Perancangan Kulkas Mini Menggunakan Peltier Super Cooler Berbasis Mikrokontroller Atmega32

5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 THERMOELEKTRIK

2.1.1. PENGERTIAN THERMOELEKTRIK

Fenomena termoelektrik pertama kali ditemukan tahun l82l oleh ilmuan
Jerman Thomas johan seebeck. Ia menghubungkan tembaga dan besi dalam sebuah
rangkaian. Diantara kedua logam tersebut lalu diberikan jarum kompas. Ketika sisi
logam tersebut dipanaskan jarum kompas ternyata bergerak. Belakang diketahui hal
ini terjadi karena aliran listrik yang terjadi pada logam menimbulkan medan magnet.
Medan magnet ini yang mengerakkan jarum kompas.
Teknologi termoelektrik berkerja dengan mengkonversi energi panas menjadi
listrik secara langsung (generator termoelektrik), atau sebaliknya dari listrik
menghasilkan dingin (pending termoelektrik). Untuk menghasilkan listrik, material
termoelektrik

cukup

diletakkan

sedemikian

rupa

dalam

rangkaian

yang

menghubungkan sumber panas dan dingin. Dari rangkaian itu akan dihasilkan
sejumlah listrik sesuai dengan jenis bahan yang dipakai.

Universitas Sumatera Utara

6

2.2 PENDINGIN THERMOELEKTRIK

2.2.1 EFEK SEEBECK

Penemuan pertama kali terkait dengan Thermoelektrik terjadi pada tahun
1821, seorang fisikawan jerman yang bernama Thomas Johan Seebeck melakukan
ekperimen dengan menggunakan dua material logam yang berbeda yaitu tembaga
dan besi. Kedua logam itu dirangkai menjadi sebuah sambungan dimana salah satu
sisi logam dipanaskan dan satu sisi logam yang lainnya tetap dijaga pada suhu konstan
sehingga arus akan mengalir pada rangkaian tersebut. Arus listrik yang mengalir akan
mengindikasikan adanya beda potensial antara ujung-ujung kedua sambungan. Jarum
kompas yang sebelumnya telah diletakkan diantara dua plat tersebut ternyata
mengalami penyimpangan atau bergerak hal ini disebabkan adanya medan magnet
yang dihasilkan dari proses induksi elektromagnetik yaitu medan magnet yang timbul
karena adanya arus listrik pada logam.

2.2.2 EEEK PELTIER

Pada tahun 1834 seorang fisikawan bemama Jean Charle Athanase Peltier,

menyelidiki kembali ekperimen dari efek seebeck. Peltier menemukan kebalikan dari
fenomena seebeck yaitu ketika arus listrik mengalir pada suatu rangkaian dari material
logam yang berbeda terjadi penyerapan panas pada sambungan kedua logam tersebut
dan pelepasan panas pada sambungan yang lainya. Pelepasan panas dan penyerapan
panas bersesuaian dengan arah arus listrik pada logam. Hal ini dikenal dengan efek
peltier.

2.2.3 SEL PELTIER

Pada abad ke-19 tahun 1834 Jeans Charles Athanase Peltier menemukan efek
pendingin. Dimana ketika listrik mengalir pada dua bahan konduktor yang berbeda
yang menyebabkan adanya penyerapan dan pelepasan panas. Namun Peltier gagal
karena penjelasan penomena fisika lemah hal ini tidak memenuhi hukum Ohm. Tahun

Universitas Sumatera Utara

7

1909 dan 1911 ilmuwan lainnya yaitu Attenkirch menunjukan bahwa bahan-bahan
termoelektrik pendingin membutuhkan koefisien seebeck yang tinggi. (Hendi. 2011)

Gambar 2.1 Skematik Sel Peltier

Konsep dasar dari sel feltier yaitu efek seebech dan efek feltier, dimana sel
feltier semikonduktor merupakan bahan setengah penghantar listrik yang disebabkan
perbedaan gaya atom-atom, ion-ion, atau molekul-molekul. (Zulfikar A. Akbar, 2 013)

