20 kali dalam keadaan normal atau tidak melakukan aktivitas berat. Berikut perhitungan yang dilakukan Jumlah udara oksigen yang dihirup dalam sekali
bernafas = 20 X 500 ml = 100 ml. Jumlah O
2
yang dihirup dalam 1 menit = 100 ml X 20 kali = 2000 ml = 2 l.
1 jam = 60 menit. 1 hari = 24 jam = 24 X 60 menit = 1440 menit.
Jadi dalam sehari manusia menghirup O
2
sebanyak = 2 l X 1440 = 2880 l.
2.2. Gs Oxygen Sensor
Sensor yang digunakan adalah sensor gas oksigen jenis KE buatan Figaro Sensor yang dikhususkan dirancang hanya untuk mendeteksi keberadaan gas O
2
saja. Sensor jenis ini mempunyai struktur yang sama dengan baterai yang terdiri dari elektroda dan eletrolit. Sensor ini memiliki 2 tipe, yaitu KE-25 dan KE-50.
Elektroda dibagi menjadi anoda berupa Pb timbal dan katoda yang terbuat dari emas Ag serta elektrolit berupa asam lemah atau alkaline. Dibawah ini adalah
gambar tampilan fisik Gs Oxygen.
Gmbar 2.1 Tampilan fisik Gs Oxygen Dari gambar diatas dapat kita ketahui bahwa oksigen yang masuk melalui
mulut bawah yang terdapat pada sensor. Dan sensor mengalamai reaksi elektroda. Elektroda emas merupakan sebuah padatan yang berupa selaput yang
tidak berongga. Oksigen yang masuk ke dalam sensor, direduksi pada elektroda emas dengan reaksi elektrokimia. Anoda dan katoda dihubungkan dengan
sebuah termistor dan resistor. Resistansi dua resistor ini mengubah arus yang terjadi akibat reaksi elektrokimia menjadi tegangan. Besar arus yang mengalir
pada dua resistor dipengaruhi oleh banyak oksigen yang tertangkap oleh
Universitas Sumatera Utara
membran elektroda. Tegangan resistansi ini digunakan sebagai keluaran sensor oksigen.
2.3. Mikrokontroller
Mikrokontroller adalah piranti elektronik berupa IC Integrated Circuit yang memiliki kemampuan manipulasi data informasi berdasarkan suatu
urutan instruksi program yang dibuat oleh programmer. Chip tunggal yang dirancang secara spesifik untuk aplikasi-aplikasi kontrol dan bukan untuk
aplikasi serbaguna. Perangkat ini seringkali digunakan untuk memenuhui seuatu kebutuhan kontrol tertentu seperti mengendalikan sebuah penggerak melalui
progremmer. •
Sistem Mikrokontroller
Besaran yang diraba kuantitas yang diukur dari perubahannya; misalnya, suhu, posisi, dll dikonversi menjadi sinyal listrik yang sesuai dengan
mengguanakan sensor dan Output dari sensor. Dilewatkan sebagai sinyal input pada mikrokontroller. Mikrokontroller juga dapat menerima input dari
pengguna. Pillihan-pilihan yang ditetapkan pengguna ini tipikalnya meliputi nilai–nilai sasaran bagi berbagi variabel seperti suhu ruangan yang diinginkan,
nilai batas seperti kecepatan putaran poros maksimum, atau batasan–batasan waktu seperti waktu ‘hidup’ dan waktu ‘mati’ waktu tunda delay, dan lain-
lain. Pengoperasian mikrokontroller dikendalikan oleh rangkaian instruksi software yang dikenal oleh sebagai program kontrol. Program kontrol bekerja
secara terus menerus, memeriksa input dari sensor–sensor, setting–setting pengguna, dan data waktu sebelum mengadakan perubahan pada sinyal–sinyal
output yang dikirmkan ke satu atau perangkat terkontrol. Besaran–besaran terkontrol dihasilkan oleh perangkat-perangkat terkontrol
sebagai tanggapan atas sinyal-sinyal output dari mikrokontroller. Perangkat terkontrol biasanya mengkonversi energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya.
Sebagai contoh, peangkat terkontrol mungkin saja merupakan sebuah pemanas listrik yang merubah energi listrik dari sumber a.c. menjadi energi panas
sehingga menghasilkan suatu suhu tertentu besaran terkontrol. Dalam sebagian besar sistem yang ada, salah pesyaratan yang diperlukan adalah sistem harus
Universitas Sumatera Utara
otomatis atau mengatur-sendiri. Segera setelah diset, sistem semacam ini akan terus bekerja tanpa membutuhkan intervensi operator yang terus-menerus.
Output dari sebuah sistem yang mengatur sendiri diumpankan kembali ke inputnya untuk menghasilkan apa yang dikenal sebagai sistem loop-tertutup.
Salah satu contoh dari sistem loop-tertutup adalah sistem kontrol pemanasan yang dirancang untuk mempertahankan suhu dan kelembahan ruanganyang
konstan dalam sebuah gedung terlepas dari berbagai perubahan kondisi di luar gedung tersebut.
Dalam bahasa yang lebih sederhana, sebuah mikrokontroller harus mampu menghasilkan suatu kondisi yang spesifik pada setiap saluran yang terhubung ke
port-port outputnya sebagai tanggapan atas suatu kombinasi tertentu dari kondisi-kondisi yang ada pada masing-masing saluran yang terhubung ke port-
port inputnya. Mikrokontroller juga harus memiliki sebuah unit pengelolaan pusat yang mampu melaksanakan operasi-operasi aritmatika, logika, dan
pewaktuan sederhana. Sinyal-sinyal port input dapat diturunkan dari sejumlah sumber, di antarnya:
a Saklar-saklar termasuk tombol-tombol tekan yang memberikan reaksi
dalam sekejap; b
Sensor-sensor menghasilkan output-output yang kompatibel dengan level- logika;
c Keyboard baik tipe yang dikodekan maupun yang tidak dikodekan.
