Alat Ukur IC CMOS Dan TTL Berbasis ATMEGA 32

1

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Komponen (Integrated Circuit) IC adalah komponen elektronika aktif

yang terdiri dari gabungan ratusan, ribuan bahkan jutaan transistor, dioda, resistor dan kapasitor yang diintegrasikan menjadi suatu rangkaian elektronika dalam sebuah kemasan kecil. Bahan utama yang membentuk sebuah IC adalah bahan

semikonduktor. Silicon merupakan bahan semikonduktor yang paling sering

digunakan dalam teknologi fabrikasi IC. IC juga merupakan bagian penting dalam

perangkat elektronika. Seperti halnya komponen lainnya, IC juga dapat mengalami kerusakan jika tidak tepat penggunaannya atau pemasanganya. Untuk itu supaya mengetahui suatu IC dikatakan baik atau rusak maka diperlukan suatu alat ukur. Dengan adanya alat ukur dapat mempermudah memastikan dan menganalisasebuah IC tersebut dikatakan baik ataupun tidak baik. Untuk jenis IC sendiri memiliki jumlah yang sangat banyak, namun pada perancangan alat ukur yang akan dibuat dapat melakukan pengukuran jenis IC CMOS dan TTL yang

memiliki gerbang, multiplekser dan shift register.

Pada dasarnya untuk melihat sebuah IC rusak tidak dapat langsung dilihat dari fisiknya saja. Namun untuk memastikan hal tersebut perlu adanya pengecekan kondisi dari sebuah IC tersebut menggunakan alat ukur. Alat ukur yang akan dirancang dapat melakukan pengecekan setiap gerbang yang akan diukur. Setiap pengukuran IC yang memiliki gerbang akan ditampilkan hasil ukur gerbang bagian mana yang masih baik atau tidak baik lagi. Dengan begitu ketika

sebuah IC terdeteksi tidak semua gerbang rusak maka bagian lain masih dapat dimanfaatkan tanpa harus terbuang dengan percuma.

Pada perancangan alat ukur IC ini, akan menggunakan komponen mikrokontroler sebagai komponen pendukung utama untuk membuat alat yang akan dirancang dan dengan memanfaatkan komunikasi USB sebagai sistem antarmuka antara perangkat dengan komputer sehingga perangkat nantinya akan mudah digunakan melalui komputer ataupun laptop. Penggunaan komputer

sebagai tampilan pengukuran dan dapat dijadikan juga sebagai host untuk

menampung banyak daftar jenis IC yang akan diukur dengan memanfaatkan

sebuah database. Database menggunakan sqlite yang berisi konfigurasi dari

sebuah IC sebagai tolak ukur membandingkan data yang sebenarnya dengan data yang akan diukur.

1.2 Idenifikasi Masalah

Adapun identifikasi masalah yang didapatkan, diantaranya adalah :

1. jika sebuah IC terjadi hubung singkat untuk dapat memastikan IC tersebut

mengalami kerusakan atau tidak kita terlebih dahulu melakukan

pengecekan ketika bagian lain belum mengalami kerusakan

memungkinkan masih bisa menggunakannya tanpa harus membuangnya dengan adanya alat ukur dapat mengetahui bagian mana saja yang mengalami kerusakan dengan cara pengecekan setiap gerbang,

2. adanya alat ukur mengetahui kondisi bagus atau tidak baiknya suatu IC

1.3 Rumusan Masalah

Berdasarkan permasalahan yang teridentifikasi di atas, maka pada tugas akhir ini akan dirancang dan dibuat suatu perangkat yang dapat berfungsi sebagai alat ukur IC untuk mengetahui kondisi sebuah IC. Sehingga dapat dirumuskan beberapa rumusan masalah sebagai berikut.

1. Bagaimana cara membuat perangkat yang dapat berfungsi sebagai alat

ukur IC dapat melakukan pengukuran berbagai jenis IC TTL dan CMOS gerbang?

2. Bagaimana caranya membuat perangkat alat ukur IC yang dapat

mengidentifikasi setiap gerbang untuk mengetahui gerbang itu dikatakan baik atau tidak baik secara keseluruhan atau sebagian?

1.4 Tujuan

Terdapat beberapa tujuan yang diingin dicapai dalam pembuatan tugas akhir ini, diantaranya adalah :

1. untuk membuat perangkat yang dapat berguna sebagai alat ukur dan alat

bantu untuk menganalisis jenis IC TTL dan CMOS gerbang dikatakan baik atau rusak dalam perangkat elektronika,

2. alat ukur dapat melakukan pengecekan setiap IC dengan cara

menampilkan semua kondisi gerbang keseluruhan, dapat menambahkan daftar IC dan memperbaharui jenis IC yang akan diukur.

1.5 Kegunaan Penelitian

Jika berhasil mencapai tujuan-tujuan diatas, maka harapan penulis memiliki kegunaan sebagai berikut :

1. untuk membantu para praktisan elektronika agar mendapatkan alat ukur yang akan sangat membantu dalam menyelesaikan tugas dan pekerjaannya, dan

2. untuk membuat suatu perangkat Alat ukur IC yang mudah digunakan dan

dapat melakukan pengukuran setiap kondisi gerbang/bagian mana saja yang mengalami kerusakan atau masih dikatakan masih bagus dari sebuah IC.

1.6Batasan Masalah

Untuk mengurangi beban dalam perancangan tester IC ini, maka penulis memiliki batasan masalah sebagai berikut :

1. dalam perancangan tester IC digital ini dapat mengukur jenis tipe IC TTL

dan CMOS yang memiliki gerbang, shift register dan multiplekser,

2. perangkat yang dirancang tidak dapat mengetahui langsung tipe IC yang

sedang diukur,

3. pemograman visualisasi pada PC menggunakan visual studio .net C#

(sharp),

4. menggunakan komunikasi USB to TTL sebagai komunikasi dari perangkat

alat ukur ke komputer dan sebagai supply tegangan keseluruhan perangkat.

1.7 Metode Penelitian

Metode penelitian yang dilakukan penulis adalah eksperimental dengan tahapan sebagai berikut.

1. Tinjauan pustaka, merupakan suatu metode pengumpulan data dengan cara

membaca atau mempelajari buku-buku yang berhubungan dengan masalah yang menjadi topik dalam skripsi.

2. Survey, adalah proses pengamatan secara langsung terhadap permasalahan yang dihadapi.

3. Pengumpulan data, merupakan metode untuk medapatkan data dari topik

yang diambil dengan cara mengajukan pertanyaan secara langsung kepada pihak-pihak yang berkompeten mengenai hal-hal yang dipelajari selama pengerjaan tugas akhir. Pertanyaan-pertanyaan ini diajukan kepada dosen pembimbing di kampus dan sumber lainnya.

4. Pengolahan data, merupakan proses untuk mengolah data-data yang didapat

dari hasil pengumpulan data, untuk dijadikan referensi dalam pengerjaan tugas akhir.

5. Perancangan yaitu mengaplikasikan teori yang didapat dari studi pustaka

dan dari hasil bimbingan, sehingga tersusun suatu perancangan sistem untuk bagian perangkat keras juga untuk perangkat lunak.

6. Pembuatan, merupakan tahap pengerjaan alat yang sebelumnya telah

dirancang.

7. Pengujian, merupakan metode untuk mengetahui hasil dari perancangan

sistem yang dibuat.

8. Analisa, adalah proses pendalaman terhadap alat yang dibuat apakah sudah

berhasil sesuai dengan yang direncanakan atau belum, selanjutnya akan dilakukan pengujian baik secara teoritis ataupun praktis, dan jika terdapat kekurangan maka akan dilakukan beberapa perbaikan sistem sehingga akhirnya penulis dapat mengambil sebuah kesimpulan dari penelitian ini.

1.8Sistematika Penulisan Laporan

Sistematika penulisan pada tugas akhir ini, terdiri atas beberapa pembahasan yang disusun sebagai berikut :

Bab I Pendahuluan

Bab ini memaparkan tentang alasan pemilihan teknologi (sistem) tersebut sebagai objek studi, merincikan tujuan pelaksanaan, rumusan masalah, batasanmasalah, metodologi penelitian serta sistematika penulisan aporan tugas akhir.

Bab II Tinjauan Pustaka

Bab ini berisi tentang teori-teori penunjang yang berkaitan dengan masalah yang dibahas.

Bab III Perancangan Alat

Bab ini berisi tentang perancangan hardware maupun software dari sistem yang akan dibuat.

Bab IV Pengujian dan analisis

Bab ini berisi tentang hasil pengujian sistem baik hardware maupun software serta hasil analisanya.

Bab V Penutup

Bab ini berisi hasil kesimpulan dan saran dari keseluruhan penulisan laporan tugas akhir.

7

Pada bab ini akan dijelaskan mengenai studi pustaka alat ukur IC digital, teori-teori penunjang sistem alat ukur IC digital baik perangkat keras (Hardware),

maupun perangkat lunak (Software), serta beberapa teori penunjang lainnya.

2.1 (Integrated Circuit) IC

IC adalah komponen elektronik yang terbuat dari bahan semikonduktor, dimana IC merupakan gabungan dari komponen seperti resistor, kapasitor, dioda, dan

transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk chip. IC adalah

komponen yang dipakai sebagai otak peralatan elektronika. Berdasarkan struktur dari gerbang-gerbang yang terdapat didalam nya, IC terdiri dari :

1. IC Dioda-Dioda Logic (DDL)

2. IC Transisistor-Transistor Logic (TTL) 3. IC Resistor-Transistor Logic (RTL)

4. IC Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS)

Namun pada pembahasan ini hanya menjelaskan jenis IC TTL dan CMOS. Kedua jenis IC rangkaian tersebut dinamakan juga IC digital. Adapun penjelasan dari IC ini sebagai berikut :

2.1.1 IC TTL

Pertama kali IC dengan teknologi TTL ini dipekenalkan oleh (texas

instrument) TI pada tahun 1964. Kemudian keluarga IC ini dengan pesat penggunaannya karena keseimbangan antara kecepatan dan konsumsi dayanya.