Gambar 2.2 Sel Peltier

Semua ikatan zat padat atau bahan padat yang lainya disebabkan adanya
gayalistrik dan tergantung pada jumlah electron keluar pada struktur atom. Bahan
padat yang dimaksut adalah bahan padat seperti konduktor, isolator, semikonduktor,
ataupun super konduktor. Untuk penyusun dari bahan padat terbagi menjadi dua
bagian yaitu bahan padat kristal dan bahan padat amorf. Bahan padat Kristal
merupakan suatu bahan padat dengan struktur partikelnya disusun secara keteraturan
yang panjang dan berulang secara periodik contohnya silicon, germanium, gallium,

Universitas Sumatera Utara

8

arsenid, dan lain sebagainya. Sedangkan bahan padat Amorf setruktur partikelnya
disusun dengan keteraturan yang pendek dan tidak berulang secara periodic.

Table 2.1 Tabel Priodik Untuk Elemen Semikonduktor

KOLOM III
5

KOLOM IV
B

6

KOLOM V
C 7

N

BORON

CARBON

NITROGEN

10,82

12,01

14,008

13

AL 14

Si 15

P

ALUMINIUM

SILICON

PHOSPHORUS

26,97

28,09

31,02

31

Ga

32

Ge 33

As

GALLIUM

GERMANIUM

ARSENIK

69,72

72,60

74,91

49

In 5

Sn

5

Sn

INDIUM

TIN

ANTIMONY

112,8

118,7

121,8

Semikonduktor terbagi menjadi dua yaitu semikondultor intrinsik (murni) dan
semikonduktor ektrinsik (tidak murni). Semikonduktor instrinsik merupakan jenis
semikonduktor yang murni dengan electron valensi empat, misalnya silicon dan
germanium, keduanya terletak pada kolom empat pada table periodik. Silikon dan
germanium dibentuk oleh tetrahedral dimana setiap atom akan menggunakan

beberapaatom electron valensi dengan atom-atom tetangganya. Gambar dibawah ini
menunjukkan adanya ikatan valensi dan electron valensi. (Shepta DH, 2012)

Universitas Sumatera Utara

9

Gambar 2.3 Ikatan Valensi (Piranti Semikonduktor)

2.3 PENDINGIN

Kita dapat membayangkan

pendingin (refrigerator) sebagai sebuah mesin

kalor yang beroperasi secara terbalik. Sebuah mesin kalor menarik panas dari tempat
panas dan melepaskan panas ketempat yang lebih dingin. Sebuah pendingin
melakukan sebaliknya, menarik panas dari tempat yang dingin (didalam pendingin)
dan melepaskan panas ketempat yang lebih hangat (biasanya udara dalam ruangan
dimana pendingin ditempatkan). Sebuah mesin kalor memiliki selisih keluaran berupa

kerja mekanik, pendingin membutuhkan selisih masukan berupa kerja mekanik.
Dengan ketentuan untuk pendingin. Qc adalah positif tetapi baik W maupun QH
adalah negatif, maka untuk proses siklus:
QH + Qc – W = 0, atau – QH = Qc – W

(2.1)

Oleh karena QH maupun W negative
lQHl = Qc + W

(2.2)

Keterangan:
Qc

:Kalor disisi dingin

QH

:Kalor disisi Panas

W

:Kerja

Universitas Sumatera Utara

10

Dari sudut pandang ekonomi, siklus pendingin terbaik adalah yang
memindahkan jumlah kalor Qc terbanyak dari dalam pendingin dengan kerja mekanik
W sedikit mungkin. (Young &Freedman, 2002).

2.4 KALOR JENIS

Jika kalor diberikan pada suatu benda, temperaturnya naik. Pada abad
kedelapan belas, orang-orang yang melakukan percobaan ini telah melihat bahwa
besar kalor Q yang dibutuhkan untuk merubah temperatur zat tertentu sebanding
dengan massa m zat tersebut dan dengan perubahan temperatur ∆T, dinyatakan dalam
persamaan:

Q = m.c.∆T

(2.3)

Dimana c adalah besaran karakteristik dari zat tersebut, yang disebut kalor
jenis. Karena c = Q/m. ∆T, kalor jenis dinyatakan dalam satuan J/kgC0. Untuk air
pada 150C dan tekanan konstan 1 atm, c =1,00 kkal/kgC0 dari defenisi kal dan joule,
diperlukan 1kkal kalor untuk menaikan temperature 1 kg air sebesar 10C.(giancoli,
2001)

2.5 HUBUNGAN KALOR DENGAN ENERGI LISTRIK

Berdasarkan hukum kekekalan energi bahwa energi tidak diciptakan dan tidak
dapat dimusnakan. Energi hanya dapat diubah bentuknya. Seperti misalnya energi
listrik dapat berubah menjadi energi kalor. Contohnya oven atau Mikrowave. Besar
energi listrik yang diubah atau diserap sama dengan besar kalor yang dihasilkan. (Lia
Saputri, 2010)
Sehingga secara matematis dapat dirumuskan.

