Alat Belajar Konversi ADC
Disusun Oleh :
RE2A / Kelompok 4
Ardian Saputra /04
Gabriella Monica P.P /09
M. Ajik Al Husein /16
Rizky Maulana H. /20
ABSTRAK
Laporan
ini membahas perancangan dan pengembangan alat konversi Analog ke Digital (ADC)
yang dirancang untuk media pembelajaran. Tujuan utama proyek ini adalah
menciptakan suatu sistem konversi yang presisi dan efisien untuk mengukur dan
menampilkan hasil konversi secara digital. Alat ini menggunakan teknologi ADC
berkecepatan tinggi untuk mengubah sinyal analog dari potensiometer menjadi
data digital yang dapat diproses lebih lanjut.
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada
era teknologi informasi yang berkembang pesat, pengukuran dan pengendalian
sinyal analog menjadi krusial dalam berbagai aplikasi elektronika. Sinyal
analog yang dihasilkan oleh sensor-sensor, seperti sensor suhu, tekanan, atau
cahaya, perlu dikonversi menjadi bentuk digital agar dapat diproses, disimpan,
dan diolah lebih lanjut oleh sistem komputer atau mikrokontroler.
Salah
satu teknologi yang menjadi kunci dalam proses konversi sinyal analog menjadi
digital adalah Analog-to-Digital Converter (ADC). ADC berperan penting dalam
mentransformasikan informasi analog menjadi representasi digital, sehingga
dapat diintegrasikan ke dalam sistem digital yang kompleks. Seiring dengan
perkembangan teknologi, terdapat berbagai jenis dan model ADC dengan kecepatan
konversi, presisi, dan resolusi yang beragam, yang dapat dipilih sesuai dengan
kebutuhan spesifik aplikasi.
1.2 Perumusan Masalah
1. Bagaimana agar orang awam bisa memahami konversi ADC?
2. Bagaimana cara mengubah hasil ADC ke tegangan?
1.3 Tujuan
1. Merancang alat konversi ADC dengan bantuan tampilan LCD dan 10 baris LED
2. Mengetahui rumus untuk mengubah hasil digital dari pembacaan analog ke
tegangan ( Volt)
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 ATMega 8535
ATMega8535
adalah sebuah mikrokontroler yang dikembangkan oleh Microchip Technology.
Mikrokontroler ini merupakan bagian dari keluarga AVR yang memiliki arsitektur
RISC (Reduced Instruction Set Computing) yang efisien. Dengan kecepatan operasi
hingga 16 MHz, ATMega8535 dilengkapi dengan 8-bit CPU, memori Flash sebesar 8KB
yang dapat di-program ulang, SRAM sebesar 512 byte, serta EEPROM sebesar 512
byte untuk menyimpan data yang perlu dipertahankan saat catu daya dimatikan.
ATMega8535 memiliki beragam fitur periferal termasuk 4 timer/counters,
8-channel 10-bit Analog-to-Digital Converter (ADC), USART (Universal
Synchronous and Asynchronous serial Receiver and Transmitter), dan antarmuka
I2C dan SPI. Mikrokontroler ini dapat digunakan dalam berbagai aplikasi seperti
sistem kontrol, perangkat medis, otomasi industri, dan proyek-proyek elektronik
lainnya yang membutuhkan pemrosesan data dan kontrol yang handal dan efisien.
Kelebihan dari ATMega8535 meliputi konsumsi daya yang rendah, kinerja yang
andal, serta fleksibilitas dalam pengembangan aplikasi berbasis mikrokontroler.
2.2 Potensiometer
Potensiometer merupakan sebuah komponen elektronik yang digunakan untuk
mengukur atau mengatur tegangan listrik dalam suatu rangkaian. Dasar teori
potensiometer didasarkan pada konsep hukum Ohm dalam ilmu elektronika, di mana
tegangan (V) dalam suatu rangkaian sebanding dengan arus (I) yang mengalir dan
resistansi (R) dari komponen tersebut, yaitu V = I * R. Potensiometer terdiri
dari tiga terminal yang dapat disesuaikan untuk mengubah resistansi totalnya.
Dengan mengatur posisi penghubung atau geseran pada potensiometer, resistansi
totalnya dapat diubah secara variabel. Prinsip kerja utama potensiometer adalah
membagi tegangan dalam suatu rangkaian dengan membuat sebuah resistansi yang
dapat disesuaikan. Potensiometer sering digunakan dalam berbagai aplikasi,
seperti mengatur volume pada perangkat audio, sebagai sensor posisi dalam
sistem kontrol, dan dalam eksperimen sirkuit elektronik untuk mengukur atau
membandingkan tegangan.