Keluarga TTL telah memiliki beberapa jenis selain IC TTL pada umumnya

yaitu TTL dengan daya rendah (low power TTL), TTL dengan kecepatan tinggi

(High-speed TTL), TTL schotty dengan daya rendah, TTL schotty dengan kecepatan tinggi dan lain sebagainya. Semua jenis IC TTL memiliki dasar

rangkaian yang sama. Dalam satu kemasan IC terdapat beberapa macam gate

(gerbang) yang dapat melakukan berbagai macam fungsi logik seperti AND,

NAND, OR, NOR, XOR serta beberapa fungsi logika lainnya seperti shift

register dan multiplexser. berikut ini merupakan bagian dari gerbang logika dasar:

a. Gerbang AND (7408)

Gerbang logika yang kerjanya seperti saklar seri. Gerbang AND

mempunyai dua atau lebih input dan memiliki satu output. Output akan

berlogika “1” jika semua input (input A AND B) berlogika “1”. Jika

salah satu inputberlogika “0” maka outputakan berlogika “0”.

Gambar 2.1 Simbol gerbang AND

Untuk menguji gerbang AND, digunakan IC 7408. Dimana struktur dari IC ini adalah:

Tabel 2.1 Tabel Kebenaran gerbang AND

Masukan Keluaran

A B Y

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

b. Gerbang OR (7432)

Gerbang OR mempunyai dua atau lebih input dan memiliki satu output.

Apabila salah satu inputberlogika “1”, maka outputakan berlogika “1”.

Jika semua inputberlogika “0”, maka outputakan berlogika “0”.

Gambar 2.3. Simbol gerbang OR

Untuk menguji gerbang OR, digunakan IC 7432. Dimana struktur dari IC ini adalah:

Tabel 2.2. Tabel Kebenran Gerbang OR

Masukan Keluaran

A B Y

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

c. Gerbang NOT (7404)

Gerbang NOT hanya memiliki satu input dan satu output saja. Apabila

input berlogika “0”, maka output akan berlogika “1”. Dan jika semua input berlogika “1”, maka outputakan berlogika “0”.

Gambar 2.5 Simbol Gerbang NOT

Untuk menguji gerbang OR, digunakan IC 7404. Dimana struktur dari IC ini adalah:

Tabel 2.3. Tabel Kebenaran Gerbang NOT

Masukan Keluaran

A Y

0 1

1 0

d. Gerbang NAND (7400)

Gerbang NAND merupakan kombinasi dari gerbang AND dan gerbang NOT. Sehingga keluaran dari gerbang NAND merupakan komplemen dari keluaran gerbang AND.

Gambar 2.7 Simbol Gerbang NAND

Untuk menguji gerbang NAND, digunakan IC 7400. Dimana struktur dari IC ini adalah:

Tabel 2.4. Tabel Kebenaran Gerbang NAND

Masukan Keluaran

A B Y

0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0

e. Gerbang NOR (7402)

Gerbang NOR merupakan kombinasi dari gerbang OR dan gerbang NOT. Sehingga keluran dari gerbang NOR merupakan komplemen dari keluaran gerbang OR.

Gambar 2.9. Simbol gerbang NOR

Untuk menguji gerbang NOR, digunakan IC 7402. Dimana struktur dari IC ini adalah:

Tabel 2.5. Tabel Kebenaran Gerbang NOR

Masukan Keluaran

A B Y

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 0

f. Gerbang XOR (7486)

Gerbang XOR merupakan kata lain dari exclusive – OR. XOR akan

memberikan outputlogika “1”, jika inputnya memberikan keadaan yang

berbeda. Dan jika inputnya memberikan keadaan yang sama, maka

outputnya akan memberikan logika “0”.

Gambar 2.11. Simbol gerbang XOR

Untuk menguji gerbang XOR, digunakan IC 7486. Dimana struktur dari IC ini adalah:

Tabel 2.6. Tabel Kebenaran Gerbang XOR

Masukan Keluaran

A B Y

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

g. Shift Register (74595)

Shift register merupakan kumpulan dari elemen-elemen memori

yang bekerja bersama sebagai satu unit. Register yang paling sederhana

adalah sebuah penyimpanan kata biner, jenis lain dari sebuah register

adalah dapat mengubah kata yang tersimpan dengan menggeser bit-bitnya kekiri atau kekanan. Pencacah merupakan jenis khusus dari

register, yang dirancang untuk mencacah atau menghitung jumlah

pulsa-pulsa. Register buffer merupakan jenis register yang paling

sederhana yang mempunyai fungsi untuk menyimpan kata digital.

Register geser dapat memindahkan bit-bit yang tersimpan dari kiri ke kanan pergeseran bit itu penting dalam operasi aritmatik dan operasi logika yang dipakai dalam komputer. Berikut ini merupakan gambar struktur dari shift register.

h. Multiplexer (74157)

Multiplexer merupakan rangkaian kombinasional yang memiliki

masukkan sejumlah 2�bit, n selector dan satu output. Multiplexer

disebut juga data selector karena selector pada rangkaian multiplexer

berfungsi untuk memilih data pada input mana yang akan dilewatkan ke

output. Seperti decoder, multiplexer juga memiliki enable yang bersifat

low yang berfungsi untuk mengaktifkan atau menonaktifkan rangkaian.

Untuk menguji multiplexer pada perancangan digunakan IC tipe 74157, adapun struktur IC ini adalah sebagai berikut.

Gambar 2.14 Struktur IC 74157

2.1.2 IC (Complementyary Metal Oxide Semiconductor) CMOS

CMOS adalah sebuah jenis utama dari rangkaian terintegrasi. Teknologi CMOS digunakan di mikroprosesor, pengontrol mikro, RAM statis

dan sirkuit logika digital lainnya. Teknologi CMOS juga digunakan dalam

banyak sirkuit analog, seperti sensor gambar, pengubah data dan terintegrasi

untuk berbagai jenis komunikasi.

CMOS juga sering disebut complementary-symentry

komplementer simetris). Kata komplementer simetris merujuk pada kenyataan

bahwa biasanya desain digital berbasis CMOS menggunakan pasangan

komplementer dan simetris dari MOSFET semikonduktor tipe-p dan semikonduktor tipe-n untuk fungsi logika.

Pada prinsipnya IC TTL dan IC CMOS mempunyai dasar pengertian yang sama. Walaupun demikian ada beberapa perbedaan, juga keuntungan dan kerugiannya. CMOS menjadi populer dan disukai karena disipasi dayanya yang rendah dan kemampuan beroperasi dalam tegangan antara yang lebar. IC CMOS difabrikasi dengan menggunakan dua metal oksida semikonduktor (MOS).

Sebuah keunggulan yang unik dari CMOS ini adalah tidak adanya arus yang melewatinya baik dalam keadaan status 1 atau 0. Karena itu daya hanya terdisipasi ketika IC CMOS dalam perubahan dari keadaan 1 menuju 0 dan sebaliknya. Oleh karena itu daya disispasi dari CMOS tergantung dari frekuensi perubahan keadaan. IC CMOS hanya cocok digunakan pada aplikasi kecepatan yang sedang karena disipasi dayanya yang rendah. Namun pada pembahasan ini IC CMOS yang dapat diukur yaitu memiliki gerbang. Pada gambar dibawah ini ditunjukkan gambar IC CMOS yang memiliki gerbang.

2.2 Perangkat Keras (Hardware)

Perangkat keras alat ukur IC yang akan diuraikan dibawah ini adalah perangkat-perangkat fisik yang terdiri dari komponen-komponen elektronik penunjang sistem kerja alat ukur IC dimana dari setiap komponen-komponen yang ada, akan dirangkai dan terintegrasi menjadi satu sistem berbasis mikrokontroler ATmega32.

2.2.1 Mikrokontroler ATmega32

Mikrokontroler adalah dirancang khusus untuk aplikasi kontrol dengan teknologi prosesor yang hadir untuk memenuhi kebutuhan akan perkembangan teknologi yang begitu pesat di masa kini. Mikrokontroler dibuat dengan teknologi semikonduktor dimana mikrokontroler tersebut dibangun oleh transistor-transistor dengan jumlah yang sangat banyak dan dirangkai sedemikian rupa sehingga dapat bekerja sebagai unit pemroses (kontroler).

Mikrokontroler berbeda dengan mikroprosesor, perbedaan tersebut dapat dilihat dari kecepatan proses, cara menangani tugas dan unit-unit pendukung lain yang bertugas sesuai dengan fungsinya. Pada mikrokontroler sudah terdapat RAM, ROM, dan CPU didalam IC nya, sedangkan pada mikroprosesor hanya terdapat CPU saja dan bagian RAM dan ROM nya terpisah sehingga agar mikroprosesor dapat bekerja sesuai dengan fungsinya perlu ditambahkan perangkat penunjang lain seperti rangkaian RAM dan ROM. Karena perbedaan dalam arsitekturnya maka untuk kecepatan proses

masih tetap lebih unggul mikroprosesor, namun untuk proses-proses yang tidak memiliki kompleksitas kerja yang besar mikrokontroler lebih dibutuhkan karena dalam segi biaya lebih murah mikrokokntroler dan dalam segi ergonomisnya pun lebih praktis menggunakan mikrokontroler, karena didalam mikrokontroler telah terdapat rangkaian RAM, ROM, CPU, dan unit I/O yang siap digunakan untuk keperluan apapun.

2.2.1.1 Arsitektur ATmega32

ATmega32 tergolong Mikrokontroler jenis AVR yang

memiliki arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computing) 8 bit,

dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit dan sebagian besar instruksi dikemas berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan

12 siklus clock. Secara garis besar, arsitektur mikrokontroler ATmega32,

yaitu.

a. 32 saluran I/O (Port A, Port B, Port C, dan Port D).

b. 10 bit 8 Channel ADC (Analog to Digital Converter).

c. 4 channel PWM.

d. 6 Sleep Modes : Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power- down,Standby and Extended Standby.

e. 3 buah timer/counter.

f. Analog comparator.

g. Watchdog timer dengan osilator internal.

h. 512 byte SRAM.

j. 8 kb Flash memory dengan kemampuan Read While Write. k. Unit interupsi (internal & eksternal).

l. Port antarmuka SPI32 “memory map”.

m. Port USART untuk komunikasi serial dengan kecepatan

optimum 2,5Mbps.

n. 4.5 sampai 5.5V operation, 0 sampai 16M

2.2.1.2 Blok Diagram ATmega32

2.2.1.3 Konfigurasi Pin ATmega32

Mikrokontroler ATmega32 mempunyai jumlah pin sebanyak 40 buah, dimana 32 pin digunakan untuk keperluan port I/O yang dapat

menjadi pin input/output sesuai konfigurasi. Berikut ini merupakan

konfigurasi pin dari ATmega32.

