Pengertian Mikrokontroler: Seri, Komponen dan Aplikasinya

Jika sebelumnya kita membahas komponen elektronik seperti IC, kali ini kita akan membahas sebuah komponen dalam bentuk IC yang memiliki fungsi yang cukup banyak dan berperan penting dalam perkembangan elektronika modern yaitu mikrokontroler. Bisa dibilang hampir semua peralatan elektronik rumah tangga yang kita gunakan saat ini menggunakan mikrokontroler dan turunannya. Tapi apa sih mikrokontroler itu? Mari kita bahas lebih lanjut di bawah ini.

Apa Itu Mikrokontroler?

Dengan arti harafiah sebagai pengendali mikro, mikrokontroler adalah sebuah Integrated Circuit (IC) metal-oxide semiconductor yang di dalamnya terdapat beberapa core processor (CPU), memory, dan tentunya memiliki pin input output. Jika kita lihat penjelasan tersebut mirip dengan pengertian komputer, dan memang dapat dikatakan bahwa mikrokontroler adalah komputer mini yang ditujukan untuk mengendalikan suatu rangkaian elektronik.

Yang membedakan mikrokontroler dengan pengertian sebuah komputer adalah pada bagian embedded system. Konsep embedded disini artinya mikrokontroler ditanam di dalam sebuah sistem dan dirancang khusus untuk mendukung sistem tersebut. Mikrokontroler juga memiliki sebuah alur kerja (workflow) yang tidak berubah. Sehingga bisa dibilang bahwa mikrokontroler adalah “special purpose computer” karena kekhususan pada penggunaannya itu.

Perkembangan Mikrokontroler

Sejarah singkat mikrokontroler yang saat ini umum kita pakai ada di antara tahun 1970 dan 1971 saat Intel bekerja untuk menciptakan mikroprosesor pertama di dunia, Gary Boone dari Texas Instruments mengerjakan konsep yang sangat mirip dan menemukan mikrokontroler.

Sementara perkembangan seri mikrokontroler yang umum dipakai pertama yaitu MCS 51 adalah ketika Intel mengembangkan sistem komputer pada chip yang dioptimalkan untuk aplikasi kontrol, Intel 8048. Teknologi ini menggabungkan RAM dan ROM pada chip yang sama dengan mikroprosesor.

Baca juga: 7 Jenis Komponen Elektronika: Fungsi, Gambar Dan Simbol

Komponen Mikrokontroler

Block Diagram Microcontroller
Block Diagram Microcontroller

Sebagaimana sebuah komputer, mikrokontroler memiliki banyak komponen atau part penyusun yang berfungsi mendukung kerja mikrokontroler.

1. CPU

CPU adalah komponen yang berfungsi melakukan pengolahan data dari input dan output pada mikrokontroler. Di saat yang sama, CPU juga merupakan otak yang mengelola pekerjaan dan koordinasi antar komponen pada mikrokontroler.

2. Memory

Konsep memory  pada mikrokontroler hampir sama pada komputer umum, terdiri dari RAM dan ROM. RAM adalah memory yang volatile yaitu akan hilang datanya ketika terputus dari aliran listrik, RAM memiliki fungsi menyimpan data selama proses pengolahan mikrokontroler. Sementara ROM adalah memory yang menyimpan data secara non volatile, data yang disimpan pada ROM adalah program yang akan dijalankan oleh mikrokontroler dan beberapa konfigurasi lainnya.

3. Komponen Pendukung

Mikrokontroler memiliki beberapa komponen pendukung yang membantu kerja mikrokontroler secara khusus terutama dalam perannya di rangkaian elektronik. Beberapa komponen pendukung yang umum ada di semua seri adalah

  • Analog to Digital Converter (ADC) dan Digital to Analog Converter (DAC) : komponen ini memiliki peran melakukan konversi data input/output pada mikrokontroler, dengan adanya ADC dan DAC mikrokontroler dapat berfungsi pada rangkaian analog maupun digital.
  • Clock : Rangkaian elektronik pada umumnya pasti memerlukan timer atau jeda dalam operasinya, fungsi clock pada mikrokontroler adalah sebagai pengatur timing dan osilator internal pada mikrokontroler. Komponen ini mengirit kebutuhan clock pada sebuah rangkaian.
  • Input/Output : Berfungsi sebagaimana I/O pada komputer umumnya, I/O pada mikrokontroler berbeda beda jumlahnya tergantung dari seri yang ada.
  • Communication Port: Beberapa mikrokontroler memiliki modul dengan jalur komunikasi yang mudah diakses sistem lain seperti USB, Serial, Paralel, dan beberapa jenis jalur komunikasi lainnya.

