Minggu, 13 November 2011
Sabtu, 12 November 2011
MODUL ATMega16
MENGENAL MIKROKONTROLER ATMega16
AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel,
berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir
semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai
32 register general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode
compare, interrupt internal dan eksternal, serial UART, programmable
Watchdog Timer, dan mode power saving, ADC dan PWM internal.
AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip yang
mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem
menggunakan hubungan serial SPI. ATMega16.
ATMega16 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz
membuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya versus
kecepatan proses.
1.Beberapa keistimewaan dari AVR ATMega16 antara lain:
1. Advanced RISC Architecture
?? 130 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution
?? 32 x 8 General Purpose Fully Static Operation
?? Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz
?? On-chip 2-cycle Multiplier
2. Nonvolatile Program and Data Memories
?? 8K Bytes of In-System Self-Programmable Flash
?? Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits
?? 512 Bytes EEPROM
?? 512 Bytes Internal SRAM
?? Programming Lock for Software Security
3. Peripheral Features
?? Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare
Mode
?? Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare
Modes
?? One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare
Mode, and Capture Mode
?? Real Time Counter with Separate Oscillator
?? Four PWM Channels
?? 8-channel, 10-bit ADC
?? Byte-oriented Two-wire Serial Interface
?? Programmable Serial USART
4. Special Microcontroller Features
?? Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection
?? Internal Calibrated RC Oscillator
?? External and Internal Interrupt Sources
?? Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Powerdown,
Standby and Extended Standby
5. I/O and Package
?? 32 Programmable I/O Lines
?? 40-pin PDIP, 44-lead TQFP, 44-lead PLCC, and 44-pad MLF
6. Operating Voltages
?? 2.7 - 5.5V for Atmega16L
4.5 - 5.5V for Atmega16
2.
Pin-pin pada ATMega16 dengan kemasan 40-pin DIP (dual inline
package) ditunjukkan oleh gambar 1. Guna memaksimalkan
performa, AVR menggunakan arsitektur Harvard (dengan memori dan
bus terpisah untuk program dan data).
Port sebagai input/output digital
ATMega16 mempunyai empat buah port yang bernama PortA,
PortB, PortC, dan PortD. Keempat port tersebut merupakan jalur bidirectional
dengan pilihan internal pull-up. Tiap port mempunyai tiga
buah register bit, yaitu DDxn, PORTxn, dan PINxn. Huruf ‘x’mewakili
nama huruf dari port sedangkan huruf ‘n’ mewakili nomor bit. Bit
DDxn terdapat pada I/O address DDRx, bit PORTxn terdapat pada
3.
I/O address PORTx, dan bit PINxn terdapat pada I/O address PINx.
Bit DDxn dalam register DDRx (Data Direction Register) menentukan
arah pin. Bila DDxn diset 1 maka Px berfungsi sebagai pin output.
Bila DDxn diset 0 maka Px berfungsi sebagai pin input.Bila PORTxn
diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin input, maka resistor
pull-up akan diaktifkan. Untuk mematikan resistor pull-up, PORTxn
harus diset 0 atau pin dikonfigurasi sebagai pin output. Pin port
adalah tri-state setelah kondisi reset. Bila PORTxn diset 1 pada saat
pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 1.
Dan bila PORTxn diset 0 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin
output maka pin port akan berlogika 0. Saat mengubah kondisi port
dari kondisi tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) ke kondisi output high
(DDxn=1, PORTxn=1) maka harus ada kondisi peralihan apakah itu
kondisi pull-up enabled (DDxn=0, PORTxn=1) atau kondisi output low
(DDxn=1, PORTxn=0).
Biasanya, kondisi pull-up enabled dapat diterima sepenuhnya,
selama lingkungan impedansi tinggi tidak memperhatikan perbedaan
antara sebuah strong high driver dengan sebuah pull-up. Jika ini
bukan suatu masalah, maka bit PUD pada register SFIOR dapat diset
1 untuk mematikan semua pull-up dalam semua port. Peralihan dari
kondisi input dengan pull-up ke kondisi output low juga menimbulkan
masalah yang sama. Kita harus menggunakan kondisi tri-state
(DDxn=0, PORTxn=0) atau kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=0)
sebagai kondisi transisi.
Tabel 1 Konfigurasi pin port
Bit 2 – PUD : Pull-up Disable
Bila bit diset bernilai 1 maka pull-up pada port I/O akan dimatikan
walaupun register DDxn dan PORTxn dikonfigurasikan untuk
menyalakan pull-up (DDxn=0, PORTxn=1).
Timer
Timer/counter adalah fasilitas dari ATMega16 yang digunakan
untuk perhitungan pewaktuan. Beberapa fasilitas chanel dari timer
counter antara lain: counter channel tunggal, pengosongan data timer
sesuai dengan data pembanding, bebas -glitch, tahap yang tepat Pulse
Width Modulation (PWM), pembangkit frekuensi, event counter
external..
4.
Gambaran Umum
Gambar diagram block timer/counter 8 bit ditunjukan pada
gambar 2. Untuk penempatan pin I/O telah di jelaskan pada bagian
I/O di atas. CPU dapat diakses register I/O, termasuk dalam pin-pin
I/O dan bit I/O. Device khusus register I/O dan lokasi bit terdaftar
pada deskripsi timer/counter 8 bit.
Gambar 2 Blok diagram timer/counter
Timing Diagram Timer/Counter
Timer/counter didesain sinkron clock timer (clkT0) oleh karena
itu ditunjukkan sebagai sinyal enable clock pada gambar 3. Gambar
ini termasuk informasi ketika flag interrupt dalam kondisi set. Data
timing digunakan sebagai dasar dari operasi timer/counter.
Gambar 3 Timing diagram timer/counter, tanpa prescaling
Sesuai dengan gambar 4 timing diagram timer/counter dengan
prescaling maksudnya adalah counter akan menambahkan data
counter (TCNTn) ketika terjadi pulsa clock telah mencapai 8 kali pulsa
dan sinyal clock pembagi aktif clock dan ketika telah mencapai nilai
maksimal maka nilai TCNTn akan kembali ke nol. Dan kondisi flag
timer akan aktif ketika TCNTn maksimal.
5.
Gambar 4 Timing diagram timer/counter, dengan prescaling
Sama halnya timing timer diatas, timing timer/counter dengan
seting OCFO timer mode ini memasukan data ORCn sebagai data
input timer. Ketika nilai ORCn sama dengan nilaiTCNTn maka pulsa
flag timer akan aktif. TCNTn akan bertambah nilainya ketika pulsa
clock telah mencapai 8 pulsa. Dan kondisi flag akan berbalik
(komplemen) kondisi ketika nilai TCNTn kembali kenilai 0 (overflow).
Gambar 5 Timing diagram timer/counter, menyeting OCFO, dengan pescaler
(fclk_I/O/8)
Ketika nilai ORCn sama dengan nilai TCNTn maka pulsa flag
timer akan aktif. TCNTn akan bertambah nilainya ketika pulsa clock
telah mencapai 8 pulsa. Dan kondisi flag akan berbalik (komplemen)
kondisi ketika nilai TCNTn kembali kenilai 0 (overflow).