2.3 LCD 16 x 2
LCD 16x2 (Liquid Crystal Display) merupakan sebuah perangkat tampilan
yang terdiri dari 16 kolom dan 2 baris karakter yang menggunakan teknologi
kristal cair untuk menampilkan informasi secara visual. Dasar teori yang
mendasari operasi LCD 16x2 melibatkan penggunaan cairan kristal di antara dua
panel polarisasi. Ketika tegangan diterapkan pada panel, molekul-molekul dalam
cairan tersebut akan mengatur ulang posisi mereka, memungkinkan atau memblokir
cahaya yang melewati panel sesuai dengan arus listrik yang diberikan. Setiap
piksel di layar LCD 16x2 terdiri dari segmen-segmen kecil yang dapat diatur
untuk menampilkan karakter atau simbol tertentu. Untuk mengontrol tampilan,
mikrokontroler atau perangkat lain mengirimkan sinyal-sinyal elektronik ke LCD melalui
antarmuka tertentu, memandu setiap karakter dan baris untuk ditampilkan sesuai
dengan instruksi yang diberikan. Dengan menggunakan prinsip-prinsip ini, LCD
16x2 menjadi populer dalam aplikasi-aplikasi elektronik, termasuk dalam
perangkat-perangkat seperti termometer digital, peralatan medis, peralatan
industri, dan berbagai jenis produk konsumen lainnya.
2.4 LED
Dalam elektronika, LED (Light Emitting Diode) merupakan semikonduktor
optoelektronik yang menghasilkan cahaya ketika arus listrik melewati material
semikonduktor di dalamnya. LED beroperasi pada prinsip emisi foton dari
peristiwa rekombinasi elektron dan lubang pada junction PN di dalamnya. Saat
arus listrik diterapkan pada LED dengan tegangan sekitar 5 volt,
elektron-elektron yang mendapatkan energi dari tegangan ini akan berpindah dari
daerah berlekatan negatif (N-type) ke daerah berlekatan positif (P-type),
bertemu dengan lubang-lubang dan memancarkan foton cahaya dalam proses
rekombinasi. Tegangan 5 volt ini umumnya cukup untuk mengaktifkan LED dalam
kebanyakan aplikasi elektronik, dan dengan karakteristiknya yang efisien dan
tahan lama, LED 5 volt menjadi pilihan yang umum digunakan dalam berbagai
perangkat elektronik, termasuk penerangan, tampilan, dan indikator.
2.5 Voltmeter Analog
Voltmeter analog adalah sebuah alat pengukur yang dirancang untuk
mengukur nilai tegangan listrik dalam sebuah rangkaian listrik. Dasar teori
yang menjadi landasan bagi voltmeter analog adalah prinsip bahwa tegangan
listrik dapat diukur dengan menggunakan perbandingan antara tegangan yang
diukur dan tegangan referensi yang telah ditetapkan dalam alat tersebut.
Voltemeter analog menggunakan komponen elektronika seperti resistor, jarum
penunjuk, dan skala yang terhubung dalam sebuah rangkaian. Ketika tegangan yang
diukur masuk ke voltmeter, resistor di dalamnya membagi tegangan tersebut
sesuai dengan perbandingan yang telah ditetapkan sehingga menghasilkan arus
yang proporsional. Jarum penunjuk akan menunjukkan nilai tegangan yang sesuai
pada skala yang telah terkalibrasi. Prinsip kerja ini mengandalkan pergerakan
jarum atau indikator analog untuk menampilkan nilai tegangan secara langsung,
yang berbeda dengan voltmeter digital yang menggunakan konversi analog ke
digital untuk menampilkan nilai tegangan dalam bentuk angka.
III. PERANCANGAN ALAT
3.1 Diagram Blok :
.jpeg){kind=spacer}
3.2 Diagram Alur :
.png){kind=spacer}
3.3 Gambar Rangkaian :
3.4 Cara Kerja Rangkaian
1. Sinyal Analog dideteksi dari PORTA yang memiliki kemampuan membaca ADC
2. ADC akan ditampilkan pada LCD
3. Nyala lampu LED akan mengikuti nilai ADC seperti pada tabel dibawah
4. Nilai Akan muncul juga pada multimeter analog
3.5 Kode Program :
/* =================================================================================
TUGAS AKHIR MIKROKONTROLLER
------------------------------------------------------------------------------------
TEMA : KONVERSI ADC DENGAN NYALA BARIS 10 LED
------------------------------------------------------------------------------------
Komponen:
- POTENSIO 50K
- LCD
- 10x LED
===================================================================================*/
//=== Pustaka ===
#include <mega8535.h> //ATmega 8535
