analisis pemanfaatan multiplexer analog 74hc4051 pada

ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.10 NO.2 DESEMBER 2015 – ISSN 1979-4819 Page 83

Analisis Pemanfaatan Multiplexer Analog 74HC4051pada Mikrokontroller ATMega16

1 Rahmad Hidayat2 Syarippudin

Program Studi Teknik Elektro, STT Mandala BandungEmail : [email protected] , [email protected]

ABSTRACTAlong with the development of digital technology, the pattern and activities of human activitiesare required to be more effective and efficient as well as by utilizing microcontroller technologythat has been widely applied in everyday life, both in the scale of household and industrial scale.ADC (analog to digital converter) channel constraints on a microcontroller is one of theunavoidable issues. Each type of microcontroller has a limit on the number of ADC channels.For example an ATMega16 microcontroller that has an 8 channel ADC number. The research isdone by using action research method that is doing analog multiplexer design on ATmega16microcontroller circuit with ISIS proteus application, then tested using voltmeter and digitaloscilloscope. From the test results obtained that analog multiplexer can be used to overcome thelimitations of the ADC channel with 100% accuracy measurements, as well as high speed analogswitch multiplexer for 34 micro seconds, so that the data reading becomes effective. Keywords:ADC, microcontroller ATMega16, analog multiplexer

ABSTRAKSeiring perkembangan teknologi digital, pola dan aktifitas kegiatan manusia dituntut untukmenjadi lebih efektif dan efisien seperti halnya dengan memanfaatkan teknologi mikrokontrolleryang sudah banyak diterapkan dalam kehidupan sehari- hari, baik itu dalam skala rumah tanggamaupun dalam skala industri. Keterbatasan kanal ADC (analog to digital converter) padamikrokontroller merupakan salah satu masalah yang tidak dapat dihindari. Masing-masing tipemikrokontroller memiliki batasan jumlah kanal ADC. Contohnya mikrokontroller ATMega16yang memiliki jumlah ADC 8 kanal. Penelitian dilakukan dengan menggunakan metodepenelitian tindakan yaitu melakukan perancangan analog multiplekser pada rangkaianmikrokontroller ATmega16 dengan aplikasi ISIS proteus, lalu dilakukan pengujianmenggunakan voltmeter dan osiloskop digital. Dari hasil pengujian diperoleh hasil bahwamultiplekser analog dapat digunakan untuk mengatasi keterbatasan kanal ADC tersebut denganakurasi pengukuran 100%, serta kecepatan tinggi saklar analog multiplekser sebesar 34 mikrodetik, sehingga pembacaan data menjadi efektif.

Kata kunci : ADC, mikrokontroller ATMega16, multiplekser analog

I. PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Masalah

Meskipun pada zaman modern ini kitasudah memasuki era digitalisasi, namunpada dasarnya secara alamiah dunia inimasih bersifat analog. Mikrokontroller

mampu menangani data yang bersifatanalog tersebut dengan terlebih dahulumengubah data tersebut kedalam bentukdigital. Mikrokontroller seri AVR memilikisalah satu fitur ADC (analog to digitalconversion). Mikrokontroller menggunakanADC untuk menangani data analog seperti


suhu, tegangan, suara, intensitas cahaya danmenggunakannya untuk banyak kebutuhanuntuk informasi atau pengontrolan.Mengingat sangat luasnya kebutuhan akanADC pada teknologi pengontrolan, sertamempertimbang-kan jumlah kanal ADCpada mikrokontroller yang terbatas, makaperlu ditemukan solusi untuk menambahjumlah kanal ADC pada mikrokontrollertersebut.Disisi lain terdapat metode multipleksing,yaitu metode untuk menggabungkanbeberapa sinyal analog atau digital menjadisatu sinyal analog atau digital. Komponenuntuk melakukan fungsi tersebut adalahmultiplekser, dengan metode multipleksingdiharapkan dapat menjadi solusi daripermasalahan keterbatasan kanal ADC padamikrokontroller.

