sistem dinyalakan kembali. Sedangkan SRAM digunakan untuk menyimpan data sementara, isi SRAM akan hilang saat sistem dimatikan.
Langganan:
Postingan (Atom)