4. Rangkaian Pendukung

Rangkaian pendukung berbeda dengan komponen pendukung karena fungsinya yang spesifik berhubungan dengan pengolahan data internal mikrokontroler. Dua rangkaian yang umum ada adalah Interupt dan Debugging.

Bagi anda yang paham dunia pemrograman maka debugging sudah tentu familiar, yaitu sistem yang membantu engineer/programmer untuk mengamati step by step pengolahan data pada mikrokontroler. Debugging akan sangat berguna untuk mencari error dan bug pada rangkaian sebelum siap digunakan.

Sementara itu Interupt bisa disebut sebagai sebuah event controller atau sesuatu yang akan men-trigger kerja mikrokontroler. Contoh umum dari interupt adalah ketika timer menunjukkan waktu tertentu maka sistem harus menjalankan sebuah workflow tertentu. Rangkaian interupt berfungsi menerima trigger dan kemudian meneruskan ke CPU untuk diolah.

Jenis dan Seri Microcontroller

Seri Microcontroller
Seri Microcontroller

Mikrokontroler sudah dikenal sejak tahun 1980-an dan seri yang paling banyak digunakan pada masa itu adalah keluaran Intel yaitu MCS 51 atau kadang disebut dengan 8051. Seri ini adalah seri yang paling banyak digunakan di awal perkembangannya dan terkadang digunakan untuk mempelajari pemrograman mikrokontroler tahap awal.

Seri AVR dari Atmel yang dikeluarkan pada tahun 1996 menggantikan ketenaran 8051 karena ukuran yang lebih kecil dan kemampuan yang lebih canggih. Di masa sekarang ini teknologi mikrokontroler semakin banyak dan beragam termasuk di antaranya Advanced RISC Machines (ARM) yang semakin banyak diterapkan dalam berbagai peralatan modern. Bahkan Arduino yang sangat modern juga merupakan bentuk turunan atau seri terkini dari mikrokontroler itu sendiri.

Baca juga: Pengertian Relay: Fungsi, Jenis, Cara Kerja Dan Contoh Penerapan

Pros & Cons Mikrokontroler

Sebagaimana teknologi lainnya, mikrokontroler juga memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri. Kita akan melihat apa saja kelebihan dan kekurangan dari mikrokontroler ini

Pros

  • Dari segi ukuran kecil dan dapat ditempatkan di rangkaian dengan mudah
  • Murah dan mengkonsumsi daya lebih sedikit
  • Reusable, dalam penggunaan tertentu microcontroller dapat diprogram ulang dan menyesuaikan dengan perubahan sistem yang ada
  • Mampu menjalankan banyak task dan routine secara bersamaan

Cons

  • Pemrograman tidak mudah dan bahasa yang digunakan cukup kompleks.
  • Sensitif terhadap elektro statis sehingga perlu ada perlindungan memadai jika digunakan di lingkungan yang banyak elektro statis
  • Tidak dapat tersambung secara langsung ke sistem yang memiliki daya yang besar
  • Tidak memiliki input output analog

Aplikasi dan Penerapan Mikrokontroler

Aplikasi Microcontroller
Aplikasi Microcontroller

Penggunaan mikrokontroler saat ini sangat luas dan berada di berbagai area dan aspek teknologi. Kita akan melihat penggunaanya pada 7 aspek berikut:

  • Robotik: Mikrokontroler pada robotika sebagai pengolahan data dan sebagai otak dari robot.
  • Instrumentasi: Digunakan pada pengawasan kerja alat dan pemantauan kendali alat instrumentasi pabrik
  • Consumer: Penggunaan ini sangat luas terutama pada alat elektronik rumah tangga.
  • Kendaraan: Penerapan yang umum seperti pada speedometer, ABS (Auto Braking System)

Kesimpulan

Mikrokontroler memiliki kemampuan dan tentunya peranan yang sangat vital dalam kehidupan sehari-hari. Bahkan bisa dibilang bahwa mikrokontroler adalah komputer yang ditanamkan dalam setiap peralatan elektronik untuk membuatnya lebih pintar. Bahkan jika kita lihat dengan perkembangan sekarang yang cukup trend di bidang IoT (Internet of Things) maka mikrokontroler akan semakin smart, tentunya dengan seri seri baru yang lebih powerful dari sebelumnya.

Pada saat yang bersamaan kita juga melihat bahwa dari sebuah teknologi Integrated Circuit akan berkembang menjadi teknologi baru lagi dan itulah perkembangan teknologi yang tentunya akan semakin meluas dari hari ke hari. Kita akan membahas terus perkembangan ini di blog ini jadi tetap pantau dan ikut artikel artikel dari blog caramesin.com!

Tinggalkan komentar