Sehingga penulis tertarik untukmenganalisa pemanfaatan analogmultiplekser para rangkaianmikrokontroller. Sehingga penelitian yangakan dilakukan ini oleh penulis diberi judul“Analisis Pemanfaatan Analog Multiplekser74HC4051 pada mikrokontrollerATMega16 (studi kasus menggunakanaplikasi ISIS Proteus) ”.1.2 Maksud dan Tujuan Penelitian

Maksud dari dilakukannya penelitianini adalah untuk melakukan analisapemanfaatan analog multiplekser74HC4051 untuk menambah kanal ADCpada rangkaian mikrokontroller ATmega16.

Penulis berharap dari penelitian inidapat dicapai tujuan untuk mendapatkannilai efektivitas serta pengaruh daripenggunaan analog multiplekser74HC4051..

II. TINJAUAN PUSTAKASinyal adalah representasi dari data

yang berbentuk gelombang elektromagnetik.Dalam komunikasi data, data dikirimkan dalambentuk sinyal-sinyal elektromagnetik. Pada saattransmiter mengirimkan sebuah sinyal ke receiver

melalui sebuah media, sinyal sebagai suatu fungsiwaktu dan dapat diekspresikan sebagaisuatu frekuensi. Sinyal memiliki 2komponen yaitu spektrum dan bandwidth.Spekttrum merupakan jarak rentang frekuensidimana sinyal berada. Bandwidth merupakanukuran dari spektrum,semakin besarbandwidth semakin besar data yang bisalewat. Pada kenyataannya suatu sinyalelektromagnetik terdiri atas berbagaifrekuensi, sehingga spektrumnya akan melebarsebanyak frekuensi yang terdapat pada sinyaltersebut.Sinyal terbagi menjadi 2 jenis, yaitu :a) Sinyal analog

Sinyal analog merupakan gelombangelektromagnetik yang terus menerus dandisebarkan melalui berbagai mediatransmisi.Dengan menggunakan sinyal analog,maka jangkauan transmisi data dapat mencapaijarak yang jauh, tetapi sinyal inimudah terpengaruh oleh noise.

b). Sinyal digitalSinyal digital adalahsuatu rangkaian

voltase pulsa yang bisaditransmisikanmelalui sebuah media kabel. Sistem komputerbekerja dengan sinyal ini. Sinyal digital hanyamemiliki dua keadaan, yaitu 0 dan 1, sehingga tidakmudah terpengaruh olehnoise, tetapi transmisidengan sinyal digital hanya mencapai jarak jangkaupengiriman data yang relatif dekat. Biasanya sinyalini juga dikenal dengansinyal diskret. Sinyal yangmempunyai dua keadaan ini biasa disebut denganbit. Bit merupakan istilah khas pada sinyaldigital.Sebuah bit dapat berupa nol (0) atau satu (1).Kemungkinan nilai untuk sebuah bit adalah 2buah (21), berupa 0 dan 1. Kemungkinannilai untuk 2 bit adalah sebanyak 4 (22), berupa00, 01, 10, dan 11. Secara umum, jumlahkemungkinan nilai yangterbentuk olehkombinasi n bit adalah sebesar 2n buah.


2.1 Analog to Digital Converter (ADC)Analog to Digital Converter (ADC)

adalah pengubah input analog menjadi kode– kode digital. ADC banyak digunakansebagai pengatur proses industri,komunikasi digital dan rangkaianpengukuran/ pengujian. Umumnya ADCdigunakan sebagai perantara antara sensoryang kebanyakan analog dengan sistimkomputer seperti sensor suhu, cahaya,tekanan/ berat, aliran dan sebagainyakemudian diukur dengan menggunakansistim digital (komputer).

ADC (Analog to Digital Converter)memiliki 2 karakter prinsip, yaitukecepatan sampling dan resolusi.Kecepatan sampling suatu ADC menyatakanseberapa sering sinyal analog diubah kebentuk sinyal digital pada selang waktutertentu. Kecepatan sampling dinyatakandalam sample per second (sps).

