Rangkaian sistem minimum avr 8535
- 1. Rangkaian Sistem Minimum AVR 8535 Sistem minimum (sismin) mikrokontroler adalah rangkaian elektronik minimum yang diperlukan untuk beroperasinya IC mikrokontroler. Sismin ini kemudian bisa dihubungkan dengan rangkaian lain untuk menjalankan fungsi tertentu. Di keluarga mikrokontroler AVR, seri 8535 adalah salah satu seri yang sangat banyak digunakan. Untuk membuat rangkaian sismin Atmel AVR 8535 diperlukan beberapa komponen yaitu: IC mikrokontroler ATmega8535 1 XTAL 4 MHz atau 8 MHz (XTAL1) 3 kapasitor kertas yaitu dua 22 pF (C2 dan C3) serta 100 nF (C4) 1 kapasitor elektrolit 4.7 uF (C12) 2 resistor yaitu 100 ohm (R1) dan 10 Kohm (R3) 1 tombol reset pushbutton (PB1) Selain itu tentunya diperlukan power suply yang bisa memberikan tegangan 5V DC. Rangkaian sistem minimum ini sudah siap untuk menerima sinyal analog (fasilitas ADC) di port A. Gambar rangkaiannya adalah sebagai berikut.
- 2. ATmega16A adalah sebuah CMOS 8-bit mikrokontroler berbasis AVR dengan arsitektur RISC. AVR dapat mengeksekusi sebuah instruksi dengan 1 siklus clock, sehingga ATmega16A dapat mencapai sekitar kecepatan eksekusi 1 MIPS per Hz. Oleh karena itu ATmega16A mengoptimisasi konsumsi daya VS kecepatan pemroses. ATmega16A memiliki fungsi yang sebagian besar sama dengan ATmega16. Perbedaan antara kedua piranti ini terdapat pada “Electrical Characteristics” dan “Typical Characteristics”, dimana ATmega16A memiliki karakteristik yang lebih baik, salahsatunya adalah dapat digunakan pada supply tegangan yang lebih lebar, yaitu pada 2.7 sampai 5.5 V. Selain itu ATmega16A juga memiliki konsumsi daya yang lebih rendah daripada ATmega16. Untuk lebih lengkapnya,
- 3. perbeedaan antara ATmega16 dengan ATmega16A dapat dilihat pada link berikut : http://www.atmel.com/Images/doc8163.pdf Berikut adalah beberapa fitur dari ATmega16A : – Advanced RISC architecture. – Memori flash (Program) dengan kapasitas hingga 16KB dengan ketahanan 1000 kali penulisan. – Memori EEPROM berkapasitas 512B dengan ketahanan 100.000 kali penulisan. – Memori SRAM dengan kapasitas 1KB. – Independen Lock Bit. – Pengunci untuk keamanan data terprogram. – Antarmuka JTAG. – Dua buah 8 bit counter/ timer dengan prescaler dan mode pembanding. – Satu buah 16 bit counter/ timer dengan prescaler, mode pembanding dan mode capture. – Real Time Counter dengan on-chip oscillator terpisah. – 4 kanal PWM. – 8 kanal 10-bit ADC. – TWI. – Programmable serial USART. – Maser/ slave SPI. – Programmable Watchdog timer dengan on-chip oscillator terpisah. – Power-on reset dan programmable Brown-out detection. – Internal RC Oscillator terkalibrasi. – Internal dan eksternal Interrupt. – 6 mode sleep. – 32 Programmable I/O. – Tegangan operasi 2.7 – 5.5 V. – Speed grades dengan range 0 – 16 MHz. Visibility Sensor next generatior adalah merupakan penggabungan dari Sistem Tranmissometer Sensor dan Sistem Forward Scatter Sensor.