Gambar 2.17 Konfigurasi Pin ATmega32

Berikut penjelasan dari fungsi-fungsi konfigurasi pin ATmega32.

a. VCC, merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukkan

catu daya.

b. GND (Ground), merupakan pin ground.

c. PORTA (PORTA0-7), merupakan pin I/O dua arah dan

berfungsi khusus sebagai pin masukan ADC.

d. PORTB (PORTB0-7), merupakan pin I/O dua arah dan fungsi

e. PORTC (PORTC0-7), merupakan pin I/O dua arah dan fungsi

khusus yaitu TWI, komparator analog, dan timer oscilator.

f. PORTD (PORTD0-7), merupakan pin I/O dua arah dan fungsi

khusus yaitu komparator analog, interupsi eksternal dan

komunikasi serial USART.

g. RESET, merupakan pin untuk mereset mikrokontroler.

h. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin untuk eksternal clock.

i. AVCC merupakan pin masukan untuk tegangan ADC.

j. AREF merupakan pin masukan untuk tegangan referens ADC.

2.2.1.4 Peta Memory ATmega32

ATmega32 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian

yaitu 32 buah register umum, 64 buah register I/O, dan 512 byte SRAM

internal. Register untuk keperluan umum menempati space data pada

alamat terbawah yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu register khusus

untuk menangani I/O dan kontrol terhadap mikrokontroler menempati 64

alamat berikutnya yaitu mulai dari $20 sampai $5F. Register tersebut

merupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi

terhadap berbagai peripheral mikrokontroler seperti kontrol register,

timer/counter, fungsi I/O, dan sebagainya. Register khusus alamat memori secara lengkap dapat dilihat pada gambar 2.18 Alamat memori

berikutnya digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60

terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 buah register umum, 64 buah register

I/O, dan 512 byte internal SRAM.

Gambar 2.18 Skema Memori Data ATmega32

Memori program yang terletak pada flash perom tersusun dalam word

atau 2 byte karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32bit.

AVR ATmega32 memiliki 4KByte x 16 Bit flash perom dengan

alamat mulai dari $000 sampai $FFF. AVR tersebut memiliki 12 bit

program counter (PC) sehingga mampu mengalamati isi flash.

2.2.1.5 Status Register

Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroler.

Gambar 2.20 Status Register ATmega32

Status register ATmega32 dapat dilihat pada gambar diatas.

Dari gambar tersebut dapat dijelaskan register dari ATmega32,

sebagai berikut:

a. Bit7  I (global Iinterrupt enable), Bit harus di set untuk

mengaktifkan (enable) semua jenis interupsi.

b. Bit6  T (bit copy storage), Instruksi BLD dan BST

menggunakan bit T sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit.

Suatu bit dalam sebuah register GPR dapat disalin ke bit T

menggunakan instruksi BST, dan sebaliknya bit T dapat disalin

kembali kesuatu bit dalam register GPR dengan menggunakan

instruksi BLD.

c. Bit5  H (half cary flag).

d. Bit4  S (sign bit) merupakan hasil operasi EOR antara flag -N

e. Bit3  V (two's component overflow flag) bit ini berfungsi untuk mendukung operasi matematis.

f. Bit2  N (negative flag) flag N akan menjadi set, jika suatu operasi matematis menghasilkan bilangan negatif.

g. Bit1  Z (zero flag) bit ini akan menjadi set apabila hasil operasi

matematis menghasilkan bilangan 0.

h. Bit0  C (cary flag) bit ini akan menjadi set apabila suatu operasi

menghasilkan carry.

2.2.2 Komunikasi USB

USB (Universal Serial Bus) adalah sebuah standard komunikasi serial

yang digunakan untuk komunikasi antar perangkat. Pada awalnya sistem USB didesain dari perkembangan sebuah antarmuka untuk berkomunikasi dengan

bermacam-macam tipe periferal tanpa batasan dan kesulitan dalam

penggunaanya, tidak seperti pada perangkat antarmuka sebelumnya. Perangkat antarmuka USB memiliki banyak kelebihan dibanding perangkat antarmuka sebelumnya, seperti :

a. mudah untuk digunakan, sehingga tidak perlu lagi mengotak-atik

konfigurasi-konfigurasi dan setup yang rumit,

b. cepat, sehingga tidak akan terjadi kemacetan komunikasi pada peranti

antarmukanya,

c. dapat dipercaya, karena tingkat kesalahan komunikasi (galat) jarang

terjadi, karena menggunakan metode automatic retries (pengulang

d. serbaguna, banyak macam perangkat periferal yang dapat menggunakan peranti antarmuka ini,

e. biaya yang minim, sehingga dalam pembuatan peralatannya tidak

memerlukan dana yang banyak,

f. daya rendah, artinya dapat menghemat penggunaan daya pada

portable computer (laptop)

g. didukung oleh sistem operasi Windows dan sistem operasi yang lain,

sehingga dapat mempermudah pengembang untuk mengembangkan perangkat antarmuka yang diinginkannya.

Pada setiap komputer masa kini telah terdapat port USB yang dapat

digunakan untuk menghubungkan perangkat lain (periferal) seperti keyboard,

mouse, scanner, digital camera, printer dan peralatan lain sebagai perangkat tambahan dengan masing-masing kegunaanya. USB merupakan solusi komunikasi antara komputer dengan perangkat lain yang dibutuhkan oleh sistem komputer tersebut, karena sistem antarmukanya cocok untuk semua tipe perangkat yang standard. Suatu sistem USB pada umumnya terdiri dari beberapa bagian diantaranya :

a. host controller, pada sistem USB terdapat beberapa host yang

bertanggung jawab pada keseluruhan protokol sistem USB. Host

controller bertugas mengendalikan penggunaan jalur bus data, sehingga tidak ada satu pun peralatan USB yang dapat menggunakan

b. hub, seperti halnya hub untuk jaringan komputer, USB hub menyediakan titik interkoneksi yang dapat memungkinkan banyak

peralatan USB untuk dapat terhubung terhadap host controller.

Topologi jaringan yang digunakan oleh sistem USB adalah topologi star, semua perangkat USB secara logika terhubung langsung dengan

host controller. Hub terhubung dengan USB host controller secara

upstream (data mengalir menuju ke host),

c. terhubung dengan peralatan USB secara downstream (data mengalir

dari host ke perangkat USB). Fungsi utama dari hub adalah

bertanggungjawab untuk mendeteksi pada pemasangan dan pelepasan peralatan USB dengan port USB,

d. peralatan USB, semua hal pada sistem USB selain host controller

merupakan peralatan USB. Dalam kecepatan transfer datanya

peralatan USB dikelompokan menjadi 3 (tiga) yaitu : low speed

(kecepatan transfer hingga 1,5 Mbps), full speed (kecepatan transfer

hingga 12 Mbps), dan high speed (kecepatan transfer data hingga

480 Mbps).

2.2.2.1 Evolusi Sistem Antarmuka

Alasan utama mengapa suatu sistem antarmuka yang baru tidak begitu sering muncul, hal tersebut dikarenakan sistem antarmuka yang ada telah banyak menarik perhatian pengguna untuk tidak mengambil hal yang rumit untuk membuat sistem antarmuka yang baru. Menggunakan sistem antarmuka yang telah ada membuat lebih hemat biaya dan waktu

dalam pembuatan desain sistem antarmuka peralatannya. Hal inilah yang membuat IBM PC memilih kompatibilitas sistem antarmukanya

menggunakan centronics parallel interface dan RS-232 serial port

interface yang sudah ada untuk menghubungkan perangkat pengguna

seperti printer dan modem yang ada di pasaran.

Sistem antarmuka standard yang digunakan IBM PC telah membuktikan kehandalannya dalam 2 (dua) dekade kebelakang. Namun semakin canggih dan hebatnya komputer-komputer masa kini membuat

semakin meningkatnya jumlah perangkat-perangkat (periferal)

pendukung komputer, sehingga sistem antarmuka yang terdahulu sudah tidak dapat menanganinya lagi dikarenakan kecepatan komunikasinya yang terbatas dan memiliki ekspansi antarmuka yang terbatas juga. Hal inilah yang kemudian merujuk kepada pengembangan sistem antarmuka USB.

2.2.2.2 Tugas Komputer sebagai Host

Dalam hal ini komputer akan bekerja sebagai penyedia (host)

sedangkan perangkat akan bekerja sebagai periferal yang memiliki peranan yang telah ditentukan masing-masing sesuai dengan tugasnya. Untuk dapat berkomunikasi dengan perangkat USB, sebuah komputer

memerlukan suatu perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak

(software) yang dapat membuat komputer bekerja sebagai penyedia (host) USB.

Perangkat keras (hardware) yang dibutuhkan oleh bagian penyedia (host) diantaranya adalah USB host controller dan USB hub yang dapat membuat port USB menjadi lebih dari 1 (satu). Sedangkan perangkat lunak (software) yang dibutuhkan oleh bagian penyedia (host) adalah

host controller driver, dan USB driver-nya masing-masing sesuai dengan perangkat USB yang dihubungkan dengan komputer.

Pada awalnya USB host controller didesain untuk menangani satu

peralatan USB saja, namun dalam perkembangannya muncullah

Universal/Open Host Controller Intreface (UHCI/OHCI) yang terdiri

dari 2 (dua) bagian yaitu: host controller driver dan host controller. Host

controller driver adalah suatu program perangkat lunak komputer yang

bertanggung jawab dalam penjadwalan lalu lintas data pada jalur bus data

dengan cara menempatakan dan menjaga transaksi data dalam sistem

memori, sementara host controller bekerja memindahkan data dari sistem

memori ke peralatan USB dengan cara memproses struktur data.

Selanjutnya untuk dapat memenuhi kebutuhan transfer data dengan

kecepatan tinggi, maka dikembangkan Enhanced Host Controller

Interface (EHCI). EHCI mampu mendukung peralatan USB high speed

karena memang didesain untuk efisiensi dalam penggunaan memori pada peranti host controller.

