Suhu Peta Memori LANDASAN TEORI

commit to user 4

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1 Suhu

Suhu menunjukkan derajat panas benda. Mudahnya, semakin tinggi suhu suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara mikroskopis, suhu menunjukkan energi yang dimiliki oleh suatu benda. Setiap atom dalam suatu benda masing-masing bergerak, baik itu dalam bentuk perpindahan maupun gerakan di tempat berupa getaran. Makin tingginya energi atom-atom penyusun benda, makin tinggi suhu benda tersebut. Suhu juga disebut temperatur yang diukur dengan alat termometer. Empat macam termometer yang paling dikenal adalah Celsius, Reumur, Fahrenheit dan Kelvin. Perbandingan antara satu jenis termometer dengan termometer lainnya mengikuti: C:R:F-32 = 5:4:9 dan K=C - 273.derajat Karena dar Kelvin ke derajat Celsius, Kelvin dimulai dari 273 derajat, bukan dari -273 derajat. Dan derajat Celsius dimulai dari 0 derajat. Suhu Kelvin sama perbandingan nya dengan derajat Celsius yaitu 5:5, maka dari itu, untuk mengubah suhu tersebut ke suhu yang lain, sebaiknya menggunakan atau mengubahnya ke derajat Celsius terlebih dahulu, karena jika kita menggunakan Kelvin akan lebih rumit untuk mengubahnya ke suhu yang lain. Contoh: K=R 45X[300-273] daripada: C=R 45X27 Sebagai contoh: dan . Suhu - Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas, 2011 commit to user 5

2.2 KELEMBABAN

Kelembaban adalah konsentrasi uap air di udara. Angka konsentasi ini dapat diekspresikan dalam kelembaban absolut, kelembaban spesifik atau kelembaban relatif. Alat untuk mengukur kelembaban disebut higrometer. Sebuah humidistat digunakan untuk mengatur tingkat kelembaban udara dalam sebuah bangunan dengan sebuah pengawalembap dehumidifier. Dapat dianalogikan dengan sebuah termometer dan termostat untuk suhu udara. Perubahan tekanan sebagian uap air di udara berhubungan dengan perubahan suhu. Konsentrasi air di udara pada tingkat permukaan laut dapat mencapai 3 pada 30 °C 86 °F, dan tidak melebihi 0,5 pada 0 °C 32 °F.

2.2.1 Kelambaban Absolut

Kelembaban absolut mendefinisikan massa dari uap air pada volume tertentu campuran udara atau gas, dan umumnya dilaporkan dalam gram per meter kubik g m 3 .

2.2.2 Kelembaban spesifik

Kelembaban spesifik adalah metode untuk mengukur jumlah uap air di udara dengan rasio terhadap uap air di udara kering. Kelembaban spesifik diekspresikan dalam rasio kilogram uap air, m w , per kilogram udara, m a . Rasio tersebut dapat ditulis sebagai berikut: Kelembaban - Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas, 2011

2.3 Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah suatu keping IC dimana terdapat mikroprosesor dan memori program ROM serta memori serbaguna RAM, bahkan ada beberapa jenis mikrokontroler yang memiliki fasilitas ADC, PLL, EEPROM commit to user 6 dalam satu kemasan. Penggunaan mikrokontroler dalam bidang kontrol sangat luas dan populer. Ada beberapa vendor yang membuat mikrokontroler diantaranya Intel, Microchip, Winbond, Atmel, Philips, Xemics dan lain - lain. Dari beberapa vendor tersebut, yang paling populer digunakan adalah mikrokontroler buatan Atmel. Mikrok ontroler AVR Alf and Vegard‟s Risc prosesor memiliki arsitektur RISC 8 bit, di mana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit 16-bits word dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 satu siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS 51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Tentu saja itu terjadi karena kedua jenis mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVR berteknologi RISC Reduced Instruction Set Computing, sedangkan seri MCS 51 berteknologi CISC Complex Instruction Set Computing. Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing – masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama. Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu ATMega8535. Selain mudah didapatkan dan lebih murah ATMega8535 juga memiliki fasilitas yang lengkap. Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu AT Tiny, AVR klasik, AT Mega. Perbedaannya hanya pada fasilitas dan IO yang tersedia serta fasilitas lain seperti ADC,EEPROM dan lain sebagainya. Salah satu contohnya adalah AT Mega 8535. Memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz membuat ATMega8535 lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS 51. Dengan fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan ATMega8535 sebagai mikrokontroler yang powerfull.