Gambar 6 Timing diagram timer/counter, menyeting OCFO, pengosongan data
timer sesuai dengan data pembanding,dengan pescaler (fclk_I/O/8)
6.
Deskripsi Register Timer/Counter 8 bit
Gambar 7 Regiter timer counter 8 bit
Bit 7 – FOCO : perbandingan kemampuan output
FOCO hanya akan aktif ketika spesifik-spesifik bit WGM00
tanpa PWM mode. Adapun untuk meyakinkan terhadap kesesuaian
dengan device-device yang akan digunakan, bit ini harus diset nol
ketika TCCRO ditulisi saat mengoperasikan mode PWM. Ketika
menulisi logika satu ke bit FOCO, dengan segera dipaksakan untuk
disesuaikan pada unit pembangkit bentuk gelombang. Output OCO
diubah disesuaikan pda COM01: bit 0 menentukan pengaruh daya
pembanding.
Bit 6,3 – WGM01:0: Waveform Generation Mode
Bit ini mengontrol penghitungan yang teratur pada counter,
sumber untuk harga counter maksimal ( TOP )., dan tipe apa dari
pembangkit bentuk gelombang yang digunakan. Mode-mode operasi
didukung oleh unit timer/counter sebagai berikut : mode normal,
pembersih timer pada mode penyesuaian dengan pembanding ( CTC ),
dan dua tipe mode Pulse Width Modulation ( PWM ).
Tabel 2 Deskripsi Bit Mode Pembangkit Bentuk Gelombang
catatan: definisi nama-nama bit CTC0 dan PWM0 sekarang tidak
digunakan lagi. Gunakan WGM 01: 0 definisi. Bagaimanapun lokasi
dan fungsional dan lokasi dari masing-masing bit sesuai dengan versi
timer sebelumnya.
Bit 5:4 – COMO1:0 Penyesuaian Pembanding Mode Output
Bit ini mengontrol pin output compare (OCO), jika satu atau
kedua bit COM01:0 diset, output OC0 melebihi fungsional port
normal I/O dan keduanya terhubung juga. Bagaimanapun, catatan
bahwa bit Direksi Data Register (DDR) mencocokan ke pin OC0 yang
mana harus diset dengan tujuan mengaktifkan. Ketika OC0
dihubungkan ke pin, fungsi dari bit COM01:0 tergantung dari
pengesetan bit WGM01:0. Tabel di bawah menunjukkan COM
fungsional ketika bit-bt WGM01:0 diset ke normal atau mode CTC
(non PWM).
7.
Tabel 3 Mode Output Pembanding, tanpa PWM
Tabel 4 menunjukan bit COM01:0 fungsional ketika bit WGM01:0
diset ke mode fast PWM.
Tabel 4 Mode Output Pembanding, Mode fast PWM
Tabel 5 menunjukan bit COM01:0 fungsional ketika bit
WGM01:0 diset ke mode phase correct PWM.
Tabel 5 Mode Output Pembanding, Mode phase correct PWM
Bit 2:0 – CS02:0 : Clock Select
Tiga bit clock select sumber clock digunakan dengan
timer/counter. Jika mode pin eksternal digunakan untuk timer
counter0, perpindahan dari pin T0 akan memberi clock counter.
Tabel 6 Deskripsi bit clock select
8.
Sesuai dengan tabel diatas maka sumber clock dapat dibagi
sehingga timer/counter dapat disesuaikan dengan banyak data yang
dihitung.
Register Timer/Counter TCNT0
Gambar 8 Register timer TCNT0
Register timer/counter memberikan akses secara langsung,
keduanya digunakan untuk membaca dan menulis operasi, untuk
penghitung unit 8-bit timer/counter. Menulis ke blok-blok register
TCNT0 (removes) disesuaikan dengan clock timer berikutnya.
Memodifikasi counter (TCNT0) ketika perhitungan berjalan,
memperkenalkan resiko kehilangan perbandingan antara TCNC0
dengan register OCR0.
Register Timer/Counter OCR0
Gambar 9. Register timer OCR0
Register output pembanding berisi sebuah haraga 8 bit yang
mana secara terus-menerus dibandingkan dengan harga counter
(TCNT0). Sebuah penyesuaian dapat digunakan untuk
membangkitkan output interrupt pembanding, atau untuk
membangkitkan sebuah output bentuk gelombang pada pin OC0.
Register Timer/Counter Interrupt Mask
Bit 1-OCIE0: output timer counter menyesuaikan dengan kesesuaian
interrupt yang aktif.
Ketika bit OCIE0 ditulis satu, dan 1-bit pada register status
dalam kondisi set (satu), membandingkan timer/counter pada
interrupt yang sesuai diaktifkan. Mencocokkan interrupt yang
dijalankan kesesuaian pembanding pada timer/counter0 terjadi,
ketika bit OCF0 diset pada register penanda timer/counter-TIFR.
Bit 0 – TOIE0: Timer/Counter 0 Overflow Interrupt Enable
Ketika bit TOIE0 ditulis satu, dan 1-bit pada register status
dalam kondisi set (satu), timer/counter melebihi interrupt diaktifkan.
Mencocokkan interrupt dijalankan jika kelebihan pada timer/counter0
terjadi, ketika bit TOV0 diset pada register penanda timer/counter-
TIFR
9.
Register Timer/Counter Register - TIFR
Gambar 10 Register timer TIFR
Bit 1 – OCF0: Output Compare Flag 0
OCF0 dalam kondisi set (satu) kesesuaian pembanding terjadi
antara timer/counter dan data pada OCRO – Register 0 keluaran
pembanding. OCF0 diclear oleh hardware ketika eksekusi pencocokan
penanganan vector interrupt. Dengan alternatif mengclearkan OCF0
dengan menuliskan logika satu pada flag. Ketika I-bit pada SREG,
OCIE0 (Timer/Counter0 penyesuaian pembanding interrupt enable),
dan OCF0 diset (satu), timer/counter pembanding kesesuaian
interrupt dijalankan.
Bit 0 – TOV0: Timer/Counter Overflow Flag
Bit TOV0 diset (satu) ketika kelebihan terjadi pada
timer/counter0. TOV0 diclearkan dengan hardware ketika penjalanan
pencocokan penanganan vector interrupt. Dengan alternatif, TOV0
diclearkan dengan jalan memberikan logika satu pada flag. Ketika Ibit
pada SREG, TOIE0 (Timer/Counter0 overflow interrupt enable),
dan TOV0 diset (satu ), timer/counter overflow interrupt dijalankan.
Pada tahap mode PWM yang tepat, bit ini di set ketika timer/counter
merubah bagian perhitungan pada $00.
Serial pada ATMega16
Universal synchronous dan asynchronous pemancar dan
penerima serial adalah suatu alat komunikasi serial sangat fleksibel.