Gambar 2.21 Blok Diagram Sistem USB

Sistem USB host controller terdiri atas sejumlah lapisan perangkat

keras (hardware) dan perangkat lunak (software) yang ditunjukkan pada Gambar 2.21. Secara umum penjelasan singkat dari setiap lapisan-lapisan tersebut adalah.

a. Software driver pada PC, bertugas mengeksekusi perintah dari

host controller yang bersesuaian dengan peralatan USB tertentu

sesuai fungsinya. Driver peralatan USB secara khusus merupakan

bagian dari sistem operasi atau yang disertakan dengan peralatan

USB yang kemudian di-install pada PC sehingga peralatan USB

b. Driver USB, adalah suatu perangkat lunak bus driver yang

memisahkan detil host controller tertentu untuk sistem operasi

tertentu,

c. Host controller driver, berfungsi menyediakan driver perangkat

lunak diantara lapisan perangkat keras host controller dengan

pealatan USB. Detail dari host controller driver tergantung kepada

sistem antarmuka perangkat keras USB host controller,

d. Host controller, adalah lapisan implementasi perangkat keras yang

spesifik. Terdapat 1 (satu) spesifikasi host controller yang

digunakan untuk peralatan USB high speed yaitu Enhanced Host

Controller Interface (EHCI), dan terdapat 2 (dua) spesifikasi host controller yang digunakan untuk peralatan USB full speed dan low speed yaitu Universal Host Controller Interface (UHCI) dan Open Host Controller Interface (OHCI),

e. peralatan USB, adalah suatu perangkat keras yang akan melaksanakan fungsinya dengan pengguna. Interaksi antara pengguna dengan peralatan USB mengalir dari aplikasi melalui lapisan-lapisan perangkat lunak dan perangkat keras sesuai dengan diagram pada Gambar 2.21.

2.2.2.3 Lapisan Komunikasi USB

Komunikasi data pada sistem USB terbagi menjadi 3 (tiga) lapisan

yaitu : physical layer, protocol engine layer, dan application layer.

fungsi peralatan USB menggunakan sebuah jalur komunikasi pipa (pipes). Jalur pipa ini diasosiasikan sebagai jalur antara endpoint pada

peralatan USB dengan perangkat lunak host controller yang bersesuaian.

Endpoint adalah sumber atau tujuan dari data yang ditransmisikan melalui antarmuka USB, karena pada sistem antarmuka USB terdidri dari

seperangkat endpoint yang terkelompok. Aliran komunikasi data pada bus

data yang dapat dilakukan adalah dua arah yaitu : IN dimana data

mengalir dari peralatan USB ke bagian penyedia (host) dan OUT dimana

data mengalir dari bagian penyedia (host) ke peralatan USB. Berikut

merupakan penjelasan singkat dari masing-masing lapisan komunikasi USB.

2.2.2.4 USB – HID Communication Class

Human interface device (HID) class adalah salah satu kelas komunikasi USB yang didukung oleh hampir seluruh sistem operasi baik itu sistem operasi Windows, mulai dari Windows ’98 hingga yang

terbaru, juga sistem operasi yang lain. Biasanya driver untuk kelas

komunikasi HID ini sudah terangkum menjadi satu kesatuan didalam sistem operasi sehingga tidak perlu lagi untuk meng-install driver. Oleh

karena itu banyak vendor-vendor perangkat USB yang menggunakan

kominikasi kelas HID dalam pembuatan produknya.

Pemberian nama HID (Human Interface Device) diambil dari

perangkat antarmuka yang berhubungan langsung dengan manusia (human interface). Sebagai contoh adalah sebuah mouse dapat

mendeteksi ketika adanya penekanan tombol ataupun gerakan yang dilakukan oleh manusia sehingga memberikan nilai masukan yang berbeda-beda terhadap komputer untuk melakukan tugasnya.

Namun sebenarnya kelas komunikasi HID tidak memiliki antarmuka manusia yang sebenarnya, perangkat harus diatur fungsinya untuk dapat memenuhi spesifikasi dari kelas komunikasi HID agar dapat bekerja seperti yang seharusnya. Ada beberapa kemampuan dan keterbatasan dari perangkat dengan kelas komunikasi HID diantarnya adalah :

a. semua data yang akan diproses berada dalam sebuah struktur yang

disebut reports. Komputer (host) akan mengirim dan menerima

data dengan mengirimkan dan meminta reports dalam interrupt

transfer atau control transfer. Format dari report sangat fleksibel dan dapat ditangani oleh berbagai macam tipe data, namun untuk

beberapa report harus memiliki besar data yang sudah pasti,

b. sebuah antarmuka HID harus memiliki sebuah IN interrupt untuk

dapat mengirimkan permintaan report kepada host,

c. sebuah antarmuka HID dapat memiliki setidaknya 1 (satu) buah

endpoint interupsi IN dan 1 (satu) buah endpoint interupsi OUT,

d. endpoint interupsi IN memperbolehkan HID untuk mengirimkan

informasi kepada komputer (host) dalam waktu yang tidak dapat

diprediksi. Sebagai contoh tidak ada cara lain sebuah komputer untuk mengetahui ketika pengguna menekan salah satu tombol

pada keyboard selain menggunakan transaksi interupsi, sehingga

driver pada komputer (host) menggunakan transaksi interupsi untuk menanyai secara periodik terhadap perangkat apabila terdapat data yang baru yang akan diproses oleh komputer,

e. kecepatan transfer data pada perangkat dibatasi, terutama pada

USB low speed dan USB full speed. Sebuah komputer dapat

memberikan batasan endpoint interupsi untuk kecepatan rendah

tidak lebih dari 800 byte/detik, dan untuk kecepatan penuh,

maksimal endpoint interupsinya adalah 64 kByte/detik. Sedangkan

untuk kecepatan tinggi, maksimal endpoint interupsinya adalah 25

Mbyte/detik apabila komputer (host) mendukung high-bandwidth

bila tidak maka hanya berkisar di 8 Mbyte/detik.

Jenis komunikasi HID merupakan pengimplementasian antarmuka USB yang sederhana. Beberapa dari peralatan ini cukup mengirimkan

data ke komputer dan juga menerima beberapa permintaan data dari

komputer untuk konfigurasi dari peralatan tersebut.

2.2.2.5 USB – CDC Communication Class

USB communication device class (USB – CDC) adalah suatu kelas perangkat USB yang dimana didalamnya dapat terdiri dari beberapa kelas

komunikasi. Kelas USB-CDC ini dapat terdiri dari custom control

interface, data interface, audio atau bahkan mass storage interface dalam 1 perangkatnya.

Pada umumnya kelas komunikasi ini digunakan untuk modem, sehingga perangkat dapat melakukan beberapa tugas berbeda dalam waktu yang bersamaan. Seperti halnya modem dapat melakukan komunikasi data antara modem dengan PC atau komputer, namun diwaktu yang bersamaan juga dapat digunakan untuk komunikasi panggilan suara. Hal tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan kelas komunikasi USB-CDC.

Dalam bentuk lain, komunikasi USB-CDC ini digunakan untuk menggantikan peranti antarmuka RS-232 yang sudah hampir tak pernah ada di perangkat komputer masa kini, sehingga solusi untuk komunikasi

tersebut adalah dengan membuat virtual comm-port dimana hal tersebut

juga memanfaatkan kelas komunikasi USB-CDC karena kelas komunikasi ini dapat dibentuk sesuai dengan kebutuhan pembuatnya, hanya saja untuk dapat berkomunikasi antara perangkat dengan komputer

dibutuhkan driver khusus yang dapat menangani komunikasi antara

perangakat dengan komputer. Pada perancangan alat ukur IC yang

dirancang menggunakan modul komunikasi USB to TTL. Adapun modul

USB to TTL dapat dilihat pada gambar berikut ini.

2.3 Perangkat Lunak (Software)

Perangkat lunak yang digunakan untuk mengontrol kinerja perangkat keras dari aplikasi alat ukur IC ini terbagi atas 2 bagian yaitu pemograman bahasa C pada

mikrokontroler dan visual studio C# (sharf) untuk aplikasi dikomputer. Berikut

merupakan uraian tentang masing-masing perangkat lunak tersebut.

2.3.1 Program Bahasa C

Bahasa C pertama kali digunakan di komputer digital equipment

corporation PDP-11 yang menggunakan sistem opersi UNIX C adalah bahasa yang standar, artinya suatu program yang ditulis dengan bahasa C tertentu akan dapat dikonversi dengan bahasa C yang lain dengan sedikit modifikasi. Standar bahasa C yang asli adalah standar dari UNIX. Deskripsi C dari Kerninghan dan

Ritchie ini kemudian dikenal secara umum sebagai “K dan R C”. 2.3.1.1 Penulisan Program Bahasa C

Program Bahasa C tidak mengenal aturan penulisan di kolom tertentu, jadi bisa dimulai dari kolom manapun. Namun demikian, untuk mempermudah pembacaan program dan untuk keperluan dokumentasi, sebaiknya penulisan bahasa C diatur sedemikian rupa sehingga mudah dibaca dan dipahami. Berikut contoh penulisan program bahasa C:

#include <mega8535.h> #include <delay.h> main ()

{ ……… ……… }

Program dalam bahasa C selalu berbentuk fungsi seperti

ditunjukkan dalam main (). Program yang dijalankan berada di dalam

tubuh program yang dimulai dengan tanda kurung buka { dan diakhiri

dengan tanda kurung tutup }. Semua yang tertulis di dalam tubuh program

ini disebut dengan blok.

Tanda () digunakan untuk mengapit argumen suatu fungsi. Argumen adalah suatu nilai yang akan digunakan dalam fungsi tersebut. Dalam fungsi main diatas tidak ada argumen, sehingga tak ada data dalam (). Dalam tubuh fungsi antara tanda { dan tanda } ada sejumlah pernyataan yang merupakan perintah yang harus dikerjakan oleh prosesor. Setiap pernyataan diakhiri dengan tanda titik koma ;.

Baris pertama #include <…> bukanlah pernyataan, sehingga tak diakhiri dengan tanda titik koma (;). Baris tersebut meminta kompiler untuk menyertakan file yang namanya ada di antara tanda <…> dalam proses kompilasi. File-file ini (berekstensi .h) berisi deklarasi fungsi

ataupun variable. File ini disebut header. File ini digunakan semacam

perpustakaan bagi pernyataan yang ada di tubuh program.

Penulisan #include merupakan salah satu jenis pengarah

praprosesor (preprocessor directive). Pengarah praprosesor ini dipakai

untuk membaca file yang di antaranya berisi deklarasi fungsi, definisi konstanta dan beberapa file judul disediakan dalam C. File-file ini

mempunyai ciri yaitu namanya diakhiri dengan ekstensi .h (hexa).

agar membaca file bernama stdio.h saat pelaksanaan kompilasi.Bentuk umum dari penulisan #include pada program adalah.

#include “namafile”

Bentuk pertama (#include <namafile>) mengisyaratkan bahwa pencarian file dilakukan pada direktori khusus, yaitu direktori file

include. Sedangkan bentuk kedua (#include “namafile”) menyatakan

bahwa pencarian file dilakukan pertama kali pada direktori aktif tempat program sumber dan seandainya tidak ditemukan pencarian akan dilanjutkan pada direktori lainnya yang sesuai dengan perintah pada sistem operasi.

