Apa Itu Mikrokontroler?

Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer berukuran mungil dalam sebuah chip elektronik yang bisa diprogram layaknya sebuah PC. Di dalamnya terkandung prosesor, memori (RAM, memori program, atau keduanya), dan saluran input dan output. Berfungsi membaca input (misalnya sensor), memprosesnya, kemudian melakukan kontrol (menggerakan motor, relay, dsb).

Mikrokontroler digunakan dalam produk dan alat yang dikendalikan secara otomatis, misalnya sistem kontrol mesin, remote control, alat kantor, peralatan rumah tangga, alat berat, atau mainan. Ukuran, biaya, dan konsumsi daya  mikrokontroler jauh lebih kecil dibandingkan dengan menggunakan mikroprosesor, memori, dan alat input output yang terpisah. Kehadiran mikrokontroler membuat kontrol elektronik untuk berbagai proses menjadi lebih ekonomis dan ringkas.

Kelebihan Sistem Dengan Mikrokontroler

1. Logika kerja mikrokontroler diatur dengan bahasa pemrograman yang dikirim dari komputer sehingga pengoperasian sistem menjadi mudah. Karena logika sudah diprogram, maka tidak perlu menyusun rangkaian logika dengan banyak IC atau komponen elektronika terlalu banyak.
      
2. Mikrokontroler tersusun dalam sebuah chip dimana prosesor, memori, dan I/O terkumpul menjadi satu kesatuan kontrol sistem sehingga mikrokontroler dapat bekerja secara inovatif sesuai dengan kebutuhan sistem.
   
3. Mikrokontroler berjalan sendiri tanpa tergantung dengan komputer setelah diprogram. Langkah-langkah untuk download komputer dengan mikrokontroler sangat mudah digunakan karena tidak menggunakan banyak perintah.
   
4. Pada mikrokontroler tersedia fasilitas tambahan untuk pengembangan memori dan I/O yang disesuaikan dengan kebutuhan sistem.
   
   
5. Harga untuk memperoleh alat ini lebih murah dan mudah didapat.

Jenis-jenis Mikrokontroler

Ada 2 jenis mikrokontroler berdasarkan pada kerumitan instruksi-instruksi yang dapat diterapkan pada mikrokontroler tersebut. Yaitu mikrokontroler jenis RISC dan CISC.

RISC merupakan kependekan dari Reduced Instruction Set Computer. Instruksi yang dimiliki terbatas, tetapi memiliki fitur yang lebih banyak.

Sedangkan CISC kependekan dari Complex Instruction Set Computer. Instruksi bisa dikatakan lebih lengkap tapi dengan fitur secukupnya.

Masing-masing mempunyai keturunan atau keluarga sendiri-sendiri.

Sekarang kita akan membahas pembagian jenis-jenis mikrokontroler yang telah umum digunakan.

1. Keluarga MCS51
   Mikrokontroler ini termasuk dalam keluarga mikrokontroler CISC. Sebagian besar instruksinya dieksekusi dalam 12 siklus clock.
   
   Mikrokontroler ini berdasarkan arsitektur Harvard dan meskipun awalnya dirancang untuk aplikasi mikrokontroler chip tunggal, tetapi kita bisa menambahkan ROM eksternal dan RAM eksternal.
   
   Salah satu kemampuan dari mikrokontroler 8051 adalah pemasukan sebuah mesin pemroses boolean yang mengijikan operasi logika boolean tingkatan-bit dapat dilakukan secara langsung dan secara efisien dalam register internal dan RAM. Karena itulah MCS51 digunakan dalam rancangan awal PLC (programmable Logic Control).
   
2. AVR
   Mikrokontroler Alv and Vegard’s Risc processor atau sering disingkat AVR merupakan mikrokontroler RISC 8 bit. Karena RISC inilah sebagian besar kode instruksinya dikemas dalam satu siklus clock. AVR adalah jenis mikrokontroler yang paling sering dipakai dalam bidang elektronika dan instrumentasi.
   
   Secara umum, AVR dapat dikelompokkan dalam 4 kelas. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral dan fungsinya. Keempat kelas tersebut adalah keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx. Sebagian besar Arduino menggunakan chip utama jenis AVR, yaitu ATMega.
   