#include <stdio.h> //masuk keluaran standar
#include <alcd.h> //tampilan kristal cair
#include <delay.h> //jeda
//=== Deklarasi variabel ===
unsigned int digital; //hasil konversi adc
char tampung[100]; //Untuk digital
char tampung2[100]; //Untuk tegangan
unsigned int tegangan; //hasil konversi ke tegangan
//=== Pengesetan awal ===
void main(void){
DDRB = 0b11111111; //PORTB sbg luaran LED
DDRD = 0b11111111; //PORtD sbg luaran LED
//ADCSRA : 7-RXCIE 6-TXCIE 5-UDRIE 4-RXEN 3-TXEN 2-UCSZ2 1-RXB8 0-TXB8
// 0 0 0 0 1 0 0 0
ADCSRA = 0b10000111; //Pengiriman TX diaktifkan
lcd_init(16);
lcd_putsf("INPUT ADC:"); //tulis pesan untuk ADC
lcd_gotoxy(0,1); //posisi ADC pada LCD
lcd_putsf("TEGANGAN : V"); //tulis pesan untuk TEGANGAN
lcd_gotoxy(1,1); //posisi TEGANGAN pada LCD
//=== Program utama ===
while (1) {
//ADMUX : 7-RXCIE 6-TXCIE 5-UDRIE 4-RXEN 3-TXEN 2-UCSZ2 1-RXB8 0-TXB8
// 0 0 0 0 1 0 0 0
ADMUX = 0b01000000; //Pengiriman TX diaktifkan
delay_us(10); //jeda
ADCSRA |= 0b01000000;
while ((ADCSRA & 0b00010000)==0);
ADCSRA |= 0b00010000;
//Baca Digital
digital = ADCW; //baca hasil konversi ADC
sprintf(tampung,"%d ",digital); //tampilkan
lcd_gotoxy(11,0); //posisi
lcd_puts(tampung); //tulis pesan
delay_ms(50);
//Baca Tegangan
tegangan = ADCW*5/1023; //Ubah digital ke tegangan
sprintf(tampung2,"%d ",tegangan); //tampilkan
lcd_gotoxy(11,1); //posisi
lcd_puts(tampung2); //tulis pesan
delay_ms(50);
//Tampilan LED
if (digital == 0){
PORTB = 0b00000000;
PORTD = 0b00000000;
}
if (digital >= 1 && digital <2){
PORTB = 0b00000001;
PORTD = 0b00000000;
}
if (digital >= 3 && digital <6){
PORTB = 0b00000011;
PORTD = 0b00000000;
}
if (digital >= 7 && digital <14){
PORTB = 0b00000111;
PORTD = 0b00000000;
}
if (digital >= 15 && digital <30){
PORTB = 0b00001111;
PORTD = 0b00000000;
}
if (digital >= 31 && digital <62){
PORTB = 0b00011111;
PORTD = 0b00000000;
}
if (digital >= 63 && digital <126){
PORTB = 0b00111111;
PORTD = 0b00000000;
}
if (digital >= 127 && digital <254){
PORTB = 0b01111111;
PORTD = 0b00000000;
}
if (digital >= 255 && digital <510){
PORTB = 0b11111111;
PORTD = 0b00000000;
}
if (digital == 511 && digital <1021){
PORTB = 0b11111111;
PORTD = 0b00000001;
}
if (digital >= 1022){
PORTB = 0b11111111;
PORTD = 0b00000011;
}
}//while
}//main
IV PEMBAHASAN
V KESIMPULAN
Dalam pengembangan alat belajar konversi Analog ke Digital (ADC),
diperlukan pemahaman yang mendalam tentang proses konversi sinyal analog
menjadi bentuk digital yang dapat diinterpretasikan oleh perangkat elektronik.
ADC merupakan komponen kunci dalam berbagai aplikasi, mulai dari perangkat
audio, sensor-sensor industri, hingga peralatan medis. Proses konversi ADC
melibatkan beberapa tahap, termasuk sampling sinyal analog, kuantisasi, dan
encoding untuk menghasilkan representasi digital dari sinyal analog yang
kontinu. Alat belajar yang efektif untuk memahami konsep-konsep dasar ADC
haruslah mencakup penjelasan yang jelas mengenai prinsip-prinsip dasar
konversi, jenis-jenis ADC, keunggulan, serta kelemahan dari setiap jenisnya.
Penggunaan contoh aplikasi nyata dan demonstrasi praktis dalam alat belajar
tersebut dapat membantu mahasiswa atau pengguna yang ingin memahami
konsep-konsep yang kompleks menjadi lebih mudah dicerna. Dengan pemahaman yang
kuat tentang konversi ADC, pengembang dan insinyur elektronik dapat merancang
sistem yang lebih canggih dan efisien sesuai dengan kebutuhan yang ada di
berbagai bidang industri.
DAFTAR
PUSTAKA
https://kumparan.com/berita-hari-ini/cara-membaca-voltmeter-analog-dan-penghitungan-hasilnya-1zymE74OKMG
https://id.wikipedia.org/wiki/ATMega8535
https://www.anakteknik.co.id/rahasia1/articles/apa-itu-potensiometer-pengertian-jenis-dan-fungsinya
https://yoskin.wordpress.com/arduino/liquid-crystal-display-lcd-16-x-2/
https://www.merdeka.com/sumut/fungsi-led-pengertian-beserta-cara-kerjanya-dalam-dunia-elektronika-kln.html
https://miqbal.staff.telkomuniversity.ac.id/adc-analog-to-digital-converter/
Lampiran :
File Presentasi Disini
Link Youtube Disini
Komentar
Posting Komentar