Jenis yang utama adalah :
a) Operasi full duplex (register penerima dan pengirim serial
dapat berdiri sendiri)
b) Operasi Asychronous atau synchronous
c) Master atau slave mendapat clock dengan operasi
synchronous
d) Pembangkit baud rate dengan resolusi tinggi
e) Dukung frames serial dengan 5, 6, 7, 8 atau 9 Data bit dan 1
atau 2 Stop bit
f) Tahap odd atau even parity dan parity check didukung oleh
hardware
g) Pendeteksian data overrun
h) Pendeteksi framing error
i) Pemfilteran gangguan (noise) meliputi pendeteksian bit false
start dan pendeteksian low pass filter digital
j) Tiga interrupt terdiri dari TX complete, TX data register empty
dan RX complete.
k) Mode komunikasi multi-processor
l) Mode komunikasi double speed asynchronous
10.
Generator Clock
Logic generator clock menghasilkan dasar clock untuk pengirim
dan penerima. USART mendukung empat mode operasi clock: Normal
Asynchronous, Double Speed Asynchronous mode Master Synchronous
dan Slave Synchronous. Bit UMSEL pada USART control dan status
register C (UCSRC) memilih antara operasi Asychronous dan
Synchronous. Double speed (hanya pada mode Asynchronou ) dikontrol
oleh U2X yang mana terdapat pada register UCSRA. Ketika
mengunakan mode operasi synchronous (UMSEL = 1) dan data
direction register untuk pin XCk (DDR_XCK) mengendalikan apakah
sumber clock tersebut adalah internal (master mode) atau eksternal
(slave mode) pin-pin XCK hanya akan aktif ketika menggunakan mode
Synchronous.
Gambar 11 Blok diagram clock generator logic
Keterangan sinyal :
txclk : clock pengirim (internal clock)
rxclk : clock dasar penerima (internal clock)
xcki : input dari pin XCK (sinyal internal). Digunakan untuk operasi
slave synchronous.
xcko : clock output ke pin XCK (sinyal internal). Digunakan untuk
operasi master synchronous
fosc : frekuensi pin XTAL (system clock)
Generator Internal Clock – Pembangkit Baud rate
Generasi internal clock digunakan untuk mode – mode operasi
master asynchronous dan synchronous. Register USART baud rate
(UBRR) dan down-counter dikoneksikan kepada fungsinya sebagai
programmable prescaler atau pembangkit baud rate. Down-counter,
dijalankan pada system clock ( fosc), dibebani dengan nilai UBRR
setiap counter telah dihitung mundur ke nol atau ketika register
UBRRL ditulisi. Clock dibangkitkan setiap counter mencapai nol.
Clock ini adalah pembangkit baud rate clock output (fosc/( UBBR+1)).
Pemancar membagi baud rete generator clock output dengan 2, 8,
atau 16 cara tergantung pada mode.
11.
Pembangkit output baud rate
digunakan secara langsung oleh penerima clock dan unit-unit
pelindung data. Unit-unit recovery menggunakan suatu mesin status
yang menggunakan 2, 8, atau 16 cara yang tergantung pada cara
menyimpan status dari UMSEL, bit-bit U2X dan DDR_XCK.
Tabel di bawah menunjukan penyamaan perhitungan baud rate
dan nilai UBRR tiap mode operasi mengunakan sumber pembangkit
clock internal.
Tabel 7 Persamaan untuk menyeting perhitungan register baud rate
note: baud rate menunjukan pengiriman rate bit tiap detik (bps)
BAUD :baud rate ( pada bit-bit per detik,bps ) fosc frekuensi sistem
clock osilator
UBRR : terdiri dari UBRRH dan UBBRL,( 0-4095 )
Eksternal Clock
Eksternal clock digunakan untuk operasi mode slave
synchronous. Eksternal clock masuk dari pin XCK dicontohkan oleh
suatu daftar sinkronisasi register untuk memperkecil kesempatan
meta-stabilitas. Keluaran dari sinkronisasi register kemudian harus
menerobos detector tepi sebelum digunakan oleh pengirim dan
penerima.
Proses ini mengenalkan dua period delay clock CPU dan oleh
karena itu maksimal frekuensi clock XCK eksternal dibatasi oleh
persamaan sebagai berikut
Fxck < fosc/4
Keterangan: fosc tergantung pada stabilitas sistem sumber clock.
Operasi Synchronous Clock
Ketika mode sinkron digunakan (UMSEL=1), pin XCK akan
digunakan sama seperti clock input (slave) atau clock output (master).
Dengan ketergantungan antara tepi clock dan data sampling atau
perubahan data menjadi sama. Prinsip dasarnya adalah data input
(on RxD) dicontohkan pada clock XCK berlawanan dari tepi data
output (TxD) sehingga mengalami perubahan.
12.
UCPOL bit UCRSC memilih tepi yang mana clock XCK digunakan
untuk data sampling dan yang mana digunakan untuk perubahan
data. Seperti yang ditunjukan pada gambar di atas, ketika UCPOL nol
data akan diubah pada tepi kenaikan XCK dan dicontohkan pada tepi
XCK saat jatuh. Jika UCPOL dalam kondisi set, data akan mengalami
perubahan pada saat tepi XCK jatuh dan data akan dicontohkan
pada saat tepi XCK naik.
Inisialisasi USART
USART harus diinisialisasi sebelum komunikasi manapun
dapat berlangsung. Proses inisialisasi normalnya terdiri dari
pengesetan baud rate, penyetingan frame format dan pengaktifan
pengirim atau penerima tergantung pada pemakaian. Untuk interrupt
menjalankan operasi USART, global interrupt flag (penanda) sebaiknya
dibersihkan (dan interrupt global disable) ketika inisialisasi dilakukan.
Sebelum melakukan inisialisasi ulang dengan mengubah baud
rate atau frame format, untuk meyakinkan bahwa tidak ada transmisi
berkelanjutan sepanjang periode register yang diubah. Flag TXC dapat
digunakan untuk mengecek bahwa pemancar telah melengkapi
semua pengiriman, dan flag RXC dapat digunakan untuk mengecek
bahwa tidak ada data yang tidak terbaca pada buffer penerima.
Tercatat bahwa flag TXC harus dibersihkan sebelum tiap transmisi
(sebelum UDR ditulisi) jika itu semua digunakan untuk tujuan
tersebut.
AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel,
berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir
semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai
32 register general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode
compare, interrupt internal dan eksternal, serial UART, programmable
Watchdog Timer, dan mode power saving, ADC dan PWM internal.
AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip yang
mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem
menggunakan hubungan serial SPI. ATMega16.
ATMega16 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz
membuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya versus
kecepatan proses.