W=Q

(2.4)

Universitas Sumatera Utara

11

Untuk menghitung energi listrik digunakan persamaan sebagai berikut:

W = P.t

(2.5)

Keterangan:
W

: Energi listrik (J)

P

: Daya listrik (W)

T

: Wakru yang diperlukan (s)

Jika rumus kalor yang digunakan adalah Q = m.c.∆T maka diperlukan persamaan:
P.t = m.c.∆T

(2.6)

Sehingga jika dihitung secara teori waktu yang dibutuhkan untuk mendinginkan beban
sampai 50C, diberikan pada perhitungan dibawah:

A. Mendinginkan udara
Diberikan suhu awal = 270C
Volume

= 5 liter (p=m/v→ m=1,2kg/m3x 0,005m3→0,00kg)

Kalor jenis udara

= l000J/kg0C

Massa jenis udara

= l,2kg/m3

Kalor Jenis air

= 4186 J/kg0C

Kalor Jenis es

= 2100 J/kg0C

Kalor laten air

= 3,33 x 105J/kg

Maka untuk mencari jumlah kalor yang dibutuhkan :
Q = m.c udara (27 – 0)0C + m.L air + m Ces (5-0)
Q = (0,06kg) (1000J/kg0C)
(270C)+(0,06kg)(3,33x105J/kg)+(0,06kg)(2100J/kg0C)(50C)
Q = 1620J + 19.980 J + 630 J
Q = 22.230 Joule

Universitas Sumatera Utara

12

Dari persamaan W=Q maka:
W = P.t
t

= W/P

t

=

t

= 308,75 s

22.230 2 kg /s 2
72m 2 kg /s 2

B. Mendinginkan air
Diberikan suhu awal = 250C
Volume air

= 1 liter (p=m/v→m=1000/m3x 0,001m3→1kg)

Kalor jenis air

= 4186 J/kg0C

Kalor jenis es

= 2100 J/kg0C

Kalor laten air

= 3,33x l05J/kg

Maka:
Q = m.c air (25–0)0C + m.L air + m Ces (5-0)
Q = (1kg) (4186J/kg0C) (250C)+(1)(3,33x105J/kg)+(1kg)(2100J/kg0C)(50C)
Q = 104.650J + 333.000 J + 10.500 J
Q = 448.150 Joule
Dari persamaan W=Q maka:
W = P.t
t

= W/P

t

=

t

= 6.224,3 s

t

= 103,73 menit

448.150 2 kg /s 2
72m 2 kg /s 2

dengan menggunakan perhitungan yang sama untuk massa air:

Universitas Sumatera Utara

13

Table 2.2 Hubungan Massa Dengan Waktu Secara Teori

Volume air (liter)

Waktu (menit)

2

207,46

3

311,19

4

414,92

5

518,65

2.6 PERPINDAHAN PANAS

Perpindahan kalor merupakan ilmu yang meramalkan perpindahan energi karena
perbedaan suhu diantara benda atau material. Ilmu pengetahuan kalor tidak hanya
mencoba menjelaskan bagaimana energi kalor itu berpindah dari satu benda kebenda
lain, tetapi juga meramalkan laju perpindahan yang terjadi pada kondisi tertentu. Ilmu
perpindahan kalor melengkapi hukum pertama dan hukum kedua thermoelektrik.
(HolmaJ.P, 1984).
Perkembangan ilmu fisika dari ilmuan Count rumford (1753-1814), Massa
Chusetts, dan James Prescolt Joule (1818-1819) melakukan percobaan bahwa aliran
panas merupakan perpindahan energi dari sistem dan lingkungan. Apabila
perpindahan energi terjadi pada perbedaan suhu maka hal ini disebut pengaliran panas.
(Zemensky dan Sears, 1999).