2.3.1 Arsitektur ATMega8535

Mikrokontroler ATmega8535 memiliki fitur-fitur utama, seperti berikut : 1. 32 saluran IO Port A, Port B, Port C, dan Port D commit to user 7 2. 10 bit 8 Channel ADC Analog to Digital Converter 3. 4 channel PWM 4. 6 Sleep Modes : Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power- down, Standby and Extended Standby 5. 3 buah timercounter 6. Analog comparator 7. Watchdog timer dengan osilator internal 8. 512 byte SRAM 9. 512 byte EEPROM 10. 8 kb Flash memory dengan kemampuan Read While Write 11. Unit interupsi internal eksternal 12. Port antarmuka SPI8535 “memory map” 13. Port USART untuk komunikasi serial dengan kecepatan maksimal 2,5Mbps 14. 4.5 sampai 5.5V operation, 0 sampai 16MHz KONFIGURASI PIN AT MEGA 8535 Gambar 2.3 Deskripsi Pin AT Mega 8535 commit to user 8

2.3.2 Deskripsi Mikrokontroller ATmega8535

1. Port A berfungsi sebagai input analog pada AD Konverter. Port A juga berfungsi sebagai suatu Port IO 8-bit dua arah, jika ADKonverter tidak digunakan. Pin - pin Port dapat menyediakanresistor internal pull-up yang dipilih untuk masing- masing bit.Port A output buffer mempunyai karakteristik gerakan simetrisdengan keduanya sink tinggi dan kemampuan sumber. Ketika pinPA0 ke PA7 digunakan sebagai input dan secara eksternal ditarikrendah, pin – pin akan memungkinkan arus sumber jika resistor internal pull-up diaktifkan. Pin Port A adalah tri-stated manakalasuatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis. 2. Port B PB7..PB0 Port B adalah suatu Port IO 8-bit dua arah dengan resistor internalpull-up yang dipilih untuk beberapa bit. Port B output buffermempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sinktinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pin port B yangsecara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pullup diaktifkan. Pin Port B adalah tri-stated manakala suatu kondisireset menjadi aktif, sekalipun waktu habis. 3. Port C PC7..PC0 Port C adalah suatu Port IO 8-bit dua arah dengan resistor internalpull-up yang dipilih untuk beberapa bit. Port C output buffermempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sinktinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pin port C yang secara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pullupdiaktifkan. Pin Port C adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis. 4. Port D PD7..PD0 Port D adalah suatu Port IO 8-bit dua arah dengan resistor internalpull-up yang dipilih untuk beberapa bit. Port D output commit to user 9 buffermempunyai karakteristik gerakan simetris dengan keduanya sinktinggi dan kemampuan sumber. Sebagai input, pin port D yangsecara eksternal ditarik rendah akan arus sumber jika resistor pullupdiaktifkan. Pin Port D adalah tri-stated manakala suatu kondisi reset menjadi aktif, sekalipun waktu habis. 5. RESET Masukan input. Level rendah pada pin ini dalam waktu lama dan lebih rendah dari lebar pulsa minimum akan menhasilkan reset, meskipun clock tidak bekerja. 6. XTAL1 Masukan ke penguat oscillator pembalik dan input ke clock internal sirkuit 7. XTAL2 Keluaran dari penguat oscillator pembalik 8. AVCC AVCC adalah pencatu daya pada port A dan converter AD. Secara eksternal terhubung ke VCC, sekalipun ADC tidak digunakan. Jika ADC digunakan, tetap harus terhubung ke VCC sebagai low pass filter. 9. AREF AREF sebagai referensi untuk konverter AD. commit to user 10

2.4 ARSITEKTUR MIKROKONTROLLER AT MEGA 8535

Gambar 2.4 Arsitektur Mikrokontroller At Mega 8535

2.4.1 Organisasi memori AVR ATMega8535

AVR ATMega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori program yang terpisah. Sebagai tambahan, ATmega8535memiliki fitur suatu EEPROM Memori untuk penyimpanan data. Semuatiga ruang memori adalah reguler dan linier.