1.Beberapa keistimewaan dari AVR ATMega16 antara lain:
1. Advanced RISC Architecture
?? 130 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution
?? 32 x 8 General Purpose Fully Static Operation
?? Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz
?? On-chip 2-cycle Multiplier
2. Nonvolatile Program and Data Memories
?? 8K Bytes of In-System Self-Programmable Flash
?? Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits
?? 512 Bytes EEPROM
?? 512 Bytes Internal SRAM
?? Programming Lock for Software Security
3. Peripheral Features
?? Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare
Mode
?? Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare
Modes
?? One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare
Mode, and Capture Mode
?? Real Time Counter with Separate Oscillator
?? Four PWM Channels
?? 8-channel, 10-bit ADC
?? Byte-oriented Two-wire Serial Interface
?? Programmable Serial USART
4. Special Microcontroller Features
?? Power-on Reset and Programmable Brown-out Detection
?? Internal Calibrated RC Oscillator
?? External and Internal Interrupt Sources
?? Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Powerdown,
Standby and Extended Standby
5. I/O and Package
?? 32 Programmable I/O Lines
?? 40-pin PDIP, 44-lead TQFP, 44-lead PLCC, and 44-pad MLF
6. Operating Voltages
?? 2.7 - 5.5V for Atmega16L
4.5 - 5.5V for Atmega16
2.
Pin-pin pada ATMega16 dengan kemasan 40-pin DIP (dual inline
package) ditunjukkan oleh gambar 1. Guna memaksimalkan
performa, AVR menggunakan arsitektur Harvard (dengan memori dan
bus terpisah untuk program dan data).
Port sebagai input/output digital
ATMega16 mempunyai empat buah port yang bernama PortA,
PortB, PortC, dan PortD. Keempat port tersebut merupakan jalur bidirectional
dengan pilihan internal pull-up. Tiap port mempunyai tiga
buah register bit, yaitu DDxn, PORTxn, dan PINxn. Huruf ‘x’mewakili
nama huruf dari port sedangkan huruf ‘n’ mewakili nomor bit. Bit
DDxn terdapat pada I/O address DDRx, bit PORTxn terdapat pada
3.
I/O address PORTx, dan bit PINxn terdapat pada I/O address PINx.
Bit DDxn dalam register DDRx (Data Direction Register) menentukan
arah pin. Bila DDxn diset 1 maka Px berfungsi sebagai pin output.
Bila DDxn diset 0 maka Px berfungsi sebagai pin input.Bila PORTxn
diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin input, maka resistor
pull-up akan diaktifkan. Untuk mematikan resistor pull-up, PORTxn
harus diset 0 atau pin dikonfigurasi sebagai pin output. Pin port
adalah tri-state setelah kondisi reset. Bila PORTxn diset 1 pada saat
pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 1.
Dan bila PORTxn diset 0 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin
output maka pin port akan berlogika 0. Saat mengubah kondisi port
dari kondisi tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) ke kondisi output high
(DDxn=1, PORTxn=1) maka harus ada kondisi peralihan apakah itu
kondisi pull-up enabled (DDxn=0, PORTxn=1) atau kondisi output low
(DDxn=1, PORTxn=0).
Biasanya, kondisi pull-up enabled dapat diterima sepenuhnya,
selama lingkungan impedansi tinggi tidak memperhatikan perbedaan
antara sebuah strong high driver dengan sebuah pull-up. Jika ini
bukan suatu masalah, maka bit PUD pada register SFIOR dapat diset
1 untuk mematikan semua pull-up dalam semua port. Peralihan dari
kondisi input dengan pull-up ke kondisi output low juga menimbulkan
masalah yang sama. Kita harus menggunakan kondisi tri-state
(DDxn=0, PORTxn=0) atau kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=0)
sebagai kondisi transisi.
Tabel 1 Konfigurasi pin port
Bit 2 – PUD : Pull-up Disable
Bila bit diset bernilai 1 maka pull-up pada port I/O akan dimatikan
walaupun register DDxn dan PORTxn dikonfigurasikan untuk
menyalakan pull-up (DDxn=0, PORTxn=1).
Timer
Timer/counter adalah fasilitas dari ATMega16 yang digunakan
untuk perhitungan pewaktuan. Beberapa fasilitas chanel dari timer
counter antara lain: counter channel tunggal, pengosongan data timer
sesuai dengan data pembanding, bebas -glitch, tahap yang tepat Pulse
Width Modulation (PWM), pembangkit frekuensi, event counter
external..
4.
Gambaran Umum
Gambar diagram block timer/counter 8 bit ditunjukan pada
gambar 2. Untuk penempatan pin I/O telah di jelaskan pada bagian
I/O di atas. CPU dapat diakses register I/O, termasuk dalam pin-pin
I/O dan bit I/O. Device khusus register I/O dan lokasi bit terdaftar
pada deskripsi timer/counter 8 bit.
Gambar 2 Blok diagram timer/counter
Timing Diagram Timer/Counter
Timer/counter didesain sinkron clock timer (clkT0) oleh karena
itu ditunjukkan sebagai sinyal enable clock pada gambar 3. Gambar
ini termasuk informasi ketika flag interrupt dalam kondisi set. Data
timing digunakan sebagai dasar dari operasi timer/counter.
Gambar 3 Timing diagram timer/counter, tanpa prescaling
Sesuai dengan gambar 4 timing diagram timer/counter dengan
prescaling maksudnya adalah counter akan menambahkan data
counter (TCNTn) ketika terjadi pulsa clock telah mencapai 8 kali pulsa
dan sinyal clock pembagi aktif clock dan ketika telah mencapai nilai
maksimal maka nilai TCNTn akan kembali ke nol. Dan kondisi flag
timer akan aktif ketika TCNTn maksimal.
5.
Gambar 4 Timing diagram timer/counter, dengan prescaling
Sama halnya timing timer diatas, timing timer/counter dengan
seting OCFO timer mode ini memasukan data ORCn sebagai data
input timer. Ketika nilai ORCn sama dengan nilaiTCNTn maka pulsa
flag timer akan aktif. TCNTn akan bertambah nilainya ketika pulsa
clock telah mencapai 8 pulsa. Dan kondisi flag akan berbalik
(komplemen) kondisi ketika nilai TCNTn kembali kenilai 0 (overflow).
Gambar 5 Timing diagram timer/counter, menyeting OCFO, dengan pescaler
(fclk_I/O/8)
Ketika nilai ORCn sama dengan nilai TCNTn maka pulsa flag
timer akan aktif. TCNTn akan bertambah nilainya ketika pulsa clock
telah mencapai 8 pulsa. Dan kondisi flag akan berbalik (komplemen)
kondisi ketika nilai TCNTn kembali kenilai 0 (overflow).
Gambar 6 Timing diagram timer/counter, menyeting OCFO, pengosongan data
timer sesuai dengan data pembanding,dengan pescaler (fclk_I/O/8)
6.
Deskripsi Register Timer/Counter 8 bit
Gambar 7 Regiter timer counter 8 bit
Bit 7 – FOCO : perbandingan kemampuan output
FOCO hanya akan aktif ketika spesifik-spesifik bit WGM00
tanpa PWM mode. Adapun untuk meyakinkan terhadap kesesuaian
dengan device-device yang akan digunakan, bit ini harus diset nol
ketika TCCRO ditulisi saat mengoperasikan mode PWM. Ketika
menulisi logika satu ke bit FOCO, dengan segera dipaksakan untuk
disesuaikan pada unit pembangkit bentuk gelombang. Output OCO
diubah disesuaikan pda COM01: bit 0 menentukan pengaruh daya
pembanding.