- 4. Gambar 1 Forward Scatter, a. Dua Sensor dan b. Empat Sensor Forward Scatter 2 sensor adalah untuk mengukur visibility terhadap obyek : 1. Fog (Kabut) 2. Snow (Salju) 3. Rain (Hujan) 4. Haze (pandangan kabur) Forward Scatter 4 sensor adalah untuk mengukur visibility terhadap obyek 1. Fog (Kabut) 2. Snow (Salju) 3. Rain (Hujan) 4. Haze (Pandangan kabur) 5. Smoke (Asap) 6. Dust (Debu) 7. Sand (Pasir) Forward Scatter 4 Sensor yang terdiri dari 2 Unit Emitter dan 2 Unit Photo Detector, akan melakukan pengukuran dengan cara 2 cara, yaitu : 1. Directing Measurement (Emitter %u20101 menuju Detector %u20102 dan Emitter -2 menuju Detector -1) 2. Scattering Measurement (Emitter %u20101 menuju Detector %u20101 dan Emitter -2 menuju Detector -2) NOTE : 1. Bila ukuran dari partikel yang melewati Sensor lebih kecil dari λ Sinar Infra red yang dibangkitkan oleh Emitter, maka partikel tersebut dapat melakukan Scattering terhadap sinar infra red. 2. Bila ukuran dari partikel yang melewati Sensor lebih besar dari λ Sinar Infra red yang dibangkitkan oleh Emitter, maka partikel tersebut tidak dapat melakukan Scattering terhadap sinar infra red, namun hanya akan melakukan ABSORPTION Gambar 2 Prinsip Forward Scatter 4 Sensor Sistem Sensor Forward Scatter adalah menggunakan prinsip memecahkan/memencarkan (scattering) sebuah signal, hal ini diasumsikan sama dengan membuat perubahan pada Koefisien Redup (extinction coefisien) dari sebuah cahaya/sinar. Validitas dari hasil pengukuran Visibility Sensor akan bergantung kepada pisical properti dari partikel yang sedang berada di path of Light. Beberapa pisical property tersebut adalah : 1. Partikel Density Selama Forward Scatter Sensor signal dan koefisien Redup adalah sama dengan partikel Density, maka adanya perubahan pada Density dari Partikel tidak akan mempengaruhi validasi hasil pengukuran Forward Scatter Sendor 2. Partikel Scattering function
- 5. Respon dari Forward Scatter Sensor akan bergantung kepada pecahan dari Cahaya terpencar (scattered light) yang masih masuk pada Range sudut Pendeteksian antara Emitter dan Detector. Selama beberapa partikel yang berbeda mempunyai beberapa scatter function, maka rasio dari Scattered Signal terhadap Koefisien Redup akan ditentukan oleh jenis/ tipe dari Scattered Partikel. 3. Partikel Absorption (penyerapan) Sebuah Sensor Forward Sacatter tidak dapat mendeteksi adanya Partikel Absorption. VISIBILITY SENSOR Dua unit Infrared Optical Emitter dan dua unit Optical Detector akan bekerja berdasarkan operasi yang dikendalikan Visibility Controller. Adapun operasi – operasi yang dibawah kendali Visibility controller adalah : 1. Mode Selection 2. Data Collection 3. Algorithm Processing 4. Heater Control 5. Self Test 6. Communication Tasks Gambar 3 Optical Emitter unit Pada gambar 3 terlihat adanya Power dan Control Logic yang menjadi fasilitas dari Visibility Controller. Power yang berada di dalam housing akan berfungsi untuk menyediakan tegangan catu yang dibutuhkan oleh bagian electronic Emitter. Control Logic difungsikan untuk melakukan pemrograman terhadap sebuah Constant Current Source yang bertugas mengendalikan sebuah Infrared Emitting Diode. Emitter Diode bertugas membangkitkan Sinar Infrared dengan freq Carrier ….., kemudian Freq Carrier ini akan di modulasikan secara AM dengan signal pemodulasi 1024 Hz yang mempunyai Duty Circle 50 %, dengan fungsi sebagai Synchronization Logic untuk Optical Detector. Heater Power juga sudah disediakan oleh Visibility Controller Informasi Temperature akan dikumpulkan oleh sebuah Solid%u2010State Temperature Sensor yang berada Emitter unit housing untuk dikirimkan menuju Visibility Controller.