2.3.1.2 Tipe Data

Tipe data merupakan bagian program yang paling penting karena tipe data mempengaruhi setiap instruksi yang akan dilaksanakan oleh computer. Misalnya saja 5 dibagi 2 bisa saja menghasilkan hasil yang berbeda tergantung tipe datanya. Jika 5 dan 2 bertipe integer maka akan menghasilkan nilai 2, namun jika keduanya bertipe float maka akan menghasilkan nilai 2.5000000. Pemilihan tipe data yang tepat akan membuat proses operasi data menjadi lebih efisien dan efektif.

2.3.1.3 Konstanta

Konstanta merupakan suatu nilai yang tidak dapat diubah selama proses program berlangsung. Konstanta harus didefinisikan terlebih dahulu di awal program. Konstanta dapat bernilai integer, pecahan,

karakter dan string. Contoh konstanta : 50; 13; 3.14; 4.50005; ‘A’;

‘BahasaC’.

2.3.1.4 Variabel

Variabel adalah suatu pengenal (identifier) yang digunakan

untuk mewakili suatu nilai tertentu di dalam proses program. Berbeda dengan konstanta yang nilainya selalu tetap, nilai dari suatu variable bisa diubah-ubah sesuai kebutuhan. Nama dari suatu variabel dapat ditentukan sendiri oleh pemrogram dengan aturan sebagai berikut :

a. terdiri dari gabungan huruf dan angka dengan karakter pertama

harus berupa huruf. Bahasa C bersifat case-sensitive artinya huruf

besar dan kecil dianggap berbeda,

b. tidak boleh mengandung spasi,

c. tidak boleh mengandung simbol-simbol khusus, kecuali garis

bawah (underscore),

d. panjangnya bebas, tetapi hanya 32 karakter pertama yang terpakai.

2.3.1.5 Deklarasi

Deklarasi diperlukan bila kita akan menggunakan pengenal (identifier) dalam program. Identifier dapat berupa variabel, konstanta dan fungsi. Berikut penjelasan dari deklarasi pada pemograman mikrokontroler menggunakan bahasa C.

a. Deklarasi Variabel

Bentuk umum pendeklarasian suatu variable adalah: nama_tipe nama_variabel; . Adapun contoh penggunaannya adalah sebagai berikut ini.

int x; // Deklarasi x bertipe integer

b. Deklarasi Konstanta

Dalam bahasa C konstanta dideklarasikan menggunakan

preprocessor #define, contoh penulisannya.

#define PHI 3.14 #define nim “0111500382”.

c. Deklarasi Fungsi

Fungsi merupakan bagian yang terpisah dari program dan dapat diaktifkan atau dipanggil di manapun di dalam program. Fungsi dalam bahasa C ada yang sudah disediakan sebagai fungsi pustaka seperti printf (), scanf (), getch () dan untuk menggunakannya tidak perlu dideklarasikan.

Fungsi yang perlu dideklarasikan terlebih dahulu adalah fungsi

yang dibuat oleh programmer. Bentuk umum deklarasi sebuah fungsi

adalah :

Tipe_fungsi nama_fungsi(parameter_fungsi); Contohnya :

float luas_lingkaran(int jari); void tampil(); int tambah(int x, int y);.

2.3.2 Pemograman Visual Studio Bahasa C# (Sharp)

C# adalah salah satu bahasa pemprograman intermediate yang digunakan

oleh programmer untuk membuat executable programs/ program yang dapat di

eksekusi. C# dapat memisahkan jarak antara aplikasi yang powerfull tapi

membingungkan seperti C++ dan sangat mudah sekali untuk digunakan , C#

memiliki extension .CS .

Sebelum menjalankan aplikasi yang dibuat dengan C# , kita memerlukan

common language runtime (CLR) untuk meng-eksekusi program yang di

generate dengan C#. Ini kita dapat dari .Net Framework yang dapat kita

download langsung dari situs Microsoft secara free atau otomatis terinstall ke dalam komputer ketika menginstall aplikasi visual studio sebagai suatu syarat standar pada prosedur penginstalan.

Berikut ini beberapa kelebihan C#, diantaranya adalah :

a. flexible: C# program dapat di eksekusi di mesin komputer sendiri atau di transmiskan melalui web dan di eksekusi di komputer lainnya,

b. powerful: C# memiliki sekumpulan perintah yang sama dengan C++ yang kaya akan fitur yang lengkap tetapi dengan gaya bahasa yang lebih diperhalus sehingga memudahkan penggunanya,

c. easier to use: C# memodifikasi perintah yang sepenuhnya sama dengan C++ dan memberitahu dimana letak kesalahan kita bila ada kesalahan

dalam aplikasi, hal ini dapat mengurangi waktu kita dalam mencari

error,

d. visually oriented: The .NET library code yang digunakan oleh C# menyediakan bantuan yang dibutuhkan untuk membuat tampilan yang

complicated dengan frames, dropdown, tabbed windows, group button, scroll bar dan background image,

e. secure: Semua bahasa pemprograman yang digunakan untuk kebutuhan

internet mesti memiliki security yang benar-benar aman untuk

menghindari aksi kejahatan dari pihak lain seperti hacker, C# memiliki

segudang fitur untuk menanganinya.

2.4 Metode Pengukuran

Dalam metode pengukuran IC yang digunakan pada perangkat yang akan

dirancang menggunakan metode exhaustive test. Exhaustive test adalah teori

pengujian IC dengan memakai semua kombinasi masukan dicoba satu persatu sesuai dengan tabel kebenaran. Jadi jika sebuah gerbang yang memiliki N masukkan, maka

IC akan diuji sebanyak 2� kombinasi masukkan. Metode ini tentunya lebih akurat,

namun dengan menggunakan semua masukan akan memakan waktu pengujian yang lebih lama dan pemakaian kapasitas memori yang besar.

2.5 Pemilihan Komponen

Pemilihan jenis komponen dalam perancangan dan pembuatan suatu perangkat elektronik mutlak dilakukan karena berdampak langsung pada tingkat efisiensi dan efektifitas perangkat yang dibuat. Beberapa hal yang perlu diperhatikan diantaranya kualitas bahan, tingkat kecepatan dan keakuratan saat komponen bekerja,

bentuk serta ukuran dimensi komponen, sampai budget/pengeluaran dana yang digunakan. Sehingga pada perancangan dan pembuatan alat ukur IC ini, pemilihan jenis komponen yang digunakan harus diperhatikan, agar hasil kinerja baik dari sisi kualitas kinerja perangkat sampai jumlah pengeluaran dana yang diperuntukkan bagi pembuatan perangkat alat ukur IC ini dapat ditekan seminimal mungkin.

2.5.1 Latar Belakang Pemilihan Komponen

Latar belakang perbandingan dan pemilihan jenis komponen yang diuraikan pada bab ini dilakukan dengan cara membandingkan komponen-komponen yang digunakan pada rangkaian sistem kontrol elektronik alat ukur IC dengan beberapa komponen dari jenis yang sama namun berbeda dari sisi spesifikasinya dan harga yang pada dasarnya mempengaruhi kinerja dari komponen tersebut terhadap aplikasi alat ukur IC yang dibuat.

2.5.2 Pemilihan Jenis Mikrokontroler

Jenis mikrokontroler yang digunakan pada perangkat alat ukur IC ini adalah mikrokotroler tipe ATmega32 dari keluarga AVR. Uraian mengenai perbandingan jenis mikrokontroler ATmega32 bila dibandingkan dengan beberapa jenis mikrokontroler lainya, dapat dilihat pada Tabel 2.7 dibawah ini.

Tabel 2.7 Uraian Perbandingan Jenis Mikrokontroler

Spesifikasi Jenis Komponen

ATmega8535 ATmega16 ATmega32

Flash 8 KB 16 KB 32 KB

RAM 0,5KB 1KB 2KB

I/O 32 32 32

PIN 40 40 40

Harga Rp 55.000 Rp 60.000 Rp 60.000

Berdasarkan uraian pada tabel 2.7 diatas, dapat ditarik kesimpulan bahwa jenis mikrokontroler ATmega32 lebih cocok digunakan, karena memiliki kapasitas memori yang cukup sesuai kebutuhan, serta memiliki RAM yang lebih besar sehingga mempengaruhi kecepatan akses data sementara pada mikrokontroler.

44

Perancangan dan realisasi sistem merupakan bagian yang penting dari seluruh pembuatan tugas akhir. Pada prinsipnya perancangan yang baik dan dilakukan secara sistematik akan memberikan kemudahan-kemudahan dalam proses pembuatan alat serta analisanya.

3.1 Perancangan Sistem

Pada perancangan sistem alat ukur IC, secara umum terdapat bagian utama yaitu bagian masukan (input), proses (process), keluaran (output) dan bagian komunikasi. Bagian-bagian inilah yang menjadi dasar kinerja alat ukur IC. Blok

diagram sistem dapat dilihat pada gambar 3.1.

USB to TTL Socket IC

yang akan diukur

Mikrokontroller ATmega32

Komunikasi USB dan Sumber Tegangan Unit Pengolah Data

Unit Masukan

a b c

Komputer Unit Keluaran dan Pengolah informasi data

d

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Alat Ukur IC

Berikut uraian singkat tentang fungsi dari masing-masing bagian utama blok diagram sistem alat ukur IC.

a. Masukan (Input)

Untuk bagian masukan (Input) terdapat 1 bagian perangkat yang

berfungsi untuk memberikan masukan bagi mikrokontroler sesuai fungsinya. Socket IC berfungsi sebagai dudukan IC yang nantinya akan

diukur untuk dapat mengetahui IC yang akan diukur itu baik atau tidak baik. Adapun socket IC yang digunakan terdiri dari 20 pin.

b. Proses (Process)

Mikrokontroler ATmega32 digunakan sebagai perangkat kontrol utama alat ukur IC. Mikrokontroler memproses setiap masukan dari masukan pin IC yang akan diukur dan mengeksekusi perangkat output sesuai dengan instruksi program yang diatur oleh pemrogram pada mikrokontroler.

c. Komunikasi USB dan Sumber tegangan

USB to TTL berfungsi untuk mengkomunikasikan perangkat alat ukur IC

dengan komputer. Sehingga dapat berkomunikasi dengan baik untuk

mengirim data ataupun menerima data. Tetapi pada perancangan ini USB

to TTL difungsikan juga sebagai sumber tegangan ke bagian proses.

d. Keluaran (Output)

Bagian keluaran/output adalah bagian yang merupakan hasil eksekusi

perangkat dan bertindak sebagai hasil dari kinerja perangkat sesuai keinginan perancang. Pada perancangan ini keluaran yang digunakan adalah komputer. Komputer berfungsi sebagai visualisasi hasil pengukuran IC yang akan diukur. Komunikasi USB digunakan sebagai penghubung dari perangkat ke komputer. Pada PC juga nanti terdapat sebuah aplikasi untuk pengukuran IC.