2.6.1 KONDUKSI

Konduksi (hantaran) merupakan perpindahan panas pada benda padat yang
terjadi apabila benda tersebut berada pada suhu tinggi kesuhu yang lebih rendah. Suhu
tinggi akan melepaskan kalor sedangkan suhu rendah akan menerima kalor dan terjadi
kesetimbangan temal. Perpindahan panas yang diusulkan oleh ilmuan prancis
J.B.JFourie (1882) yaitu laju aliran panas dengan cara konduksi dalam suatu bahan
sama dengan hasil kali dari tiga buah besaran yaitu:

Universitas Sumatera Utara

14

1. K, konduksi termal
2. A, luas penampang melalui panas yang mengalir dengan cara konduksi, yang
harus diukur tegak
3. dT/dx, Gradien suhu pada penampang yaitu perubahan suhu T terhadap jarak
dalam aliran panas X

Untuk menuliskan persamaan matematika maka harus melihat tanda (positif dan
negatif). Arah x ditetapkan merupalan arah aliran positif. Menurut hukum
thermodinamika panas akan mengalir secara otomatis dari suhu tinggi kesuhu yang
lebih rendah, maka aliran panas akan menjadi positif apabila gradient garisnya
negative. (Krelth Frank 1985)
Maka dari persamaaan diatas hubungn konduktipitas dapat ditulis sebagai
berikut:
Q= -KA

dt

(2.7)

dx

Keterangan :
Q

: Laju perpindahan kalor (J atau J/detik)

K

: Konduktivitas atau kehantaran termal (Watt/meter)

dt

: perubahan suhu terhadap perubhan posisi (oC/m atau K/m)

dx

A

: Luas penampang (m2)

2.1 KONVEKSI

Istilah konveksi merupakan perpindahan panas dari suatu tempat ketempat lain
akibat perpindahan bahannya sendiri. Proses konveksi adalah ketika bahan yang
dipanaskan mengalir akibat perpindahan rapat massa. Konveksi yang dipaksa ketika
bahan yang dipanaskan dipaksa perpindahan panas antara suatu permukaan dari suatu
fluida sehingga menurut ilmuan inggris Isaac Newton (1701) perpindahan panas
secara konveksi dapat menggunakan persamaan berikut :

Universitas Sumatera Utara

15

Qc = hcA∆T = hcA(Ts - T∞)

(2.8)

Keterangan:
Qc

: Laju perubahan panas dengan cara konveksi (j/s)

A

: Luas perpindahan panas (m2)

∆T

: Beda antara suhu permukaan Ts dan suhu fluida (K)

hc

: Permukaan perpindahan panas ata koefisien perpindahan panas (watt/m2)

Dari persamaan 2.8 koefisien konveksi (hc) tergantung pada viskositas fluida,
kecepatan, kapasitas kalor, gradient rapat massa fluida dan bentuk permukaan.
(Holman J.P 1984)

2.6.3 RADIASI

Pancaran (emisi) energi terus menerus dari permukaan semua benda, energi
ini dinamakan energi radian dan dalam bentuk gelombang elektromagnetik.
Gelombang ini bergerak secepat cahaya dan dapat melewati ruang hampa serta
melalui udara. Energi radian yang dipancarkan oleh suatu permukaan, persatuan
waktu dan persatuan luas, bergantung pada sifat permukaan serta suhu. Pada suhu
rendah banyaknya radiasi dan panjang gelombangnya relatif panjang. Sedangkan jika
suhu naik banyaknya radiasi akan meningkat dengan cepat dan sebanding dengan
suhu mutlak pangkat empat (Zamansky dan Sears 1999)
Fisikawan yang berasal dari Austria pada tahun 1884, J. Stefan dan L.
Boltzmann menyatakan bahwa suatu benda manapun diatas suhu nol mutlak
meradiasikan energi dengan laju yang sebanding dengan suhu mutlak pangkat empat.
Walaupun laju pancaran (rate of emission) tidak tergantung pada kondisi sekitar,
perpindahan bersih (netto) panas radiasi memerlukan adanya perbedaan suhu
permukaan antara dua benda diantara pertukaran panas berlangsung. (Kreith Frank,
l985)