Sinyal-sinyal port output dapat disambungkan ke sejumlah perangkat di antaranya:
a Saklar-saklar termasuk tombol-tombol tekan yang memberikan reaksi
dalam sekejap; b
Sensor-sensor menghasilkan output-output yang kompatibel dengan level- logika;
c Keyboard baik tipe yang dikodekan maupun yang tidak dikodekan.
Perangakt-perangkat input memberikan informasi kepada sistem komputer dari lingkungan di luarnya. Mikrokontroller menggunakan perangkat
perangkat input yang jauh lebih sederhana. Perangkat-perangkat ini tidak jauh lebih dari sekedar saklar-saklar atau kontak-kontak yang melaksanakan
Universitas Sumatera Utara
penyambungan dan pemutusan namun terdapat banyak jenis perangkat lainnya yang juga banyak digunakan termasuk diantaranya berbagai jenis sensor yang
menyediakan output-ouput level-logika seperti saklar float, detektor jarak, sensor cahaya,dll.
Penting untuk diperlihatkan bahwa, untuk dapat disambungkan secara langsung ke sebuah port input mikrokontroler, suatu perangkat input harus
menyediakan sinyal yang kompertibel logika. Ini disebabkan karena input-input mikrokontroler hanya dapat menerima sinyal-sinyal input digital dengan level
tegangan yang sama sebagaimana pada sumber daya logika. Level pertahanan bahwa, 0 V seringkali disebut dengan Vss dalam kasus mikrokontroller CMOS
dan catu positif Vdd dalam kasus mikrokontroller CMOS adalah 5V lebih kurang 5. Level tegangan pada sekitar 0V mengindikasikan sinyal logika 0 dan
tegangan pada level yang kurang lebih sama dengan catu daya positif mengindikasikan sinyal logika1.
Perangkat-perangkat input lainnya dapat meraba besaran-besaran analog seperti misalnya kecepatan namun memanfaatkan suatu kode digital untuk
mempresentasikan nilai besaran-besaran tersebut sebagai input ke suatu sistem mikrokontroller. Beberapa mikrokontroller menyediakan perangkat
pengkonversi analog ke digital ADC internal untuk menyederhanakan penyambungan sensor-sensor analog sebagai perangkat input.
Perangkat-perangkat output digunakan untuk mengkomunikasikan informasi atau tindakan-tindakan dari sebuah sistem komputer kepada dunia
luar. Pada sistem personal computer, perangkat output yang paling umum adalah perangkat tampilan atau display dll. Sebagaimana perangkat input, sistem
mikrokontroller seringkali menggunakan perangkat perangkat output yang jauh lebih sederhana. Perangkat ini bisa jadi tidak hanya sekedar LED, pembangkit
suatu piezeolektrik, relay, dan motor. Untuk dapat tersambung langsung ke port output sebuah mikrokontroller, perrangkat output harus karena mampu untuk
menerima sinyal kompertibel-logika. Jika besaran-besaran analog bukannya operasi ‘matihidup’ digital
sederhana dibutuhkan pada output, sebuah perangkat pengkonversi digital ke analog DAC akan dibutuhkan. Jika sinyal-sinyal input dan output tidak
Universitas Sumatera Utara
kompatibel-logika yaitu ketika sinyal-sinyal tersebut berada di luar jangkauan sinyal-sinyal yang dapat disambungkan secara langsung kepada mikrokontroller
sejumlah rangkaian anatrmuka dibutuhkan sebagai tambahan akan dibutuhkan untuk menggeser level tegangan atau menyediakan level penggerak arus
tambahan. Sebagai contoh, tersedia sejumlah rangkaian antarmuka yang umum digunakan relay solid-state yang akan memungkinkan mikrokontroller untuk
berhubungan dengan suatu beban yang tersambung ke sumber a.c. setelah itu adalah mungkin bagi sebuah mikrokontroller kecil yang bekerja hanya dengan
sumber d.c. 5V untuk mengontrol suatu sistem pemanasan terpusat yang beroperasi dengan sumber a.c. 240V.
•
Pemrograman Mikrokontroller AVR
Pemrograman mikrokontroller AVR dapat menggunakan low level language assembly dan high language C, Basic, Pascal, java dll tergantung
compiler yang digunakan. Bahasa assembler mikrokontroller AVR memiliki kesamaan instruksi, sehingga jika pemrograman satu jenis mikrokontroller AVR
sudah dikuasai, maka dengan mudah akan menguasai pemrograman keseluruhan mikrokontroller jenis AVR. Namun bahasa assembler relatif lebih sulit dipelajari
daripada bahasa C, untuk pembuatan satu proyek yang besar akan memakan waktu yang sangat lama. Serta penulisan programnya akan panjang. Sedangkan
bahasa C memiliki keunggulan dibanding bahasa assembler yaitu indepedent terhadap hardware serta lebih mudah untuk menangani project yang besar.
Basaha C mempunyai keuntungan-keungtungan yang dipunyai oleh bahasa mein asemmbly. Hampir semua opersi yang dapat dilakukan oleh bahasa mesin,
dapat dilakukan dengan bahsa C dengan penyusunan program yang lebih sederhana dan mudah. Bahasa C sendiri sebanarnya terletak diantara bahasa
pemrograman tingkat tinggi dan assembly.
2.4 Mikrokontroler Atmega16