3.2 Cara Kerja Sistem

Sistem alat bekerja dengan cara IC yang akan diukur diletakkan di dudukan IC pada rangkaian mikokontroller dan dari rangkaian mikrokontroller dihubungkan ke komputer menggunakan komunikasi serial USB. Pertama akan memilih daftar IC

yang akan diukur pada bagian aplikasi komputer didalam database terdapat

konfigurasi dari sebuah IC berupa jumlah pin, pin tegangan positif, pin ground,

jumlah gerbang, model gerbang, pin masukan dan pin keluaran. Data konfigurasi IC inilah yang akan dikirimkan ke mikrokontroler, kemudian mikrokontroler akan melakukan proses pencocokan data dan pengukuran. Ketika data hasil diperoleh akan dikirim kembali ke aplikasi komputer kemudian tabel kebenaran IC hasil ukur akan

dibandingkan dengan tabel kebenaran yang ada pada database aplikasi komputer atau

data sebenarnya. Jika data hasil pengukuran sesuai dengan data yang ada di database,

maka IC dapat dikatakan bagus (OK). Tetapi jika berbeda data hasil pengukurannya IC mengalami kerusakan, sehingga akan menampilkan pada layar komputer bagian mana yang mengalami kerusakan atau gerbang yang rusak apabila IC memiliki gerbang.

3.3 Perancangan Perangkat Keras (Hardware)

Perancangan perangkat keras dalam ini terdiri dari perancangan rangkaian IC yang akan diukur sebagai unit masukan, ATmega32 sebagai unit pemroses dan komputer sebagai unit keluaran sebagai tampilan pengukuran IC. Berikut uraian dari masing-masing perancangan perangkat keras penyusun sistem.

3.3.1 Perancangan Sistem Minimum ATmega32

Mikrokontroler ATmega32 digunakan sebagai unit pemroses utama dari sistem perangkat alat ukur IC. ATmega32 bertugas memproses data dari setiap pin IC yang akan diukur yang kemudian dikonversikan menjadi data biner, yang selanjutnya hasil pemrosesan tersebut dikirimkan ke komputer menggunakan peranti antarmuka USB. Agar mikrokontroler tersebut dapat bekerja sesuai dengan fungsinya, maka dibutuhkan suatu sistem minimum dari mikrokontroler tersebut, yang terdiri dari beberapa rangkaian pasif penunjang. Gambar 3.2 menunjukan sistem minimum mikrokontroler ATmega32.

Gambar 3.2 Skematik Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega32

3.3.2 Perancangan Rangkaian Alat Ukur IC

Rangkaian Tester IC berfungsi sebagai masukan dimana digunakan untuk tempat dudukan IC yang akan diukur. Mikrokontroller akan

melakukanscanning pin-pin IC yang akan diukur untuk menginisialisasi pin

Vcc, pin Gnd, jumlah pin, jumlah gerbang, pin masukan dan pin keluaran. Ketika hasil diperoleh tabel kebenarannya nantinya akan dibandingkan dengan

data yang ada di database pada aplikasi komputer sebagai acuan pengukuran

sebuah IC untuk mengetahui sebuah IC itu dikatakan baik atau mengalami kerusakan. Jumlah pin IC yang akan digunakan pada perancangan ini menggunakan 20 pin. Adapun konfigurasi rangkaian tester IC yang akan dirancang sebagai berikut:

Gambar 3.3 Konfigurasi Rangkaian Yang Akan Diukur

3.4 Perancangan Perangkat Lunak Mikrokontroler (Firmware)

START

Inisialisasi UART

Ada perintah dari PC?

tampung perintah yang diterima Dari database kemudian simpan pada variabel yang sesuai. No

Yes

Beri sumber tegangan pada VCC dan ground untuk IC yang

akan ujicoba.

Buat variabel index untuk melakukan looping sebanyak jumlah gerbang IC yang di test.

index <= jumlah gerbang?

konfigurasi gerbang = 1 input dan 1 output

konfigurasi gerbang = 2 input dan 1 output

No No

Yes Yes

Lakukan pengetesan gerbang IC sesuai dengan kombinasi input biner yang ada untuk

jumlah input = 1.

Lakukan pengetesan gerbang IC sesuai dengan kombinasi input biner yang ada untuk

jumlah input = 2.

Kirim data gerbang hasil pengukuran ke komputer. Yes

Naikkan index sebanyak 1 untuk mengecek gerbang IC

berikutnya. No

konfigurasi gerbang = 3 input dan 1 output

No

Yes

Lakukan pengetesan gerbang IC sesuai dengan kombinasi input biner yang ada untuk

jumlah input = 3.

Perangkat lunak mikrokontroler (firmware) digunakan untuk mengatur kerja dari mikrokontroler pada sistem tersebut agar dapat berjalan

sebagaimana mestinya. Perangkat lunak mikrokontroler dirancang

menggunakan bahasa pemograman tingkat tinggi, yaitu bahasa C. Dengan

menggunakan program aplikasi codevisionAVR yang merupakan aplikasi yang

khusus digunakan untuk mengembangkan perangkat lunak untuk

mikrokontroler keluarga AVR ATmega dan dengan bantuan compiler

khazama programmer sebagai toolkit-nya, maka pembuatan program aplikasipun dapat dengan baik dikerjakan.

3.5 Flowchart Aplikasi Yang Dirancang Pada Komputer

3.6 Perancangan Program Aplikasi Komputer (Software)

Pada perancangan program aplikasi komputer, digunakan Visual Studio yang

merupakan IDE (Integrated Development Environment) produk dari perusahaan

ternama Microsoft yang memang biasa diguanakan untuk perancangan aplikasi

komputer berbasis GUI (Graphical User Interface). Pada IDE visual studio terdapat

beberapa bahasa pemograman yang dapat digunakan seperti : Visual C++, Visual C,

Visual C# (C Sharp), Visual Basic, Visual J#, dan Visual F#. Namun untuk pengerjaan tugas akhir ini bahasa pemograman yang akan digunakan adalah bahasa

pemograman Visual C# (C Sharp), karena bahasa pemograman tersebut telah bersifat

OOP (Object Oriented Program) sehingga program dapat dibuat lebih fleksibel.

Begitu juga nantinya aplikasi akan terhubung dengan sebuah database sqlite sebagai

penyimpanan daftar data konfigurasi IC yang akan diukur seperti id IC, nama, jumlah pin, pin vcc, pin gnd, jumlah gerbang, model gerbang, pin masukan, pin keluaran dan tabel kebenaran. Adapun tampilan aplikasi yang dirancang untuk alat ukur IC ini sebagai berikut.

Gambar 3.8 Tampilan Aplikasi Untuk Melakukan Pengukuran IC

Tabel 3.1 Tools Yang Dipergunakan Pada Aplikasi Komputer

No Tools Nama Properti Keterangan

1. Menu

Strip

menuStrip 1

Item :

Collection

Pada tools ini berisikan menu

Aplikasi, Database IC dan

Pengukuran.

2. Text Box textBox1 - Textbox ini digunakan untuk kolom

pencarian jenis IC yang sudah terdaftar di database.

3. Data Grid

View

dataGridV iew1

Columns : Collection

Data gridview berfungsi untuk

menampilkan konfigurasi dari sebuah IC berupa : id, nama, tipe, jumlah pin, pin vcc, pin gnd, jumlah gerbang, model gerbang, pin masukan, pin keluaran dan tabel kebenaran pada bagian database.

4. Text Box textBox2 - Textbox ini berfungsi untuk kolom

penambahan atau perubahan nama IC di database.

5. Text Box textBox3 - Textbox ini berfungsi untuk kolom

penambahan atau perubahan tipe IC di

6. Text Box textBox4 - Textbox ini berfungsi untuk kolom penambahan atau perubahan jumlah pin IC di database.

7. Text Box textBox5 - Textbox ini berfungsi untuk kolom

penambahan atau perubahan pin vcc di database.

8. Text Box textBox6 - Textbox ini berfungsi untuk kolom

penambahan atau perubahan pin gnd di database.

9. Text Box textBox7 - Textbox ini berfungsi untuk kolom

penambahan atau perubahan jumlah gerbang IC di database.

10. Text Box textBox8 - Textbox ini berfungsi untuk kolom

penambahan atau perubahan

konfigurasi gerbang di database.

11. Text Box textBox9 - Textbox ini berfungsi untuk kolom

penambahan atau perubahan pin

masukan IC di database.

12. Text Box textBox10 - Textbox ini berfungsi untuk kolom

penambahan atau perubahan pin keluaran IC di database.

13. Text Box textBox11 - Textbox ini berfungsi untuk kolom

penambahan atau perubahan tabel

kebenaran IC di database.

14. Button Button1 - Tombol ini berfungsi untuk

melakukan tambah data daftar IC pada

database.

15. Button Button2 - Tombol ini berfungsi untuk

melakukan penyimpanan data daftar IC jika sudah melakukan penambahan pada kolom konfigurasi pin IC pada

database.

16. Button Button3 - Tombol ini berfungsi untuk

melakukan pembaharuan data daftar Ic jika pada kolom konfigurasi pin IC

17. Button Button4 - Tombol ini berfungsi untuk melakukan penghapusan data daftar

IC pada database.

18. Combobo x

comboBo xPorts

- Berfungsi untuk pemilihan port USB

dari perangkat ke komputer ketika akan melakukan pengukuran.

19. Button buttonRefr

esh

- Tombol berfungsi untuk melakukan

refresh pada pemilihan port usb dibagian pengukuran IC.

20. Button buttonCon

nnect

- Tombol ini berfungsi untuk memulai

menghubungkan koneksi port usb.

21. Button buttonDis

connect

- Tombol ini berfungsi untuk

memutuskan koneksi port usb.

22 Textbox textBoxSe

arch

- Kolom ini berfungsi untuk melakukan

pencarian daftar IC yang akan diukur. 23. Data Grid

View

dataGridV iewIc

Columns : Collection

Datagridview berfungsi untuk

menampilkan konfigurasi dari sebuah IC berupa : id, nama, type, jumlahpin, pin vcc, pin gnd, jumlah gerbang, model gerbang, pin masukan, pin keluaran dan tabel kebenaran pada bagian pengukuran.