Universitas Sumatera Utara

16

Qr = oA (T41- T42)

(2.9)

Keterangan :
Qr

: Laju perpindahan panas secara radiasi (joule/sekon)

ϭ

: Konstanta stefen boltman (5,67 x 10-8)

A

: Luas permukaan (m2)

T1- T2

: Perubahan

w

m2

K4

suhu dari suhu 1 dan suhu 2 (K)

Dari persamaan 2.9 disebut hukum stefen Boltzmann tentang radiasi termal.
Dan berlaku hanya untuk benda hitam. Untuk radiasi elektromagnetik persamaan
tidak sederhana ini. Fenomena aliran radiasi disebut dengan fenomena yang rumit hal
ini dikarenakan perhitungannya jangan menggunakan persamaan yang sederhana
namun untuk sementara ini hanya menemukan adanya perbedaan mekanisme fisik
antara perpindahan kalor radiasi dengan sistem perpindahan kalor secara konduksi
dan konveksi. (Holman J.P, 1984).

2.7 SENSOR LM35

Sensor suhu Ic LM35 merupakan chip Ic produksinational semikonduktor yang
berfungsi untuk mengetahui temperatur suatu objek atau ruang dalam bentuk besaran
elektrik, atau dapat juga didefenisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi
untuk mengubah perubahan temperature yang menerima dalam besaran elektrik.
Sensor suhu LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan
tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu Ic LM35 mernbutuhkan sumber
tegangan DC +5 Volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam beroperasi.
Bentuk fisik sensor suhu LM35 merupakan chip IC dengan kemasan yang berpariasi,
pada umumnya kemasan sensor suhu LM 35 adalah kemasan TO-92 seperti terlihat
pada gambar dibawah ini.

Universitas Sumatera Utara

17

Gambar 2.4 Sensor LM35

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa sensor suhu IC LM 35 pada
dasarnya memiliki 3 pin yang berfungsi sebagai sumber supplay tegangan DC +5
Volt, sebagai pin output hasil penginderaan dalam bentuk perubahan tegangan DC
pada volt dan pin untuk ground.

Karakteristik sensor suhu IC LM35 adalah:
1.

Memiliki sensitivitas suhu, dengan factor skala linier antara tegangan dan suhu10
mvolt/oC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.

2.

Memiliki ketetapan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5 oC pada suhu 25 oC

3.

Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55oC sampai +150oC

4.

Berkerja pada tegangan 4 sampai 30 volt

5.

Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60µA

6.

Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 oC
pada udara diam.

7.

Memiliki impedasi keluruhan yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.

8.

Memiliki ketidak lineran hanya sekitar + ¼ oC

Universitas Sumatera Utara

18

Sensor suhu IC LM35 memiliki keakuratan tinggi dan mudah dalam
perancangan jika dibanding dengan sensor suhu yang lain, Sensor suhu LM35 juga
mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat
dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian control khusus serta tidak memerlukan
setting tarnbahan karena output dan sensor suhu LM35 memiliki karakter yang linier
dengan perubahan l0mV/t. Sensor suhu LM35 memiliki jangkauan pngukuran -55
o

Chingga +150 oC dengan akurasi + 0,5 oC. Tegangan output sensor suhu IC Lm 35

dapat diformulasikan Vout LM35 = Temperatur o x 10 mV.
Sensor suhu IC LM35 terdapat dalam beberapa varian sebagai berikut:
1. LM35, LM35A memiiiki range pengukuran temperature -55 oC hingga + 150 oC
2. LM35C, LM35CA memiliki range pengukuran temperature -40oC hingga +l l0 oC
3. LM35D memiliki range pengukuran temperature 0oC hingga + 100 oC LM35

Kelebihan dari sensor suhu IC LM35 antara lain adalah:
l. Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai + 150oC.
2. Low self-heating, sebesar 0,08 oC
3. Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 volt.
4. Rangkaian menjadi sederhana.
5. Tidak memerlukan pengkondisi sinyal.