Bit 6,3 – WGM01:0: Waveform Generation Mode
Bit ini mengontrol penghitungan yang teratur pada counter,
sumber untuk harga counter maksimal ( TOP )., dan tipe apa dari
pembangkit bentuk gelombang yang digunakan. Mode-mode operasi
didukung oleh unit timer/counter sebagai berikut : mode normal,
pembersih timer pada mode penyesuaian dengan pembanding ( CTC ),
dan dua tipe mode Pulse Width Modulation ( PWM ).
Tabel 2 Deskripsi Bit Mode Pembangkit Bentuk Gelombang
catatan: definisi nama-nama bit CTC0 dan PWM0 sekarang tidak
digunakan lagi. Gunakan WGM 01: 0 definisi. Bagaimanapun lokasi
dan fungsional dan lokasi dari masing-masing bit sesuai dengan versi
timer sebelumnya.
Bit 5:4 – COMO1:0 Penyesuaian Pembanding Mode Output
Bit ini mengontrol pin output compare (OCO), jika satu atau
kedua bit COM01:0 diset, output OC0 melebihi fungsional port
normal I/O dan keduanya terhubung juga. Bagaimanapun, catatan
bahwa bit Direksi Data Register (DDR) mencocokan ke pin OC0 yang
mana harus diset dengan tujuan mengaktifkan. Ketika OC0
dihubungkan ke pin, fungsi dari bit COM01:0 tergantung dari
pengesetan bit WGM01:0. Tabel di bawah menunjukkan COM
fungsional ketika bit-bt WGM01:0 diset ke normal atau mode CTC
(non PWM).
7.
Tabel 3 Mode Output Pembanding, tanpa PWM
Tabel 4 menunjukan bit COM01:0 fungsional ketika bit WGM01:0
diset ke mode fast PWM.
Tabel 4 Mode Output Pembanding, Mode fast PWM
Tabel 5 menunjukan bit COM01:0 fungsional ketika bit
WGM01:0 diset ke mode phase correct PWM.
Tabel 5 Mode Output Pembanding, Mode phase correct PWM
Bit 2:0 – CS02:0 : Clock Select
Tiga bit clock select sumber clock digunakan dengan
timer/counter. Jika mode pin eksternal digunakan untuk timer
counter0, perpindahan dari pin T0 akan memberi clock counter.
Tabel 6 Deskripsi bit clock select
8.
Sesuai dengan tabel diatas maka sumber clock dapat dibagi
sehingga timer/counter dapat disesuaikan dengan banyak data yang
dihitung.
Register Timer/Counter TCNT0
Gambar 8 Register timer TCNT0
Register timer/counter memberikan akses secara langsung,
keduanya digunakan untuk membaca dan menulis operasi, untuk
penghitung unit 8-bit timer/counter. Menulis ke blok-blok register
TCNT0 (removes) disesuaikan dengan clock timer berikutnya.
Memodifikasi counter (TCNT0) ketika perhitungan berjalan,
memperkenalkan resiko kehilangan perbandingan antara TCNC0
dengan register OCR0.
Register Timer/Counter OCR0
Gambar 9. Register timer OCR0
Register output pembanding berisi sebuah haraga 8 bit yang
mana secara terus-menerus dibandingkan dengan harga counter
(TCNT0). Sebuah penyesuaian dapat digunakan untuk
membangkitkan output interrupt pembanding, atau untuk
membangkitkan sebuah output bentuk gelombang pada pin OC0.
Register Timer/Counter Interrupt Mask
Bit 1-OCIE0: output timer counter menyesuaikan dengan kesesuaian
interrupt yang aktif.
Ketika bit OCIE0 ditulis satu, dan 1-bit pada register status
dalam kondisi set (satu), membandingkan timer/counter pada
interrupt yang sesuai diaktifkan. Mencocokkan interrupt yang
dijalankan kesesuaian pembanding pada timer/counter0 terjadi,
ketika bit OCF0 diset pada register penanda timer/counter-TIFR.
Bit 0 – TOIE0: Timer/Counter 0 Overflow Interrupt Enable
Ketika bit TOIE0 ditulis satu, dan 1-bit pada register status
dalam kondisi set (satu), timer/counter melebihi interrupt diaktifkan.
Mencocokkan interrupt dijalankan jika kelebihan pada timer/counter0
terjadi, ketika bit TOV0 diset pada register penanda timer/counter-
TIFR
9.
Register Timer/Counter Register - TIFR
Gambar 10 Register timer TIFR
Bit 1 – OCF0: Output Compare Flag 0
OCF0 dalam kondisi set (satu) kesesuaian pembanding terjadi
antara timer/counter dan data pada OCRO – Register 0 keluaran
pembanding. OCF0 diclear oleh hardware ketika eksekusi pencocokan
penanganan vector interrupt. Dengan alternatif mengclearkan OCF0
dengan menuliskan logika satu pada flag. Ketika I-bit pada SREG,
OCIE0 (Timer/Counter0 penyesuaian pembanding interrupt enable),
dan OCF0 diset (satu), timer/counter pembanding kesesuaian
interrupt dijalankan.
Bit 0 – TOV0: Timer/Counter Overflow Flag
Bit TOV0 diset (satu) ketika kelebihan terjadi pada
timer/counter0. TOV0 diclearkan dengan hardware ketika penjalanan
pencocokan penanganan vector interrupt. Dengan alternatif, TOV0
diclearkan dengan jalan memberikan logika satu pada flag. Ketika Ibit
pada SREG, TOIE0 (Timer/Counter0 overflow interrupt enable),
dan TOV0 diset (satu ), timer/counter overflow interrupt dijalankan.
Pada tahap mode PWM yang tepat, bit ini di set ketika timer/counter
merubah bagian perhitungan pada $00.
Serial pada ATMega16
Universal synchronous dan asynchronous pemancar dan
penerima serial adalah suatu alat komunikasi serial sangat fleksibel.
Jenis yang utama adalah :
a) Operasi full duplex (register penerima dan pengirim serial
dapat berdiri sendiri)
b) Operasi Asychronous atau synchronous
c) Master atau slave mendapat clock dengan operasi
synchronous
d) Pembangkit baud rate dengan resolusi tinggi
e) Dukung frames serial dengan 5, 6, 7, 8 atau 9 Data bit dan 1
atau 2 Stop bit
f) Tahap odd atau even parity dan parity check didukung oleh
hardware
g) Pendeteksian data overrun
h) Pendeteksi framing error
i) Pemfilteran gangguan (noise) meliputi pendeteksian bit false
start dan pendeteksian low pass filter digital
j) Tiga interrupt terdiri dari TX complete, TX data register empty
dan RX complete.
k) Mode komunikasi multi-processor
l) Mode komunikasi double speed asynchronous
10.
Generator Clock
Logic generator clock menghasilkan dasar clock untuk pengirim
dan penerima. USART mendukung empat mode operasi clock: Normal
Asynchronous, Double Speed Asynchronous mode Master Synchronous
dan Slave Synchronous. Bit UMSEL pada USART control dan status
register C (UCSRC) memilih antara operasi Asychronous dan
Synchronous. Double speed (hanya pada mode Asynchronou ) dikontrol
oleh U2X yang mana terdapat pada register UCSRA. Ketika
mengunakan mode operasi synchronous (UMSEL = 1) dan data
direction register untuk pin XCk (DDR_XCK) mengendalikan apakah
sumber clock tersebut adalah internal (master mode) atau eksternal
(slave mode) pin-pin XCK hanya akan aktif ketika menggunakan mode
Synchronous.