3. PIC
   Pada awalnya, PIC merupakan kependekan dari Programmable Interface Controller. Tetapi pada perkembangannya berubah menjadi Programmable Intelligent Computer.
   
   PIC termasuk keluarga mikrokontroler berarsitektur Harvard yang dibuat oleh Microchip Technology. Awalnya dikembangkan oleh divisi mikroelektronik General Instruments dengan nama PIC1640.

Penerapan Mikrokontroler

Karena kemampuannya yang lengkap, bentuknya yang mungil, konsumsi dayanya yang rendah, dan harganya yang murah maka hampir semua peralatan elektronik di dunia sudah memakai mikrokontroler. Mulai dari mainan anak-anak, perangkat elektronik rumah tangga, perangkat pendukung otomotif, peralatan industri, peralatan telekomunikasi, peralatan medis dan kedokteran, sampai dengan pengendali robot serta persenjataan militer. 

Terdapat beberapa keunggulan pada alat-alat yang menggunakan mikrokontroler.

1. Kehandalan tinggi (high reliability) dan kemudahan integrasi dengan komponen lain (high degree of integration).
   
2. Ukuran yang semakin dapat diperkecil (reduced in size).
   
3. Penggunaan komponen dikurangi (reduced component count) sehingga menyebabkan biaya produksi dapat semakin ditekan (lower manufacturing cost).
   
4. Waktu pembuatan lebih singkat (shorter development time) sehingga lebih cepat pula dijual ke pasar sesuai kebutuhan (shorter time to market).
   
5. Konsumsi daya yang rendah (lower power consumption).

Nah itulah penjelasan singkat mengenai mikrokontroler. Kalau anda masih pemula dan ingin mendalami mikrokontroler, maka sebaiknya mencoba mempelajari Arduino, sebuah sistem mikrokontroler siap pakai, yang bisa diprogram langsung melalui kabel USB, tanpa perlu merangkai, tanpa perlu perangkat tambahan untuk memprogram.

Jenis-Jenis Papan Rangkaian Arduino

Papan rangkaian Arduino ada bermacam-macam jenis, oleh pembuatnya dirancang agar sesuai dengan kebutuhan, baik dari sisi ukuran dan bentuk, maupun jenis mikrokontroler yang dipakainya.

1. Arduino Uno. Jenis yang ini adalah yang paling banyak digunakan dan merupakan Arduino yang paling awal diciptakan. Untuk pemula sangat disarankan untuk menggunakan Arduino Uno. Dan banyak sekali referensi yang membahas Arduino Uno. Versi yang terakhir adalah Arduino Uno R3 (Revisi 3), menggunakan ATMEGA328 sebagai mikrokontrolernya, memiliki 14 pin I/O digital dan 6 pin input analog. Untuk pemograman cukup menggunakan koneksi USB type A to To type B, sama seperti yang dipakai pada printer USB. Arduino Uno merupakan penerus dari Arduino Duemilanove, Arduino Diecimila, Arduino Serial yang memiliki bentuk dan ukuran yang sama dengan Arduino ini. Jadi kalau anda tidak punya Arduino Uno, maka masih bisa menggunakan Arduino Duemilanove, dst.

2. Arduino Due. Berbeda dengan Arduino Uno, Arduino Due tidak menggunakan ATMEGA, melainkan dengan chip yang lebih tinggi spesifikasi nya, yaitu: ARM Cortex CPU. Mempunyai 54 I/O pin digital dan 12 pin input analog. Untuk pemogramannya menggunakan Micro USB, chip ini biasanya dipakai pada smartphone.

3. Arduino Mega. Serupa dengan dengan Arduino Uno, tetapi Arduino Mega menggunakan chip yang lebih tinggi spesifikasinya, yaitu: ATMEGA2560. Pin I/O Digital dan pin input analognya lebih banyak dari pada Arduino Uno.

4. Arduino Leonardo. Boleh dibilang Arduino Leonardo adalah saudara kembar dari Arduino Uno. Mulai dari jumlah pin I/O digital dan pin input analognya sama. Hanya pada Arduino Leonardo menggunakan konektor Micro USB untuk pemogramannya.