2.8 DAYA LISTRIK

Energi listrik merupakan bentuk energi yang dihasilkan dari adanya beda
potensial antara dua titik. sehingga membentuk sebuah arus listrik dan mendapatkan
kerjalistrik. Energi listrik dinyatakan sebagai arus listrik yang bermuatan listrik
negatif atau electron karena adanya perbedaan beda potensial. Pada tahun 1787-1854
Geong Simon Ohm menemukan dan melakukan ekperimen bahwa arus I pada logam
sebanding dengan beda potensial V. Kemudian jika pada logam atau kawat diberikan
hambatan R terhadap arus maka electron-elektron

diperlambat karena adanya

interaksi dengan atom-atom. Sehingga semankin tinggi hambatan semakin kecil arus I
pada suatu tegangan V. Hal inidikenal dengan hukum OHM, akan tetapi banyak
fisikawan menyatakan ini bukan merupakan hukum melainkan defenisi hambatan.

Universitas Sumatera Utara

19

Pernyataan hukum OHM apabila arus yang melalui konduktor logam sebanding
dengan tegangan, akan tetapi R konstan. (Giancoli Dauglas C 1998).

Hubungan antara arus, tegangan dan hambatan dapat dinyatakan sebagai berikut:

I=

V
R

(2.10)

Keterangan :
R

: Hambatan (Ω)

V

: Tegangan (Volt)

I

: Arus (A)

Energi listrik yang diubah menjadi energi panas atau cahaya akan menjadi
banyak tumbukan electron yang bergerak dan atom pada kawat sehingga
menyebabkan arus menjadi besar. Pada kawat setiap tumbukan, sehingga energi
electron ditransfer keatom yang ditumbukan akibat energi kinetic atom bertambah
dengan demikian temperatur elemen kawat bertambah. Energi panas yang bertambah
dapat ditransfer sebagai kalor dengan perpindahan panas secara konduksi dan
konveksi.
Daya merupakan suatu besaran yang penting dalam rangkaian listrik. Daya
merupakan kecepatan energi. Untuk mencari daya yang diubah kelistrik maka energi
yang diubah merupakan muatan Q yang bergerak melintasi beda potensial sebesar V
sehingga perubahan tersebut ditulis Q. Jadi persamaan dalam menghitung daya (P)
adalah:

P=

Muatan yang mengalir perdetik

QV
t

Q
t

(2.11)

yang merupakan I. Jika suatu tegangan V

dikenakan pada unsur dimana didalamnya mengalir arus (A), sehingga daya P dapat
ditulis dengan persamaan berikut ini:

Universitas Sumatera Utara

20

P = IV

(2.12)

Keterangan :
P

: Daya listrik (Watt atau J/det)

I

: Arus listrik (Ampere)

V

: Beda potensial (Volt)

Untuk menghitung daya pada hambatan (R) dapat ditulis dengan hukum OHM
pada persamam (2.11), sehingga daya listrik juga dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan berikut ini:
P = V2

(2.13)

R
Keterangan :
P

: Daya listrik (watt atau J/det)

I

: Arus listrik (Ampere)

R

: Hambatan (Ω)

2.9 MIKROKONTROLLER ATMEGA32

Atmega32 adalah mikrokontroller 8 bit dari keluaran AVR dengan kapasitas
penyimpanan programmable plash sebesar 32 KB. Atmega32 merupakan salah satu
produk IC mikrokontroller terkemuka ATMEL. Nama AVR sendiri konon merupakan
singkatan dari Alf and vegard'srish Processor. Nama Alf dan Vegard,s diambil dari
nama perancang arsitekturnya Alf-Egil Bogen dan Vegard Wollan. Sedangkan kata
Risc Processor menandakan mikrokontroller ini termasuk jenis mikrokontroller
dengan kontruksi set terbatas atau reducedintruction set Computer (RISC).
Mikrokontroller AVR

dikelompokkan menjadi

beberapa jenis,

yaitu

TinyAVR, MegaAVR, xmega AVR, AVR 32 UC3, dan AVR32 AV7.
Pengelompokan ini didasarkan pada ukuran fisik, jumlah memori, peripheral dan
fiturnya. TinyAVR merupakan kelompok terendah sedangkan AVR32 AP7
merupakan jenis tertinggi. Kelompok MegaAVR merupakan yang paling populer
dikalangan komunitas mikrokontroller diindonesia. Contoh mikrokontroller yang

Universitas Sumatera Utara

21

termasuk kedalam Mega AVR adalah Atmega8, Atmega8535, Atmegal6, Atmega32,
dan Atmega328P.