Gambar 2.3 Sampling ADC

Gambar 2.7 Blok Diagram SAR ADC

Pada gambar diatas ditunjukkandiagram ADC jenis SAR (SuccessiveAproximation Register), yaitu denganmemakai konvigurasi yang hampir samadengan counter ramp tetapi dalammelakukan trace dengan cara trackingdengan mengeluarkan kombinasi bit MSB =1 ====> 1000 0000. Apabila belum sama(kurang dari tegangan analog input maka bitMSB berikutnya = 1 ===> 1100 0000) danapabila tegangan analog input ternyata lebihkecil dari tegangan yang dihasilkan DACmaka langkah berikutnya menurunkankombinasi bit ====>10100000, untukmempermudah pengertian dari metode inidiberikan contoh seperti pada timingdiagram gambar 6. Misal diberi tegangananalog input sebesar 6,84 volt dan teganganreferensi ADC 10 volt sehingga apabilakeluaran tegangan sbb :

Jika D7 = 1 Vout = 5 voltJika D6 = 1 Vout = 2,5 voltJika D5 = 1 Vout = 1,25 voltJika D4 = 1 Vout = 0,625 voltJika D3 = 1 Vout = 0,3125 voltJika D2 = 1 Vout = 0,1625 voltJika D1 = 1 Vout = 0,078125 voltJika D0 = 1 Vout = 0,0390625 volt

Gambar 2.8 Timing diagram urutan Trace SARADC

Setelah diberikan sinyal start makakonversi dimulai dengan memberikankombinasi 1000 0000 ternyatamenghasilakan tegangan 5 volt dimanamasih kurang dari tegangan input 6,84 volt,kombinasi berubah menjadi 1100 0000sehingga Vout = 7,5 volt dan ternyata lebihbesar dari 6,84 sehingga kombinasi menjadi1010 0000 tegangan Vout = 6,25 volt


kombinasi naik lagi 1011 0000 demikianseterusnya hingga mencapai tegangan6,8359 volt dan membutuhkan hanya 8clock.Pada mikrokontroller ATmega16, berikutadalah karakteristik ADC :• Resolusi ADC 10-bit• 0.5 LSB Integral Non-linearity• Tingkat akurasi ADC ±2 LSB Absolute• Waktu konversi data 13 μs- 260 μs• Up to 15 kSPS at Maximum Resolution• 8 Multiplexed Single Ended InputChannels• 7 Differential Input Channels• 2 Differential Input Channels withOptional Gain of 10x and 200x• Optional Left adjustment for ADC ResultReadout• 0 – 5V ADC Input Voltage Range• Tersedia referensi tegangan internal ADC2.56V• Mode pembacaan ADC Free Running atauSingle Conversion Mode• Mode ADC Start Conversion terdapatAuto Triggering on Interrupt Sources• Interrupt on ADC Conversion Complete• Sleep Mode Noise Canceler

Gambar 2.9 Blok diagram ADC ATmega16

2.2 Teknologi MultipleksingMultipleksing adalah teknik

menggabungkan beberapa sinyal untukdikirimkan secara bersamaan pada suatukanal transmisi. Dimana perangkat yangmelakukan multipleksing disebutmultiplekser atau disebut juga dengan istilahtransceiver /Mux, untuk di sisi penerima,gabungan sinyal - sinyal itu akan kembali dipisahkan sesuai dengan tujuan masing –masing. Proses ini disebut dengandemultipleksing. Receiver atau perangkatyang melakukan demultipleksing disebutdengan demultiplekser.

Multiplekser adalah suatu rangkaianyang mempunyai banyak input dan hanyamempunyai satu output, denganmenggunakan selector kita dapat memilihsalah satu inputnya untuk dijadikan output.Sehingga dapat dikatakan bahwamultiplekser ini mempunyai n input, mselector , dan 1 output. Biasanya jumlahinputnya adalah 2m selektornya.

Berdasarkan gambar 3.2.berikutadalah simbol dari multiplekser 4x1 yangjuga disebut sebagai “data selector” karenabit output tergantung pada input data yangdipilih oleh selector. Input data biasanyadiberi label D0 s/d Dn. Pada multiplekser inihanya ada satu input yang ditransmisikansebagai output tergantung dari kombinasinilai selectornya. Contohnya, selectoradalah S1 dan S0, maka jika nilai : S1 S0 =00, Maka outputnya (kita beri label Y)adalah : Y = D0. Jika D0 bernilai 0 maka Yakan bernilai 0, jika D0 bernilai 1 maka Yakan bernilai.