24. Rich Text Box Log

richTextB oxLog

- Berfungsi untuk menampilkan data

keluaran monitor serial yang diambil dari mikrokontroller.

25. Button buttonCle

ar

Text : clear Tombol ini berfungsi untuk

membersihkan data yang ditampilkan

monitoring hasil pengukuran yang dilakukan mikrokontroller.

26. Button buttonStar

tTest

Text : Memulai

Tombol ini berfungsi untuk memulai melakukan pengukuran IC yang sudah dipilih.

27. Button Button1 Text :

IC74157

Tombol ini berfungsi untuk memulai melakukan pengukuran IC tipe74157.

28. Button Button2 Text : IC74595

Tombol ini berfungsi untuk memulai melakukan pengukuran IC tipe 74595.

29 Button Button1 Browser

PDF

Tombol ini berfungsi untuk

menampilkan file PDF bagian bagian

56

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISIS

Pada bab ini akan diuraikan tentang proses pengujian sistem yang meliputi pengukuran terhadap parameter-parameter dari setiap komponen per blok maupun secara keseluruhan dan melakukan uji coba terhadap aplikasi alat yang diharapkan dapat berjalan sesuai perancangan pada bab sebelumnya, selanjutnya akan dilakukan analisis terhadap aplikasi hasil pengukuran tersebut.

4.1 Pengujian dan Analisis Sistem

Pengujian dan analisis sistem ini bertujuan untuk mengetahui sistem kerja dari setiap komponen masukan, proses dan keluaran apakah dapat berjalan sesuai target yang diharapkan. Hal ini meliputi pengujian terhadap parameter tegangan masukan

untuk kinerja komponen, respons keluaran tegangan atau level logika yang dihasilkan

sesuai aplikasi komponen, serta hasil analisis kinerja komponen berdasarkan rancangan kinerja sistem alat ukur IC berbasis mikrokontroler ATmega32.

4.1.1 Pengujian dan Analisis Mikrokontroler ATmega32

Pengujian terhadap rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATmega32 bertujuan untuk mengetahui parameter tegangan keluaran dan masukan apabila mikrokontroler (IC) diberi program. Pengujian dilakukan dengan cara memberi catu daya 5 VDC ke IC mikrokontroler ATmega32

mikrokontroler ATmega32 adalah program dalam bahasa c. Perintah program ini digunakan untuk menghidupkan LED. Berikut contoh programnya.

#include <mega32.h>

#include <delay.h> void main(void) {

char a; a=x000; DDRC=0xFF; while(1) { PORTC=a; } }

Set perintah program diatas bertujuan untuk menghidupkan LED yang terpasang pada port C dari mikrokontroler ATmega32. Pada program LED

menyala, diperlukan deklarasi register dan delay untuk mikrokontroler

ATamega32. Setelah mendeklarasi register, maka program akan masuk

kedalam program utama. Didalam program utama, terdapat variabel karakter yang berfungsi untuk menyimpan data angka 0x000. Data 0x00 digunakan

untuk menyalakan LED karena LED dipasang pada common anoda data

tersebut akan dikeluarkan oleh mikrokontroler dengan menggunakan portC

sebagai output dengan DDRC=0xFF. Instruksi while merupakan instruksi

perulangan, sehingga mikrokontroler akan mengeluarkan data yang disimpan oleh variabel karakter secara terus menerus.

4.1.2 Pengujian dan Analisis Komunikasi USB

Pengujian komunikasi serial USB menggunakan modul USB to TTL ini

dilakukan dengan tujuan untuk menguji apakah komunikasi antara mikrokontroler ATmega32 yang digunakan sebagai perangkat utama alat ukur IC dengan perangkat lain menggunakan komunikasi serial dapat berjalan

dengan baik atau tidak, hal ini sangat penting karena akan sangat berpengaruh saat mikrokontroler ATmega32 digunakan untuk berkomunikasi dengan komputer menggunakan komunikasi dengan modul USB to TTL.

Pengujian ini dilakukan menggunakan program hercules yang dapat

diperoleh secara gratis dan dipasang pada komputer. Mikrokontroler

ATmega32 akan diprogram untuk berkomunikasi dengan Personal Computer

(PC) melalui komunikasi USB to TTL dan hasil komunikasi berupa pengiriman

karakter dari hercules akan dikirim keperangkat ATmega32. Mikrokontroler

ATmega32 akan berperan mengirim kembali data yang diterima tadi ke

hercules menggunakan kode ASCII (American Standard Code for Information

Interchange). Pada pengujian ini akan dikirimkan karakter huruf ‘aaa’ dari

aplikasi hercules dikirim ke mikrokrontroler, kemudian akan merespon dat

yang diterima sehingga nantinya dikirim kembali ke aplikasi hercules tersebut.

Gambar 4.1 dan 4.2 dibawah ini menampilkan listing program serta hasil pengujian pengiriman data dengan komunikasi serial antara mikrokontroler

ATMEGA32 dengan aplikasi hercules. Baudrate yang digunakan pada

pengujian ini menggunakan 9600.

Gambar 4.2 Tampilan Hasil Pengujian Komunikasi Serial USB Dengan Hercules

Dari hasil pengujian yang dilakukan, komunikasi antara mikrokontroler

ATmega32 dengan Personal Computer (PC) melalui program hercules berjalan

dengan baik. Hal ini dibuktikan dengan tampilan huruf ‘aaa’ secara bolak-balik

dikirim dari hercules ke mikrokontroler dan mikrokontroler mengirim kembali ke tampilan hercules. Dengan demikian, mikrokontroler ATmega32 dan

rangkaian komunikasi USB to TTL yang telah dibuat dapat digunakan pada

rangkaian sistem komunikasi data alat ukur berbasis mikrokontroler ATmega32.

4.1.3 Pengujian dan Analisis Gerbang XOR

Dalam pengujian ini menggunakan gerbang logika XOR contoh IC yaitu IC tipe 7486. Dalam sebuah IC ini terdapat 4 buah gerbang. XOR akan

memberikan keluaran logika “1”, jika masukannya memberikan keadaan

yang berbeda. Dan jika masukannya memberikan keadaan yang sama, maka

keluarannya akan memberikan logika “0”.

Tabel 4.1. Tabel Kebenaran Gerbang XOR Tipe IC 7486

Masukan Keluaran

A B Y

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

Pada tabel 4.1 diatas menunjukkan tabel kebenaran dari gerbang logika XOR yang sebenarnya dan inilah yang menjadi acuan untuk melakukan pengukuran membandingkan data yang sebenarnya dengan data yang akan diukur. Ketika data diperoleh dengan hasil yang sama maka sebuah IC tersebut dapat dikatakan dengan baik dan sebaliknya ketika data yang diperoleh berbeda dengan hasil tabel sesungguhnya maka IC dapat dikatakan mengalami kerusakan/tidak baik lagi. Berikut pengukuran sebuah IC 7486 pada aplikasi, dimana hasil IC yang diukur masih bagus.

Gambar 4.3 Pengujian IC Gerbang XOR Tipe 7486 Kondisi Baik

Gambar diatas merupakan hasil pengukuran IC 7486 menunjukkan kondisi IC dikatakan masih baik. Data yang dihasilkan dari hasil pengukuran

ditunjukkan pada bagian serial monitor contoh yang diambil ‘G10110’. G

yang disini adalah menyatakan gerbang, 1 adalah gerbang yang ke 1 (pertama) sedangkan nilai 0110 merupakan tabel kebenaran yang diperoleh dari pengukuran. Berikut ini merupakan hasil tabel kebenaran yang sesungguhnya dengan hasil tabel yang diukur pada pengujian ini.

Tabel 4.2 Hasil Perbandingan Tabel Sebenarnya Dengan Tabel Yang Diukur

Masukan Hasil Sebenarnya Hasil Pengukuran

Keluaran Keluaran

A B Y Y

0 0 0 0

0 1 1 1

1 0 1 1

1 1 0 0

Dari tabel diatas dapat dilihat bahwa pada bagian keluaran hasil sebenarnya dengan hasil pengukuran memiliki nilai yang sama dan dapat

disimpulkan bahwa IC gerbang 1 dikatakan baik. Hasil itu lah yang menjadi acuan untuk menentukan IC gerbang tipe 7486 pada gerbang 1 dikatakan baik. Demikian juga halnya untuk menentukan gerbang lainnya dikatakan baik dengan cara yang sama.

Sedangkan untuk pengujian pengukuran IC gerbang XOR untuk gerbangnya mengalami kerusakan.

Gambar 4.4 Pengukuran IC Tipe 7486 Gerbangnya Tidak Baik

Pada gambar diatas ditunjukkan hasil pengukuran IC setiap gerbang mengalami kerusakan dan dipastikan bahwa IC tersebut tidak dapat

digunakan. Terlihat jelas bahwa ketika tabel kebenaran di data gird pada

aplikasi yang akan dicocokkan adalah ‘0110’ tetapi ketika saat IC diukur

bahwa data yang diterima dari IC yang diukur adalah ‘1111’ untuk gerbang 1

sehngga untuk nilai yang tidak sama maka gerbang dari IC yang diukur dapat dikatakan mengalami kerusakan. Dengan pengujian yang dilakukan pada

pengukuran IC tipe 7486 ini dapat disimpulkan bahwa output pada gerbang EX-OR akan berlogika “1” jika salah satu inputnya berlogika “1” atau “0” dan

akan berlogika “0” jika semua inputnya berlogika “1” atau “0”. 4.1.4 Pengujian dan Analisis Gerbang NOT

Pengujian untuk gerbang NOT dilakukan untuk mengetahui bagaimana perangkat bekerja saat melakukan pengukuran IC gerbang NOT.

Gerbang NOT disebut juga inverter, gerbang ini hanya mempunyai satu input

dan satu output. Persamaan logika aljabar Boole untuk output gerbang NOT

adalah Y = _�_. Jadi output gerbang NOT selalu merupakan kebalikan dari

input-nya. Jika input diberikan logika tinggi maka pada output akan dihasilkan

logika rendah, dan pada saat input diberikan logika rendah maka pada output

akan dihasilkan logika tinggi.

Tabel 4.3 Tabel Kebenaran Gerbang NOT IC 7404

A Y

0 1

1 0

Berdasarkan hasil pengukuran, diperoleh hasil yaitu pada saat input

bernilai 1 maka output bernilai 0 begitupun sebaliknya output akan bernilai 1

pada saat diberi input 0, seperti teori dimana jika input 1 maka output 1(1=0

dan 0=1).