Gambar 11 Blok diagram clock generator logic
Keterangan sinyal :
txclk : clock pengirim (internal clock)
rxclk : clock dasar penerima (internal clock)
xcki : input dari pin XCK (sinyal internal). Digunakan untuk operasi
slave synchronous.
xcko : clock output ke pin XCK (sinyal internal). Digunakan untuk
operasi master synchronous
fosc : frekuensi pin XTAL (system clock)
Generator Internal Clock – Pembangkit Baud rate
Generasi internal clock digunakan untuk mode – mode operasi
master asynchronous dan synchronous. Register USART baud rate
(UBRR) dan down-counter dikoneksikan kepada fungsinya sebagai
programmable prescaler atau pembangkit baud rate. Down-counter,
dijalankan pada system clock ( fosc), dibebani dengan nilai UBRR
setiap counter telah dihitung mundur ke nol atau ketika register
UBRRL ditulisi. Clock dibangkitkan setiap counter mencapai nol.
Clock ini adalah pembangkit baud rate clock output (fosc/( UBBR+1)).
Pemancar membagi baud rete generator clock output dengan 2, 8,
atau 16 cara tergantung pada mode.
11.
Pembangkit output baud rate
digunakan secara langsung oleh penerima clock dan unit-unit
pelindung data. Unit-unit recovery menggunakan suatu mesin status
yang menggunakan 2, 8, atau 16 cara yang tergantung pada cara
menyimpan status dari UMSEL, bit-bit U2X dan DDR_XCK.
Tabel di bawah menunjukan penyamaan perhitungan baud rate
dan nilai UBRR tiap mode operasi mengunakan sumber pembangkit
clock internal.
Tabel 7 Persamaan untuk menyeting perhitungan register baud rate
note: baud rate menunjukan pengiriman rate bit tiap detik (bps)
BAUD :baud rate ( pada bit-bit per detik,bps ) fosc frekuensi sistem
clock osilator
UBRR : terdiri dari UBRRH dan UBBRL,( 0-4095 )
Eksternal Clock
Eksternal clock digunakan untuk operasi mode slave
synchronous. Eksternal clock masuk dari pin XCK dicontohkan oleh
suatu daftar sinkronisasi register untuk memperkecil kesempatan
meta-stabilitas. Keluaran dari sinkronisasi register kemudian harus
menerobos detector tepi sebelum digunakan oleh pengirim dan
penerima.
Proses ini mengenalkan dua period delay clock CPU dan oleh
karena itu maksimal frekuensi clock XCK eksternal dibatasi oleh
persamaan sebagai berikut
Fxck < fosc/4
Keterangan: fosc tergantung pada stabilitas sistem sumber clock.
Operasi Synchronous Clock
Ketika mode sinkron digunakan (UMSEL=1), pin XCK akan
digunakan sama seperti clock input (slave) atau clock output (master).
Dengan ketergantungan antara tepi clock dan data sampling atau
perubahan data menjadi sama. Prinsip dasarnya adalah data input
(on RxD) dicontohkan pada clock XCK berlawanan dari tepi data
output (TxD) sehingga mengalami perubahan.
12.
UCPOL bit UCRSC memilih tepi yang mana clock XCK digunakan
untuk data sampling dan yang mana digunakan untuk perubahan
data. Seperti yang ditunjukan pada gambar di atas, ketika UCPOL nol
data akan diubah pada tepi kenaikan XCK dan dicontohkan pada tepi
XCK saat jatuh. Jika UCPOL dalam kondisi set, data akan mengalami
perubahan pada saat tepi XCK jatuh dan data akan dicontohkan
pada saat tepi XCK naik.
Inisialisasi USART
USART harus diinisialisasi sebelum komunikasi manapun
dapat berlangsung. Proses inisialisasi normalnya terdiri dari
pengesetan baud rate, penyetingan frame format dan pengaktifan
pengirim atau penerima tergantung pada pemakaian. Untuk interrupt
menjalankan operasi USART, global interrupt flag (penanda) sebaiknya
dibersihkan (dan interrupt global disable) ketika inisialisasi dilakukan.
Sebelum melakukan inisialisasi ulang dengan mengubah baud
rate atau frame format, untuk meyakinkan bahwa tidak ada transmisi
berkelanjutan sepanjang periode register yang diubah. Flag TXC dapat
digunakan untuk mengecek bahwa pemancar telah melengkapi
semua pengiriman, dan flag RXC dapat digunakan untuk mengecek
bahwa tidak ada data yang tidak terbaca pada buffer penerima.
Tercatat bahwa flag TXC harus dibersihkan sebelum tiap transmisi
(sebelum UDR ditulisi) jika itu semua digunakan untuk tujuan
tersebut.
Selasa, 08 November 2011
LED
Diode pancaran cahaya
Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga ultraviolet dekat atau inframerah dekat.
Teknologi LED
Fungsi fisikal
Sebuah LED adalah sejenis dioda semikonduktor istimewa. Seperti sebuah dioda normal, LED terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau di-dop, dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut p-n junction. Pembawa-muatan - elektron dan lubang mengalir ke junction dari elektroda dengan voltase berbeda. Ketika elektron bertemu dengan lubang, dia jatuh ke tingkat energi yang lebih rendah, dan melepas energi dalam bentuk photon.Emisi cahaya
Panjang gelombang dari cahaya yang dipancarkan, dan oleh karena itu warnanya, tergantung dari selisih pita energi dari bahan yang membentuk p-n junction. Sebuah dioda normal, biasanya terbuat dari silikon atau germanium, memancarkan cahaya tampak inframerah dekat, tetapi bahan yang digunakan untuk sebuah LED memiliki selisih pita energi antara cahaya inframerah dekat, tampak, dan ultraungu dekat.
Polarisasi
Tak seperti lampu pijar dan neon, LED mempunyai kecenderungan polarisasi. Chip LED mempunyai kutub positif dan negatif (p-n) dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang melewati chip LED. Ini menyebabkan chip LED tidak akan mengeluarkan emisi cahaya.Chip LED pada umumnya mempunyai tegangan rusak yang relatif rendah. Bila diberikan tegangan beberapa volt ke arah terbalik, biasanya sifat isolator searah LED akan jebol menyebabkan arus dapat mengalir ke arah sebaliknya.
Tegangan maju
Karakteristik chip LED pada umumnya adalah sama dengan karakteristik dioda yang hanya memerlukan tegangan tertentu untuk dapat beroperasi. Namun bila diberikan tegangan yang terlalu besar, LED akan rusak walaupun tegangan yang diberikan adalah tegangan maju.Tegangan yang diperlukan sebuah dioda untuk dapat beroperasi adalah tegangan maju (Vf).