Gambar 2.11 Simbol Multiplekser 4x1

Adapun rangkaian multiplekser 4x1




















dengan menggunakan strobe atau enableyaitu suatu jalur bit yang bertugasmengaktifkan atau menonaktifkanmultiplekser, dapat kita lihat pada gambar3.3 berikut ini.

Gambar 2.12 Rangkaian GerbangLogikaMultiplekser 4x1

2.2.1 Analog Multiplekser 74HC4051Perangkat ini merupakan sejenis

sakelar analog yang dikontrol secara digital.Sakelar pada perangkat ini dapat berfungsisecara dua arah baik itu sebagaimultiplekser atau sebagai demultiplekser.

Berikut fungsi detail dari perangkatanalog multiplekser/ demultiplekser74HC4051 yang sangat mendukung dalampenelitian ini, antara lain:a. Rentang tegangan masukan yang lebar

yaitu dari -5V sampai +5Vb. Rentang suhu kerja yang lebar yaitu

dapat beroperasi pada suhu minus 55o Csampai 125o C

c. Jumlah kanal masukan yang banyakyaitu 8 kanal masukan

IC 74HC4051 termasuk ke dalamkategori Si-gate CMOS yang menyediakanfasilitas 8 kanal input untuk data analog (Y0– Y7), yang memiliki 3 buah selector digital(S0 – S2), memiliki range tegangan Vcc toGND antara 2 – 10V.

Gambar 2.13 Simbol logika 74HC4051

Gambar 2.14 Pin Konfigurasi 74HC4051

Adapun beberapa penjelasan fungsipin analog multiplekser yang disajikan padatabel berikut:

Tabel 2.1Deskripsi Pin Analog Multiplekser

2.2 Mikrokontroller ATMega16Mikrokontroller adalah perangkat

elektronik yang merupakan miniatur darisuatu sistem komputer. Seperti halnya suatukomputer, mikrokontroller mempunyaikemampuan untuk diprogram sesuaikeinginan. Namun mikrokontroller hanyadapat digunakan untuk aplikasi tertentu sajaatau dapat dikatakan mikrokontroller hanyadapat menyimpan satu program saja.

Salah satu mikrokontroler yangbanyak digunakan saat ini yaitumikrokontroler AVR. AVR adalahmikrokontroler RISC (Reduce Instuction SetCompute) 8 bit berdasarkan arsitektur




































Harvard. Secara umum mikrokontroler AVRdapat dapat dikelompokkan menjadi 3kelompok, yaitu keluarga AT90Sxx,ATMega dan ATtiny. Pada dasarnya yangmembedakan masing-masing kelas adalahmemori, peripheral, dan fiturnya

Mikrokontroller AVR telah menjadimikrokontroller yang paling banyakdigunakan saat ini karena berbagaikelebihan yang dimilikinya. Mikrokontrollerjenis ini memiliki fitur -fitur yang lengkap.

2.3 Software Isis ProteusProteus adalah sebuah software

untuk mendesain PCB yang juga dilengkapidengan simulasi rangkaian pada levelskematik sebelum rangkaian skematikdiupgrade ke PCB shingga sebelum PCBnya di cetak kita akan tahu apakah PCByang akan kita cetak sudah benar atau tidak.Proteus mengkombinasikan program ISISuntuk membuat skematik desain rangkaiandengan program ARES untuk membuatlayout PCB dari skematik yang kita buat.Software ini bagus digunakan untuk desainrangkaian mikrokontroller. Proteus jugabagus untuk belajar elektronika seperti dasardasar elektronika sampai pada aplikasimikrokontroller. Software ini jika di installmenyediakan banyak contoh aplikasi desainyang disertakan sehingga kita bisa belajardari contoh yang sudah ada.

ISIS adalah sub-aplikasi dari proteusdan dipergunakan untuk keperluanperancangan simulasi rangkaian.

III. METODOLOGI PENELITIANDalam penelitian ini, dilakukan

penelitian tindakan. Proses penelitian inidilakukan melalui beberapa tahapan sampaiterbentuknya hasil akhir, mulai dari surveyterhadap objek penelitian, mengidentifikasidan membatasi masalah, mencari sumberliterature, pengamatan di lapangan, hinggakemudian dilakukan pengolahan datadengan mempertimbangkan berbagai aspek,baik bentuk dan perhitungan-perhitunganlainnya, sehingga kita bisa mendapatkankesimpulan dari hasil penelitian tersebut.