5. Arduino Fio. Bentuknya lebih unik, terutama untuk socketnya. Walau jumlah pin I/O digital dan input analognya sama dengan Arduino Uno dan Arduino Leonardo, akan tetapi Fio memiliki Socket XBee. Dengan adanya XBee membuat Arduino Fio dapat digunakan untuk proyek yang berhubungan dengan wireless.

6. Arduino Lilypad. Bentuknya yang lingkaran dan kecil membuat Lilypad dapat dipakai untuk membuat proyek yang unik. Misalnya untuk dipasang dipakaian, asesoris, dsb. Jumlah pin I/O digital 14, dan 6 pin input analognya.

7. Arduino Nano. Sesuai dengan namanya, Arduino Nano berukuran kecil dan sederhana. Sudah dilengkapi dengan chip USB Serial FTDI untuk pemograman lewat Micro USB. 14 Pin I/O Digital, dan 8 Pin input analog (lebih banyak dari Uno), ada yang menggunakan ATMEGA168, dan ada yang menggunakan ATMEGA328. Arduino Nano bisa ditancapkan pada breadboard.

8. Arduino Mini. Fiturnya sama dengan yang dimiliki Arduino Nano. Tetapi tidak dilengkapi dengan Micro USB untuk pemograman. Ukurannya hanya 3cm x 1,8cm saja.

 
9. Arduino Micro. Ukurannya lebih besar sedikit dari pada Arduino Nano ataupun Arduino Mini. Karena fiturnya  lebih banyak, yaitu memiliki 20 pin I/O digital dan 12 pin input analog.

10. Arduino Ethernet. Merupakan Arduino yang dilengkapi dengan fitur Ethernet. Sehingga Arduino ini dapat langsung berhubungan dengan jaringan LAN pada komputer. Jumlah Pin I/O Digital dan input analognya sama dengan Arduino Uno.

11. Arduino Esplora. Jenis Arduino yang memungkinkan kita membuat smartphone, karena sudah dilengkapi dengan joystick, tombol, dan sebagainya. Kita hanya perlu tambahkan LCD, sebagai alat penampil.

12. Arduino Robot. Ini merupakan jenis lengkap dari Arduino yang sudah berbentuk robot. Sudah dilengkapi dengan LCD, speaker, roda, sensor infrared, dan semua yang kita butuhkan untuk robot sudah ada pada Arduino Robot ini.

Nah sekarang kita sudah mengetahui sekilas mengenai jenis-jenis Arduino. Anda mau pilih Arduino yang mana? Sangat disarankan untuk pemula untuk menggunakan Arduino Uno. Karena Arduino ini memang dirancang untuk pemula dan paling banyak dipakai.

Untuk mengetahui lebih detail masing-masing jenis Arduino atau ingin melihat info Arduno terkini, kita bisa langsung melihat di website resmi Arduino www.arduino.cc.

Apa itu Arduino?

Arduino adalah sebuah sistem open source gratis berupa papan rangkaian elektronik (board) yang di dalamnya terdapat sebuah mikrokontroler untuk membaca sensor dan mengontrol alat elektronik. Arduino menggunakan chip mikrokontroler (otak elektronik) buatan dari Perusahaan Atmel.

Arduino memiliki kesamaan fungsi seperti komputer, hanya saja berukuran sangat kecil. Di dalamnya sudah ada prosesor, memori, input, output.

Arduino ini bisa dihubungkan ke PC/Laptop melalui sambungan USB, kemudian bisa diprogram menggunakan bantuan software Arduino IDE (integrated development environtment). 

Karena ukurannya yang kecil, mikrokontroler khususnya Arduino sudah banyak dipakai untuk mengendalikan rangkaian lampu LED, mengontrol relay, mengendalikan quadcopter, membuat robot, bahkan sampai membuat printer 3 dimensi. Anda dapat menemukan jutaan proyek dengan Arduino di Google, Youtube, dll. Ini menunjukkan betapa populernya Arduino ini.

Arduino open source, skema dan softwarenya bisa dibuka oleh siapa saja, dan yang paling penting adalah Arduino adalah mikrokontroler yang paling populer di dunia saat ini. Pengembangnya ada dimana-mana, sehingga kita juga tidak akan kesulitan ketika mau mencari referensi.

Website resmi Arduino adalah www.arduino.cc

Pada website Arduino kita bisa mendownload software Arduino, file skema dan rancangan PCB, serta panduan/referensi pemrograman Arduino.