Sirkuit LED
Sirkuit LED dapat didesain dengan cara menyusun LED dalam posisi seri maupun paralel. Bila disusun secara seri, maka yang perlu diperhatikan adalah jumlah tegangan yang diperlukan seluruh LED dalam rangkaian tadi. Namun bila LED diletakkan dalam keadaan paralel, maka yang perlu diperhatikan menjadi jumlah arus yang diperlukan seluruh LED dalam rangkaian ini.Menyusun LED dalam rangkaian seri akan lebih sulit jika warna LED berbeda-beda, karena tiap warna LED yang berlainan mempunyai tegangan maju (Vf) yang berbeda. Perbedaan ini akan menyebabkan bila jumlah tegangan yang diberikan oleh sumber daya listrik tidak cukup untuk membangkitkan chip LED, maka beberapa LED akan tidak menyala. Sebaliknya, bila tegangan yang diberikan terlalu besar akan berakibat kerusakan pada LED yang mempunyai tegangan maju relatif rendah.
Pada umumnya, LED yang disusun secara seri harus mempunyai tegangan maju yang sama atau paling tidak tak berbeda jauh supaya rangkaian LED ini dapat bekerja secara baik. Jika LED digunakan untuk indikator pada voltase lebih tinggi dari operasinya dirangkai seri dengan resistor untuk menyesuaikan arus agar tidak melampaui arus maksimum LED, kalau arus maksimum terlampau LED jadi rusak.
Substrat LED
Pengembangan LED dimulai dengan alat inframerah dan merah dibuat dengan gallium arsenide. Perkembagan dalam ilmu material telah memungkinkan produksi alat dengan panjang gelombang yang lebih pendek, menghasilkan cahaya dengan warna bervariasi.LED konvensional terbuat dari mineral inorganik yang bervariasi, menghasilkan warna sebagai berikut:
- aluminium gallium arsenide (AlGaAs) - merah dan inframerah
- gallium aluminium phosphide - hijau
- gallium arsenide/phosphide (GaAsP) - merah, oranye-merah, oranye, dan kuning
- gallium nitride (GaN) - hijau, hijau murni (atau hijau emerald), dan biru
- gallium phosphide (GaP) - merah, kuning, dan hijau
- zinc selenide (ZnSe) - biru
- indium gallium nitride (InGaN) - hijau kebiruan dan biru
- indium gallium aluminium phosphide - oranye-merah, oranye, kuning, dan hijau
- silicon carbide (SiC) - biru
- diamond (C) - ultraviolet
- silicon (Si) - biru (dalam pengembangan)
- sapphire (Al2O3) - biru
LED biru dan putih
LED biru pertama yang dapat mencapai keterangan komersial menggunakan substrat galium nitrida yang ditemukan oleh Shuji Nakamura tahun 1993 sewaktu berkarir di Nichia Corporation di Jepang. LED ini kemudian populer di penghujung tahun 90-an. LED biru ini dapat dikombinasikan ke LED merah dan hijau yang telah ada sebelumnya untuk menciptakan cahaya putih.
LED dengan cahaya putih sekarang ini mayoritas dibuat dengan cara melapisi substrat galium nitrida (GaN) dengan fosfor kuning. Karena warna kuning merangsang penerima warna merah dan hijau di mata manusia, kombinasi antara warna kuning dari fosfor dan warna biru dari substrat akan memberikan kesan warna putih bagi mata manusia.
LED putih juga dapat dibuat dengan cara melapisi fosfor biru, merah dan hijau di substrat ultraviolet dekat yang lebih kurang sama dengan cara kerja lampu fluoresen.
Metode terbaru untuk menciptakan cahaya putih dari LED adalah dengan tidak menggunakan fosfor sama sekali melainkan menggunakan substrat seng selenida yang dapat memancarkan cahaya biru dari area aktif dan cahaya kuning dari substrat itu sendiri.
Dioda Zener adalah dioda yang memiliki karakteristik menyalurkan arus listrik mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas "tegangan tembus" (breakdown voltage) atau "tegangan Zener". Ini berlainan dari dioda biasa yang hanya menyalurkan arus listrik ke satu arah.
Dioda yang biasa tidak akan mengalirkan arus listrik untuk mengalir secara berlawanan jika dicatu-balik (reverse-biased) di bawah tegangan rusaknya. Jika melampaui batas tegangan operasional, dioda biasa akan menjadi rusak karena kelebihan arus listrik yang menyebabkan panas. Namun proses ini adalah reversibel jika dilakukan dalam batas kemampuan. Dalam kasus pencatuan-maju (sesuai dengan arah gambar panah), dioda ini akan memberikan tegangan jatuh (drop voltage) sekitar 0.6 Volt yang biasa untuk dioda silikon. Tegangan jatuh ini tergantung dari jenis dioda yang dipakai.
Sebuah dioda Zener memiliki sifat yang hampir sama dengan dioda biasa, kecuali bahwa alat ini sengaja dibuat dengan tegangan tembus yang jauh dikurangi, disebut tegangan Zener. Sebuah dioda Zener memiliki p-n junction yang memiliki doping berat, yang memungkinkan elektron untuk tembus (tunnel) dari pita valensi material tipe-p ke dalam pita konduksi material tipe-n. Sebuah dioda zener yang dicatu-balik akan menunjukan perilaku tegangan tembus yang terkontrol dan akan melewatkan arus listrik untuk menjaga tegangan jatuh supaya tetap pada tegangan zener. Sebagai contoh, sebuah diode zener 3.2 Volt akan menunjukan tegangan jatuh pada 3.2 Volt jika diberi catu-balik. Namun, karena arusnya terbatasi, sehingga dioda zener biasanya digunakan untuk membangkitkan tegangan referensi, untuk menstabilisasi tegangan aplikasi-aplikasi arus kecil, untuk melewatkan arus besar diperlukan rangkaian pendukung IC atau beberapa transistor sebagai output.
Tegangan tembusnya dapat dikontrol secara tepat dalam proses doping. Toleransi dalam 0.05% bisa dicapai walaupun toleransi yang paling biasa adalah 5% dan 10%.
Efek ini ditemukan oleh seorang fisikawan Amerika, Clarence Melvin Zener.
Mekanisme lainnya yang menghasilkan efek yang sama adalah efek avalanche, seperti di dalam dioda avalanche. Kedua tipe dioda ini sebenarnya dibentuk melalui proses yang sama dan kedua efek sebenarnya terjadi di kedua tipe dioda ini. Dalam dioda silikon, sampai dengan 5.6 Volt, efek zener adalah efek utama dan efek ini menunjukan koefisiensi temperatur yang negatif. Di atas 5.6 Volt, efek avalanche menjadi efek utama dan juga menunjukan sifat koefisien temperatur positif.
Dalam dioda zener 5.6 Volt, kedua efek tersebut muncul bersamaan dan kedua koefisien temperatur membatalkan satu sama lainnya. Sehingga, dioda 5.6 Volt menjadi pilihan utama di aplikasi temperatur yang sensitif.