Tahapan mengenai proses penelitianini bisa digambarkan melalui diagram alirberikut ini :

Gambar 3.1. Diagram Alir Perancangan

IV. PERANCANGAN4.1 Perancangan Skematik dengan softwareisis Proteus

Gambar 4.1 Blok diagram rangkaian

Analog input berfungsi sebagaisimulasi sinyal input ADC, padakenyataannya sinyal input ini bisa berupacahaya, suhu, tegangan, frekuensi dan sinyalsinyal lainnya yang tergolong pada kategorisinyal analog. Blok analog multiplekserberfungsi untuk menggabungkan sinyalsinyal analog input menjadi satu salurananalog output yang nantinya menjadi inputsinyal pada ADC mikrokontroller ATmega8.Blok Rangkaian mikrokontroller berfungsiuntuk mengolah data input dari analogmultiplekser sehingga nantinya dapat diolah




























kedalam bentuk apapun yang kitakehendaki.

4.2 Perancangan Sistem MinimumLangkah-langkah untuk merancang

sistem minimum mikrokontroller atmega16merujuk pada rangkaian skematik diatasadalah sebagai berikut :1. Tempatkan komponen atmega16, kristal,

kapasitor, resistor, push button, dengancara klik devive, lalu tempatkan padapapan sirkuit.

Gambar 4.12 Peletakan komponen pada papansimulasi

2. Hubungkan pin antar rangkaian sepertigambar dibawah ini :

Gambar 4.13 Penyambungan komponen

3. Ganti nilai komponen sesuai dengan tabelberikut :

Nama Komponen NilaiKristal (X2) 11.0592 MHzKapasitor (C4, C5) 22pFKapasitor (C6) 100nFResistor (R3) 10k

Cara mengganti nilai komponenyaitu dengan cara double click padakomponen, yaitu akan terdapat tampilanberikut ini :

Gambar 4.14 Edit property komponen kristalLakukan hal yang sama pada resistor

dan kapasitor sesuai tabel nilai komponen.4. Tambahkan power dan ground pada

terminal mode :

Gambar 4.15 Mode terminal

5. Rangkaian akhir skematik sistemminimum mikrokontroller

Gambar 4.16 Rangkaian akhir sistem minimum

4.3 Perancangan Rangkaian Analog Input

Gambar 4.17 Rangkaian analog inputmenggunakan potensiometer

Rangkaian analog input merupakanrangkaian yang berfungsi sebagai simulasi


dari data analog. Penulis menggunakankomponen potensiometer yang akanmemberikan data analog, komponenpotensiometer dipilih penulis karenakomponen tersebut dapat merekayasa dataanalog input dengan mudah serta levelperubahannya dapat terukur dan mudah dianalisa.

Penulis merangkai 8 buah komponenpotensiometer secara parallel. Sepertigambar di bawah ini.

Gambar 4.18 Susunan rangkaian analog inputdengan potensiometer

4.4 Rangkaian analog multiplekser74HC4051

Gambar 4.19 Komponen analog multiplekser74HC4051

4.5 Rangkaian LCD

Gambar 4.19 Rangkaian LCD

4.6 Pemrograman Mikrokontroller denganaplikasi CodeVisionAVR

Perancangan program bahasa C yangdilakukan menggunakan software aplikasicodevision AVR. Pada aplikasi ini beberapahal yang diperhatikan adalah :1. Pengaturan jenis mikrokontroller2. Pengaturan clock3. Penggunaan port ADC4. Penggunaan port kontrol multiplekser

4.7 Menjalankan Simulasi rangkaian

Untuk menjalankan rangkaiansimulasi, yaitu dengan menekan tombol playpada layar sebelah kiri bawah pada aplikasiISIS.

Gambar 4.22 Tombol untuk memulaisimulasi

Gambar 4.23 Simulasi rangkaian yangdijalankan

V. HASIL PERANCANGAN DANPEMBAHASAN

Tahap pengujian merupakanrangkaian pelaksanaan kegiatan yangdilakukan setelah tahap perancangan sistemselesai dilaksanakan dengan tujuan yangingin dicapai adalah dapat dioperasikannyahasil perancangan sistem yang dibuat.

ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.10 NO.2 DESEMBER 2015 – ISSN 1979-4819 1

5.1 Pengukuran Nilai Analog InputPotensiometer

Untuk menguji akurasi pembacaan datapada rangkaian ini, maka kita perlumemastikan bahwa data analog input yangberasal dari komponen potensiometer stabil,terukur, serta linear

Gambar 5.1 Pengukuran Analog Input

Penulis telah melakukan pengujiandengan cara mengubah level potensiometersetiap 1% pada level 0 % – 10 %, laluselanjutnya setiap 10% pada level 10 % –100 % setiap perubahan tegangan telahpenulis catat dan cantumkan pada tabeldibawah ini :

Tabel 5.1Hasil Pengukuran Analog Input

Teganganinput(DC)

SkalaPotensiometer1K

Teganganoutput(DC)

5V 0 % 0 V5V 1 % 0.05 V5V 2 % 0.10 V5V 3 % 0.15 V5V 4 % 0.20 V5V 5 % 0.25 V5V 6 % 0.30 V5V 7 % 0.35 V5V 8 % 0.40 V5V 9 % 0.45 V5V 10 % 0.5 V5V 20 % 1 V5V 30 % 1.5 V5V 40 % 2 V5V 50 % 2.5 V5V 60 % 3 V5V 70 % 3.5 V5V 80 % 4 V5V 90 % 4.5 V5V 100 % 5V

Dari tabel diatas didapatkan grafiksebagai berikut :

Gambar 5.2 Grafik Perubahan TeganganDari grafik diatas, terlihat bahwa

perubahan tegangan dari potensiometeryang digunakan bersifat linear.

5.2 Pengujian nilai analog output analogmultiplekser.

Pengujian nilai analog dilakukan padaoutput analog multiplekser, untuk mengujikeabsahan nilai output dari analogmultiplekser, maka pengujian dilakukan satuper satu pada masing – masing input. Olehkarena itu perlu diperhatikan kembali tabelkebenaran dari perangkat analogmultiplekser ini, yaitu sebagai berikut :

Tabel 5.2Tabel Kebenaran Analog Multiplekser

Pin Kontrol Aktif Output 74HC40510 0 0 X00 0 1 X10 1 0 X20 1 1 X31 0 0 X41 0 1 X51 1 0 X61 1 1 X7

5.2.1 Pengujian output analog multiplekserdengan voltmeter

Pengujian pertama dilakukan pada portinput X0, sehingga port kontrol multiplekserdi konfigurasi sebagai berikut :

#include <mega16.h>

00.20.40.6

1% 2% 3% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 10%

Grafik Perubahan tegangan5V pada potensiometer 1K

ohm

Output Potensiometer

51


#include <stdio.h>void main (void){DDRB = 0x07;while (1){PORTB.0 = 0;PORTB.1 = 0;PORTB.2 = 0;}}

Dari konfigurasi diatas, penulismembandingkan nilai tegangan analog inputsebelum dan sesudah masuk analogmultiplekser menggunakan DC Voltmeter.Selanjutnya pengujian dilakukan pada portanalog input X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7dengan cara yang sama, sehingga didapatkatabel pengukuran sebagai berikut :

Tabel 5.3Tabel Hasil Pengukuran Tegangan Output

Analog MultiplekserPinAktif

Teganganinput

Tegangan Outputanalog multiplekser

X0 2.40 2.40

X1 1.15 1.15

X2 0.85 0.85

X3 1.10 1.10

X4 2.15 2.15

X5 2.55 2.55

X6 2.80 2.80

X7 1.70 1.70

5.2.2 Pengujian output analog multiplekserPenulis melakukan pengujian output

tegangan analog multiplekser menggunakanfasilitas osiloskop pada aplikasi proteus.Sesuai dengan tabel pengaturan kanalosiloskop, terdapat 4 jenis gelombang,gelombang berwarna kuning merupakanpulsa pin kontrol A analog multiplekser,gelombang berwarna biru merupakan pulsapin kontrol B analog multiplekser,gelombang berwarna merah merupakanpulsa pin kontrol C analog multiplekser.Sedangkan gelombang berwarna hijaumerupakan pulsa output analogmultiplekser. Berikut tampilan pengukuranosiloskop dengan waktu gelombang 1ms/divdan skala tegangan 5V/div :