Maka dapat disimpulkan bahwa fungsi dari rangkaian NOT adalah

memberikan suatu output yang tidak sama dengan input, dengan kata lain, bila

tegangan input adalah berlogika 0 maka output nya akan berlogika 1,

begitupun sebaliknya jika input berlogika 1 maka output akan berlogika 0.

4.1.5 Pengujian dan Analisis Multiplekser

Jenis IC multiflekser yaitu suatu rangkaian atau piranti dimana jalur data yang banyak diseleksi channel-nya kedalam sebuah jalur keluran tunggal. Umumnya, multiplexer dapat dianggap sebagai suatu pencampur sinyal dari sumber yang banyak kedalam suatu keluaran dengan jumlah yang lebih sedikit. Multiplekser terdiri dari 4 buah multipleser masing-masing terdapat 2 buah

masukan dan 1 buah keluaran, selektor enable input dan output dan sebagai

sumber tegangan VCC dan ground. Untuk pengukuran IC tipe 74157 ini pada perangkat setiap jalur masukan akan dicoba mengirim data 0 dan 1 kemudian

dibandingkan dengan dataoutput nya jadi intinya ketika data yang didapat pada

keluaran nilainya sama dengan yang diinputkan maka IC dapat dinyatakan

dalam keadaan baik. Gambar dibawah ini menunjukkan saat pengukuran IC multiplekser tipe 74157 pada perangkat keadaan IC dalam kondisi baik.

Gambar 4. 6 Tampilan Multiplekser Melakukan Pengukuran Pada

Perangkat Kondisi IC Baik.

4.1.6 Pengujian dan Analisis Gerbang Shift Register

Pengujian IC jenis multiflekser dilakukan untuk mendapatkan pengukuran jenis IC ini memnentukan kondisi IC baik atau tidak baik. Dimana shiftregister merupakan kumpulan dari elemen-elemen memori yang bekerja bersamasebagai satu unit. Register yang paling sederhana adalah sebuah penyimpanan kata biner, jenis lain dari sebuah register adalah dapat mengubah kata yang tersimpan dengan menggeser bit-bitnya kekiri atau kekanan.

Pada pengujian ini diambil contoh pada IC tipe 74595 dengan konfigurasi 16 pin. Pada pengukuran ini dilakukan pada program bagian

proses dicoba memasukkan data sembarang 8-bit kemudian

membandingkanhasil keluarannya. Jika data yang dimasukkan pada input

sama hasilnya dengan data yang keluar pada output nya maka kondisi IC itu

ditunjukkan pengukuran IC shift register dalam kondisi baik pada perangkat aplikasi komputer.

Gambar 4. 7 Pengukuran IC Shift Register Kondisi IC Baik

4.2 Pengujian dan Analisis Perangkat dari Keseluruhan

Dari berbagai pengujian dan pengukuran yang dilakukan, baik secara perangkat keras maupun perangkat lunak , hasil yang didapatkan pada dasarnya telah

sesuai dengan hasil perancangan. Pada perangkat input, proses pendeteksian IC yang

akan diukur menginisialisasi setiap konfigurasi pin IC seperti pin VCC, ground,

masukan, keluaran, serta tabel kebenaran dari sebuah IC itu sendiri dan sebagai acuan pengukran membandingkan data yang dimasukkan dengan data yang akan diukur.

Selanjutnya pengujian yang dilakukan pada mikrokontroler ATmega32 dengan cara memberikan instruksi program untuk membaca setiap masukan dari

komponen input, mikrokontroler disini berfungsi untuk menunggu perintah dari

aplikasi komputer kemudian melakukan pengecekan pada IC yang akan diukur. Ketika data diperoleh dari hasil ukur di lanjutkan kembali ke bagian aplikasi komputer untuk membandingkan data hasil ukur dengan data yang diterima atau dengan kata lain data konfigurasi IC sebenarnya.

Dari sisi perangkat output, pengujian yang dilakukan pada aplikasi komputer berperan sebagai tampilan data yang diterima dari bagian mikrokontroler. Hasil yang ditunjukkan pada bagian tampilan itu menjadi sebagai proses akhir untuk mempermudah kita sebagai pengguna menganalisa IC seperti apa dikatakan baik ataupun tidak baik.

Komunikasi mikrokontroler ATmega32 dengan komputer sebagai tampilan

menggunakan komunikasi USB to TTL mengirim informasi data yang akan diukur

dari database Ic pada komputer ke mikrokontroler dan membandingkan data pengukuran pada mikrokontroler yang akan diproses kembali di aplikasi komputer untuk mendapatkan hasil terakhir untuk menyatakan kondisi IC tersebut dikatakan baik ataupun tidak baik lagi telah melalui beberapa percobaan. Dan dari setiap percobaan, eksekusi komunikasi dari perangkat ke komputer dan komputer ke perangkat ternyata sesuai sehingga dapat disimpulkan bahwa kinerja komunikasi USB to TTL yang dieksekusi melalui instruksi program pada mikrokontroler ATmega32 berjalan dengan baik.

68

5.1. Kesimpulan

Sesuai perancangan dan pengujian serta analisis dari sistem aplikasi alat ukur IC CMOS dan TTL berbasis ATmega32 yang dibahas pada penulisan tugas akhir ini, dapat diambil beberapa kesimpulan berkaitan dengan hasil analisi yang mengacu pada tujuan perancangan dan pembuatan aplikasi alat ukur IC ini.

1. Alat ukur IC yang dirancang dapat melakukan pengukuran IC gerbang CMOS

dan TTL dengan melakukan pengecekan setiap gerbang, sehingga mempermudah dalam menentukan bagian gerbang IC yang mengalami kondisi baik atau mengalami kerusakan.

2. Pemanfaatan komputer sebagai tampilan digunakan juga sebagai host

sehingga dapat menampung konfigurasi setiap pin daftar IC yang akan diukur menggunakan sebuah database. Memungkinkan juga buat pengguna dapat menambah, memperbaharui dan hapus daftar IC yang menjadi parameter pengukuran.

3. Kelebihan lain alat ukur ini yaitu penggunaaan modul USB to TTL sebagai

komunikasi penghubung perangkat dengan tampilan komputer difungsikan juga sebagai sumber tegangan tanpa melakukan penambahan sumber tegangan lain lagi buat perangkat.

5.2. Saran

Untuk pengembangan dan peningkatan kinerja dari alat ukur IC cmos dan TTL berbasis ATmega32 yang dibuat ini, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan. Adapaun saran yang diantumkan seperti berikut ini.

1. Perancangan alat ukur IC dalam pengukuran nantinya tidak hanya bisa

mengukur IC gerbang CMOS dan TTL saja tetapi bisa mengukur jenis IC yang banyak lagi.

2. Untuk dapat menampung lebih banyak lagi daftar IC sebaiknya

memperhatikan pemilihan database, seperti dapat menggunakan oracle

sehingga bisa menampung banyak data.

3. Pemilihan komponen mikrokontroler yang memiliki kecepatan instruction

per-second lebih tinggi dan dapat juga melakukan respon yang sangat baik ketika melakukan proses pengukuran.

ALAT UKUR IC CMOS DAN TTL BERBASIS ATMEGA32

Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan menempuh pendidikan program Sarjana di Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

Jonaris Nainggolan 13109018

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

2015

CURRICULUM VITAE

JONARIS NAINGGOLAN

Full Name : Jonaris Nainggolan

Place, date of birth : Samosir, September 25th ₁₉₉₀

Nationality : Indonesian Gender : Male Religion : Christian Marital Status : Single

Recent Address : Jln. Rancabolang Barat RT/RW. 003/011 Bandung, Jawa Barat Email : jonaris.nainggolan@yahoo.co.id

Phone Number : +6282115053497

2005-2008 SMK Sw. HKBP Pangururan, North Sumatera 2009-2015 S1 Teknik Elektro, Universtas Komputer Indonesia

Keterangan:

Universitas Komputer Indonesia program studi Teknik Elektro Kendali Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer dari tahun 2009-2015 dengan transkrip nilai 2,97.

PERSONAL DETAIL

v

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat serta petunjuk sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan

tugas akhir dengan judul “ALAT UKUR IC CMOS DAN TTL BERBASIS ATMEGA32”. penulisan Tugas Akhir ini dimaksudkan sebagai salah satu syarat dalam menyelesaikan studi Program Sarjana pada Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Universitas Komputer Indonesia.

Penulis menyadari dalam penulisan laporan tugas akhir ini, masih terdapat berbagai kekurangan dan kelemahan. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat diharapkan oleh penulis untuk lebih menyempurnakan dan melengkapi penulisan laporan tugas akhir ini.

Dalam penulisan tugas akhir ini, penulis seringkali menghadapi berbagai tantangan dan kesulitan, namun atas bantuan dan dorongan moril dari berbagai pihak, maka penulisan tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. Bapak Dr. Ir. Eddy Suryanto Soegoto, M.Sc selaku Rektor Universitas

Komputer Indonesia Bandung,

2. Bapak Prof. Dr. H. Denny Kurniadie, Ir., M.Sc selaku Dekan Fakultas

Teknik dan Ilmu Komputer, Universitas Komputer Indonesia,

3. Bapak Muhammad Aria, MT selaku Ketua Program Studi Teknik

vi

4. Bapak Jana Utama, MT selaku Pembimbing yang telah memberikan

banyak masukan, saran serta ide-ide kreatif pada penulisan tugas akhir ini,

5. Ibu Tri Rahajoeningroem, MT selaku Koordinator Tugas Akhir

Program Studi Teknik Elektro Universitas Komputer Indonesia Bandung,

6. Bapak dan Ibu Dosen pada Program Studi Teknik Elektro Universitas

Komputer Indonesia Bandung atas didikan dan saran kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini,

7. Kedua orang tua dan keluarga saya yang selalu mendoakan dan memberi

dorongan semangat,

8. Keluarga M. Situngkir, P. Situngkir, Kak N. Nainggolan dan kak L.

Sianturi yang memberikan dorongan dan semangat serta doa,

9. Pemuda/i Remaja GPI sidang bandung timur yang selalu mendoakan dan

memberikan semangat,

10.Teman-teman mahasiswa Teknik Elektro yang telah memberikan banyak

saran dan masukan serta dorongan semangat.

Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu dimana telah membantu dan mendukung dalam penyelesaian laporan Tugas Akhir ini, semoga Tuhan sajalah yang membalas semuanya

Bandung, Agustus 2015