Teknik-teknik manufaktur yang modern telah memungkinkan untuk membuat dioda-dioda yang memiliki tegangan jauh lebih rendah dari 5.6 Volt dengan koefisien temperatur yang sangat kecil. Namun dengan munculnya pemakai tegangan tinggi, koefisien temperatur muncul dengan singkat pula. Sebuah dioda untuk 75 Volt memiliki koefisien panas yang 10 kali lipatnya koefisien sebuah dioda 12 Volt.
Semua dioda di pasaran dijual dengan tanda tulisan atau kode voltase operasinya ditulis dipermukaan kristal dioda , biasanya dijual dinamakan dioda Zener.
Dioda yang biasa tidak akan mengalirkan arus listrik untuk mengalir secara berlawanan jika dicatu-balik (reverse-biased) di bawah tegangan rusaknya. Jika melampaui batas tegangan operasional, dioda biasa akan menjadi rusak karena kelebihan arus listrik yang menyebabkan panas. Namun proses ini adalah reversibel jika dilakukan dalam batas kemampuan. Dalam kasus pencatuan-maju (sesuai dengan arah gambar panah), dioda ini akan memberikan tegangan jatuh (drop voltage) sekitar 0.6 Volt yang biasa untuk dioda silikon. Tegangan jatuh ini tergantung dari jenis dioda yang dipakai.
Sebuah dioda Zener memiliki sifat yang hampir sama dengan dioda biasa, kecuali bahwa alat ini sengaja dibuat dengan tegangan tembus yang jauh dikurangi, disebut tegangan Zener. Sebuah dioda Zener memiliki p-n junction yang memiliki doping berat, yang memungkinkan elektron untuk tembus (tunnel) dari pita valensi material tipe-p ke dalam pita konduksi material tipe-n. Sebuah dioda zener yang dicatu-balik akan menunjukan perilaku tegangan tembus yang terkontrol dan akan melewatkan arus listrik untuk menjaga tegangan jatuh supaya tetap pada tegangan zener. Sebagai contoh, sebuah diode zener 3.2 Volt akan menunjukan tegangan jatuh pada 3.2 Volt jika diberi catu-balik. Namun, karena arusnya terbatasi, sehingga dioda zener biasanya digunakan untuk membangkitkan tegangan referensi, untuk menstabilisasi tegangan aplikasi-aplikasi arus kecil, untuk melewatkan arus besar diperlukan rangkaian pendukung IC atau beberapa transistor sebagai output.
Tegangan tembusnya dapat dikontrol secara tepat dalam proses doping. Toleransi dalam 0.05% bisa dicapai walaupun toleransi yang paling biasa adalah 5% dan 10%.
Efek ini ditemukan oleh seorang fisikawan Amerika, Clarence Melvin Zener.
Mekanisme lainnya yang menghasilkan efek yang sama adalah efek avalanche, seperti di dalam dioda avalanche. Kedua tipe dioda ini sebenarnya dibentuk melalui proses yang sama dan kedua efek sebenarnya terjadi di kedua tipe dioda ini. Dalam dioda silikon, sampai dengan 5.6 Volt, efek zener adalah efek utama dan efek ini menunjukan koefisiensi temperatur yang negatif. Di atas 5.6 Volt, efek avalanche menjadi efek utama dan juga menunjukan sifat koefisien temperatur positif.
Dalam dioda zener 5.6 Volt, kedua efek tersebut muncul bersamaan dan kedua koefisien temperatur membatalkan satu sama lainnya. Sehingga, dioda 5.6 Volt menjadi pilihan utama di aplikasi temperatur yang sensitif.
Teknik-teknik manufaktur yang modern telah memungkinkan untuk membuat dioda-dioda yang memiliki tegangan jauh lebih rendah dari 5.6 Volt dengan koefisien temperatur yang sangat kecil. Namun dengan munculnya pemakai tegangan tinggi, koefisien temperatur muncul dengan singkat pula. Sebuah dioda untuk 75 Volt memiliki koefisien panas yang 10 kali lipatnya koefisien sebuah dioda 12 Volt.
Semua dioda di pasaran dijual dengan tanda tulisan atau kode voltase operasinya ditulis dipermukaan kristal dioda , biasanya dijual dinamakan dioda Zener.
Uninterruptible power supply (disingkat UPS) adalah perangkat yang biasanya menggunakan baterai backup sebagai catuan daya alternatif, untuk Dapat memberikan suplai daYa yang tidak terganggu untuk perangkat elektronik yang terpasang. UPS merupakan sistem penyedia daya listrik yang sangat penting dan diperlukan sekaligus dijadikan sebagai benteng dari kegagalan daya serta kerusakan system dan hardware. UPS akan menjadi system yang sangat penting dan sangat diperlukan pada banyak perusahaan penyedia jasa telekomunikasi, jasa informasi, penyedia jasa internet dan banyak lagi. Dapat dibayangkan berapa besar kerugian yang timbul akibat kegagalan daya listrik jika sistem tersebut tidak dilindungi dengan UPS.
Fungsi Utama dari UPS
- Dapat memberikan energi listrik sementara ketika terjadi kegagalan daya pada listrik utama.
- Memberikan kesempatan waktu yang cukup untuk segera menghidupkan genset sebagai pengganti listrik utama.
- Memberikan kesempatan waktu yang cukup untuk segera melakukan back up data dan mengamankan sistem operasi (OS) dengan melakukan shutdown sesuai prosedur ketika listrik utama padam.
- Mengamankan sistem komputer dari gangguan-gangguan listrik yang dapat mengganggu sistem komputer baik berupa kerusakan software, data maupun kerusakan hardware.
- UPS secara otomatis dapat melakukan stabilisasi tegangan ketika terjadi perubahan tegangan pada input sehingga tegangan output yang digunakan oleh sistem komputer berupa tegangan Yang stabil.
- UPS dapat melakukan diagnosa dan management terhadap dirinya sendiri sehingga memudahkan pengguna untuk mengantisipasi jika akan terjadi gangguan terhadap sistem.
- User friendly dan mudah dalam installasi.
- Pengguna dapat melakukan kontrol UPS melalui jaringan LAN dengan menambahkan beberapa aksesoris yang diperlukan.
- Dapat diintegrasikan dengan jaringan internet.
- Notifikasi jika terjadi kegagalan dengan melakukan pengaturan perangkat lunak UPS management.
capasitor
Capasitor
Componen dasar elektronika berikutnya adalah CAPASITOR atau biasa disebut dengan CONDENSATOR. Capasitor atau condensator dalam blog ini, berikutnya akan menggunakan kedua istilah keduanya atau bergantian pengunaannya.
Pada dasarnya, capasitor bekerja atau berfungsi sebagai penyimpan arus listrik sementara. Besaran capasitor disebut dengan FARAD, yaitu kemampuan untuk menyimpan listrik sementara. 1 Farad = 9 x 1011cm persegi. Capasitor dibuat dengan cara mendekatkan 2 lempengan.
Capasitor, dalam rangkaian elektronika biasa disimbulkan sebagai berikut :
 |
| Capasitor non polaritas |
 |
| Capasitor berpolaritas |
 |
Langganan:
Postingan (Atom)