Gambar 5.4 Osiloskop pada Isis Proteus

Pada skala tersebut dapat disimpulkanbahwa interval pengambilan gelombangadalah sekitar 4,3 kotak dikali 1ms yaitusekitar 4,3ms setiap interval. Namun padaskala tersebut nilai tegangan output padaanalog multiplekser tidak jelas terlihatsehingga skala waktu gelombang di ganti


menjadi 20us/div :Pada gelombang berwarna hijau (output

analog multiplekser) terlihat perubahangelombang digital yang memiliki puncakgelombang berbeda antara gelombang 1dengan gelombang lainnya karenagelombang tersebut merupakan outputanalog multiplekser setiap input, sehinggapenulis menandai setiap satu gelombangtersebut dengan X0, X1, X2, X3, X4, X5,X6, X7 yang merupakan input analogmultiplekser. Puncak gelombang merupakannilai tegangan setiap input analogmultiplekser. Namun dengan skala 1V/divnilai tegangan masih sukar untuk diukursecara akurat, sehingga skala teganganpenulis ganti menjadi 0.2mV agar lebihmudah diukur.

Gambar 5.5 Hasil Pengukuran AnalogMultiplekser skala 0.2mV

Dengan menggunakan hasil pengukuranseperti gambar diatas, dapat terlihat denganjelas nilai tegangan setiap gelombang.

Tabel 5.4Pengukuran output Analog Multiplekser dengan

OsiloskopPin

AktifTegangan

inputOutput analog

multiplekser (V)X0 2.40 2.40X1 1.15 1.15X2 0.85 0.85X3 1.10 1.10X4 2.15 2.15X5 2.55 2.55X6 2.80 2.80X7 1.70 1.70

5.2.3 Pengujian dengan LCD DisplayPengujian menggunakan LCD

display dilakukan untuk mengetahui nilaistep bit ADC keluaran mikro-kontrollerATmega16 berdasarkan data masukananalog input X0 sampai X7. Berikut adalahnilai bit step ADC yang ditampilkan padalayar LCD :

NoPort

AnalogInput (V)

NoPort

AnalogInput (V)

X0 2.40 X4 2.15X1 1.15 X5 2.70X2 0.85 X6 2.80X3 1.10 X7 1.70Gambar 5.6 Hasil Pembacaan data analog

input dengan LCD display

Dari data bit step ADC pada LCD,untuk mengetahui memastikan kesesuaianakurasi data tersebut dengan data analoginput, maka perlu dibuat tabel konversiuntuk menghasilkan nilai faktor pengaliyang akan digunakan untuk mengkonversibit step ADC kedalam bentuk awal dataanalog input. Tabel konversi data analog kebit step ADC didapatkan dari penyesuaianperubahan data tegangan input pada tingkatperubahan 0.05V dengan nilai bit step ADCyang tampil pada ADC. Berikut adalah datatabel konversi data analog :

Tabel 5.5Tabel konversi data analog ke step ADC







OsiloskopPin

AktifTegangan

inputOutput analog




NoPort

AnalogInput (V)

NoPort

AnalogInput (V)











OsiloskopPin

AktifTegangan

inputOutput analog




NoPort

AnalogInput (V)

NoPort

AnalogInput (V)






Dari tabel konversi diatas, didapat-kanrerata nilai faktor pengali 0.004885022.Faktor pengali tersebut akan dikalikandengan step ADC untuk memastikankesesuaian data output ADC dengan dataanalog input.

Tabel 5.6 Bit step ADC (V)

Seperti terlihat pada tabel 5.6,setelah menghitung hasil kali bit step ADCdengan faktor pengali akan didapatkan hasilkali dalam bentuk satuan tegangan (V). Jikahasil kali tersebut dibulatkan dengan 2angka dibelakang koma akan didapatkannilai tegangan sama dengan data analoginput X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7.