Gambar 2.5 Bentuk fisik Mikrokontroller AVR Atmega32

Atmega32 merupakan penerus dari generasi Atmega8 dan Atmega 16. Sebagai
generasi terbaru Atmega32 tentu memiliki fitur yang lebih canggih dibanding dengan
generasi sebelumnya. Atmega32 memiliki kapasitas memori programmable flash
sekitar 32 KB dua kali lebih besar dari Atmegal6. Selain itu Atmega32 juga memiliki
EEPROM dan Ram dua kali lebih besar dari Atmega 16 yakni EEPPOM sebesar 1
KB dan SRAM sebesar 2 KB.

Fitur lengkap Atmega32 adalah:
1. High-perforrnance, Low-power Atmel @AVR@ 8 -bit Mikrokontroller
2. Advance RISC Architecture
- 131 Powerful Instructions-Most Single-Clock Cycle Execution
- 32x8 General Purpose Working Registers
- Fully Static Operation
- UP to 16 MIPS Throughput at 6MHz
- On-Chip 2-Cycle Multipl

Universitas Sumatera Utara

22

3. High Endurance Non-Volatile Memory Segments
- 32 kbytes of In - system self-programmable Flash program memory
- 1024 Bytes EEPROM
- 2 Kbytes Internal SRAM
- Writel/Erase Cycle: 10,000Flash/ 100,000 EEPROM
- Data retention: 20 years at 85oC/100 years at 25oC (1)
- Optional Boot Code Section With lndependent Lock Bits ln-System
Programming by On-Chip boot program True Read-Whille-Write Operation
4. JTAG (IEEE std. 1149.1Compliant) lnterface
- Boundary-scan Capabilities According to the JTAGstandard
- Extensive On-chip Debug Support
5. Peripheral Features
- Two 8-bit Timer/Counters With Separate Prescalersand Compure Modes
- One16-bittimer/Counter With Separate Prescaler, Compare Mode, and Capture
Mode
- Real Time Conter With Seprate Oscillator
- Four PWM Channels
- 8- Channel, 10- bit ADC 8 single-ended channels in TQFP package Only 2
Differential Channel with programmable gain at 1 x. 10 x. or 200 x
- Byte-oriented two-wire serial interface
- Progammable serialUSART
- Mater/slave SPI Serial Interface
- Programmable watchdog timer with sparateon-chip Oscillator
- On-chip analog comparator
6. Special Mikrokontroller Features
- Power-on reset and programmable Brown-out detection
- Internal Calibrated RC Oscilator
- Extemal and Internal Interrupt Sources
- Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise reduction, power-save, power-down,
standby, and extended standby
7. l/O and Packages
- 32 Programmeble I/O Lines
- 40 -Pin PDIP, 44-lead TQFP, and 44-pad QFN/MLF

Universitas Sumatera Utara

23

8. OperatingVoltages
- 2.7 v -5.5v for ATMega32 L
- 4.5 v - 5.5 v for ATMega32
9. Speed Grades
- 0-8 MHz for ATMega32 L
- 0-16 MHz for ATMega32
10. Power Consumplation at 1MHZ, 3V,25OC
- Active: 1.1 mA
- Idle Mode: 0.35 mA
- Power-down Mode:< 1µA

IC Atmega32 memiliki32 pin GPIO (General Purpose Input Output). Ketiga
puluh dua pin ini bisa deprogram dalam berbagai fungsi seperti ADC, UART,
INTERRUPT dan TIMER. Proses Download program plash memori melalui sistem
ISP (In system Programming) juga dilakukan melalui GPIO ini.
Secara fisiK, Mikrokontroller Atmega32 dikemas dalam dua model, yaitu
PDIP40 pin dan TQFP 44 pin. Kemasan PDIP atau singkatan dari plastic dual In Line
Package adalah yang umum kita pakai yaitu dengan kemasan dua buah kaki berjajar
masing-masing 20 pin. Sedangkan kemasan TQFP atau singkatan dari Thin Quadplat
Pack adalahkemasan model SMD (Surface Mount Device) yang umum dipakai pada
produk pabrik.

Universitas Sumatera Utara

24

Gambar 2.6 Konfigurasi Pin Dari IC ATMega 32

Universitas Sumatera Utara