- 6. Gambar 4 Optical Detector unit Pada gambar 4 terlihat adanya Optical Detector unit yang akan bekerja dengan memanfaatkan Power dan Control Logic yang disediakan oleh Visibility Controller. Power yang berada di dalam housing berfungsi menyuplay tegangan catu yang dibutuhkan oelh bagian elektronik Emitter. Optical Radiation yang sampling dari obyek yang di Sensor dengan jumlah volume tertentu akan masuk melalui sebuah lubang (aperture) berdiameter 35mm dengan Field of view ½ angle dari 3°. Optical radiation ini akan di focus kan oleh sebuah Lensa Quartz setelah melalui sebuah BPF Optic, kemudian akan diteruskan menuju Limiting Aperture dan sebuah Silicon Photo Detector yang mempunyai ukuran penampang 23.4 mm2. BPF hanya akan meloloskan λ (panjang gelombang) yang berada didalam range nya saja menuju Detector, sehingga Range λ harus ditentukan berdasarkan Freq Carrier yang dihasilkan oleh Emitter unit. Jadi dapat simpulkan bahwa BPF, Aperture, dan Silicon Photo Detector merupakan suatu integrated Filter/aperture/detector/preamplifier paket. Output dari Photo Detector/Preamplifier akan diteruskan menuju electronic BPF yang disetting pada center freq dari freq modulasi pada Emitter unit. High Gain Amplifier yang diletakan pada Photo Diode/Preamplifier berfungsi untuk menguatkan Scattered Signal. Demodulator cct yang berpatokan pada Emitter modulation Freq akan berfungsi sebagai Full Wave Rectifier untuk signal yang in phase dan mempunyai freq yang sama dengan Emitter modulation freq. Pertama Demodulated signal akan difilter untuk menghasilkan DC Voltage yang merupakan sepadan dan representasi dari incoming optical energy, lalu dengan menggunakan Voltage to Freq Converter DC Voltage tersebut dirubah menjadi format Digital. Output Detector unit yang berupa Resultan freq inilah yang akan diproses oleh Visibility Controller. Penggunaan Format freq mencegah untuk mencegah adanya noise pada interconeksi kabel antara Detector unit dan Visibility unit yang disebabkan oleh analog signal. Optical Sensitivity pada Detector unit dapat diprogram secara digital oleh Visibility Controller, sedangkan Programmable Gain dapat dilakukan pada Photo Detector/Pre%u2010amplifier dan High Gain Amplifier. 1. 3 Gain Setting dibutuhkan untuk Detector Dinamic Range 2. 1 Gain Setting dibutuhkan untuk Direct Transmission Mode Measurement 3. 2 Gain Setting dibutuhkan Scattering Mode Range Requirement VISIBILITY CONTROLLER Emitter dan Detector Unit akan dikendalikan oleh Visibility Controller, yang mana berfungsi untuk : 1. Membangkitkan Referrence Freq untuk Emitter Modulation dan Detector Demodulation
- 7. 2. Melakukan penyetingan mode operasi untuk Emitter dan Detector 3. Melakukan pengukuran freq terhadap output dari Detector 4. Melakukan pemerosesan terhadap algoritma Koefisien Redup Heater Controller berfungsi untuk melakukan pengukuran terhadap temperature Emitter dan Detector. Sebuah Solid%u2010state Temperature Sensor yang berada didalam housing telah menyediakan Nilai Analog Voltage yang sepadan dengan nilai Temperature. Sebuah Temperature Controller akan melakukan monitoring terhadap Signal – signal yang merupakan representasi dari Nilai Analog Voltage ini, lalu akan melakukan turning pada 50 Watt Heater Element untuk di tetapkan dalam kondisi ON atau OFF dengan memanfaatkan sebuah Solid%u2010state Switch. CATATAN : a. Sinar Infra red mempunyai λ (panjang gelombang) ± 7500 angstrom s.d 1 mm, sehingga dapat dijabarkan sbb : 1. Sinar Infra red muda : 0.75 – 3 μm 2. Sinar Infra red medium : 3 – 30 μm 3. Sinar Infra red tua : 30 – 1000 μm b. Diameter Sand : 0.0625mm (or 1⁄16 mm, or 62.5 micrometers) to 2 millimeters http://penerbangan-komersial.blogspot.com/2014/01/runway-visual-range.html