5.2.4 Pengujian respon kecepatanMetode pengujian respon 74HC4051

yang dilakukan adalah dengan mengukurperubahan pulsa yang di ubah olehmikrokontroller yaitu port kontrol A, kontrol B,


kontrol C, serta hasil dari output analogmultiplekser yaitu port masukan adc.

Gambar 5.7 Pengukuran respon kecepatan

Pengukuran osiloskop menampilkan 4kanal yang berbeda yaitu kanal A,B,C (portkontrol A,B,C), kanal D (port X/ outputanalog multiplekser). Untuk mempermudahpengukuran ini, maka kanal yang diukuradalah kanal yang frekuensi perubahannyatertinggi. Seperti terlihat pada osiloskop,maka acuan pengukuran waktu respondiambil pada perubahan pulsa kanal A & D.

Gambar 5.8 Respon kecepatan analogmultiplekser 74HC4051

Dari pengukuran diatas, penulismemperhatikan waktu saat perubahan pulsapada kanal A dan kanal D. Denganmenghitung kotak pada oscilloscope (skala1 kotak 10 mikro detik) maka kecepatanrespon switch pada analog multiplekseradalah 34 mikro detik.

6. KESIMPULAN1. Keterbatasan kanal ADC

mikrokontroller dapat disiasati

menggunakan komponen analogmultiplekser.

2. Penggunaan analog multiplekser tidakmempengaruhi nilai pembacaan data ADCdan kecepatan pembacaan data ADC.

3. Terdapat peningkatan efisiensi sebesar800% dengan menggunakan 8 buah analogmultiplekser untuk penambahan kanal ADCpada analog multiplekser. yaitu 8 kanalinput ADC mikrokontroller ATMega16dikali 8 input analog multiplekser yaitumenjadi 64 kanal input ADC.

4. Terdapat perbedaan kecepatan sakelar74HC4051 yang tertera pada datasheet yangdisebutkan bahwa pada kondisi idealkecepatan sakelarnya 40ns tetapi padakenyataannya kecepatan sakelar tersebutadalah 34us yang diukur menggunakanosiloskop digital, jadi terdapat selisih 33.96s.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Agus Pratama,Ryan. “Membaca NilaiADC dengan IC 4051”.http://memberfa.wordpress.com

[2] Anonim.“AVR ADC inputs scanningexample”. 20 desember 2011.http://www.electronics-base.com

[3] Anonim, “ Pengertian dan kelebihanmikrokontroller”.http://elektronika-dasar.web.id

[4]Anotherorion. “USART CodevisionAVR[5] Atmel, 2010, “8-bit AVR Microcontroller

with 16K Bytes In-SystemProgrammable Flash”, Atmel

[6] Derry Arif Rachman. “Data dan Sinyal”.http://www.academia.edu

[7] Didik Haryanto. “Analog To DigitalConverter”.http://staff.uny.ac.id

[8] Gammon, Nick.”74HC4051 multiplexer/ demultiplexer”. 14 Maret2013.http://www.gammon.com.au

[9] Gray Nicholas, 2006, “ABCs of ADCsAnalog-to-Digital Converter Basics”,













DAFTAR PUSTAKA






















DAFTAR PUSTAKA











National Semiconductor.[10] Labcenter electronic, 2002, “Intelligent

Schematic Input System (ISIS)”,Labcenter electronic

[11] NXP Semiconductors, 2012,“74HC4051;74HCT4051 8-channelanalog multiplexer/demultiplexer”.NXP Semiconductors.

[12] Rangkuti Syahban, 2011,“Mikrokontroller ATMEL AVR, simulasidan praktek menggunakan ISIS Proteusdan CodevisionAVR”, informatikabandung.

[13] Richard H Barnett, Sarah Cox, andLarry O’cull, 2007, “EmbeddedCProgramming and the Atmel AVR,2e”, Canada, Thomson DelmarLearning

[14]Robotron,asis. “Multiplexer 4051 DiCode Vision AVR”. http://robotron-unm.blogspot.com

[15]Programming and the Atmel AVR, 2e”,Canada, Thomson Delmar Learning

analisis pemanfaatan multiplexer analog 74hc4051 pada

Documents