2.4.2 Memori Data

Memori data terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 register umum,64 buah register IO,dan 512 byte SRAM Internal.Register commit to user 11 keperluan umum menempati space data pada alamatterbawah, yaitu 00 sampai 1F. Sementara itu, register khusus unutk menangani IO dan kontrol terhadap mikrokontroler menempati 64alamat berikutnya, yaitu mulai dari 20 hingga 5F. Register tersebutmerupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsiterhadap berbagai peripheral mikrokontroler, seperti kontrol register,timercounter, fungsi – fungsi IO, dan sebagainya. Register khususalamat memori secara lengkap dapat dilihat pada Tabel 2.2. Alamatmemori berikurnya digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi60 sampai dengan 25F. Konfigurasi memori data ditunjukkan pada

2.4.3 Memori Program

ATmega8535 berisi 8K bytes On-Chip di dalam sistem Memoriflash Reprogrammable untuk penyimpanan program. Karena semuaAVR instruksi adalah 16 atau 32 bits lebar, Flash adalah berbentuk 4K x16. Untuk keamanan perangkat lunak, Flash Ruang program memori adalah dibagi menjadi dua bagian, bagian boot program dan bagian aplikasi program dengan alamat mulai dari 000 sampai FFF.Flash Memori mempunyai suatu daya tahan sedikitnya 10,000writeerase Cycles. ATmega8535 Program Counter PC adalah 12 bitlebar, alamat ini 4K lokasi program memori.

2.4.4 Port Sebagai Input Output Digital

ATmega8535 mempunyai empat buah port yang bernama PortA, PortB, PortC, dan PortD. Keempat port tersebut merupakan jalur bi-directional dengan pilihan internal pull-up. Tiap port mempunyai tiga buah register bit, yaitu DDxn, PORTxn, dan PINxn. Huruf „x‟ mewakili nama huruf dari port sedangkan huruf „n‟ mewakili nomor bit. Bit DDxn terdapat pada IO address DDRx, bit PORTxn terdapat pada IO address PORTx, dan bit PINxn terdapat pada IO address commit to user 12 PINx. Bit DDxn dalam regiter DDRx Data Direction Register menentukan arah pin. Bila DDxn diset 1 maka Px berfungsi sebagai pin output. Bila DDxn diset 0 maka Px berfungsi sebagai pin input. Bila PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin input, maka resistor pull-up akan diaktifkan. Untuk mematikan resistor pull-up, PORTxn harus diset 0 atau pin dikonfigurasi sebagai pin output. Pin port adalah tri-state setelah kondisi reset. Bila PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 1. Dan bila PORTxn diset 0 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 0. Saat mengubah kondisi port dari kondisi tri-state DDxn=0, PORTxn=0 ke kondisi output high DDxn=1, PORTxn=1 maka harus ada kondisi peralihan apakah itu kondisi pull-up enabled DDxn=0, PORTxn=1atau kondisi output low DDxn=1, PORTxn=0. Biasanya, kondisi pull-up enabled dapat diterima sepenuhnya, selama lingkungan impedansi tinggi tidak memperhatikan perbedaan antara sebuah strong high driver dengan sebuah pull-up. Jika ini bukan suatu masalah, maka bit PUD pada register SFIOR dapat diset 1 untuk mematikan semua pull-up dalam semua port. Peralihan dari kondisi input dengan pull-up ke kondisi output low juga menimbulkan masalah yang sama. Maka harus menggunakan kondisi tri-state DDxn=0, PORTxn=0 atau kondisi output high DDxn=1, PORTxn=0 sebagai kondisi transisi. Lebih detil mengenai port ini dapat dilihat pada manual datasheet dari IC ATmega8535.

2.5 Peta Memori

ATMEGA 8535 memiliki dua jenis memori, yaitu program memory dan data memory ditambah satu fitur yaitu EEPROM memory untuk menyimpan data. commit to user 13 1. Program Memory ATMEGA 8535 memiliki On-Chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memory dibagi menjadi dua bagian, yaitu Boot Flash Section dan Application Flash Section . Boot Flash Section digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan. Application Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang dibuat user. AVR tidak dapat menjalakan program aplikasi ini sebelum menjalankan program Boot Loader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat deprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurasi bit di register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka program pada Application Flash Section juga sudah aman. Gambar 2.3 Peta Memori Program 2. Data Memory Gambar berikut menunjukkan peta memori SRAM pada ATMEGA 8535. Terdapat 608 lokasi address data memori. 96 lokasi address digunakan untuk Register File dan IO Memory sementara 512 likasi address lainnya commit to user 14 digunakan untuk internal data SRAM. Register file terdiri dari 32 general purpose working register, IO register terdiri dari 64 register. Gambar 2.5 Peta Memori Data 3. EEPROM Data Memory ATMEGA 8535 memiliki EEPROM 8 bit sebesar 512 byte untuk menyimpan data. Loaksinya terpisah dengan system address register, data register dan control register yang dibuat khusus untuk EEPROM. Alamat EEPROM dimulai dari 000 sampai 1FF. Gambar 2.6 EEPROM Data Memori Kurniawan, 2011.Konfiguarsi PIN ATMEGA8535 commit to user 15

2.6 Sensor