RANCANG BANGUN PULSE CODE MODULATION (PCM)

RANCANG BANGUN PULSE CODE MODULATION (PCM)

 

Oleh: Herry Sudjendro

 

Abstrak:


Pulse Code Modulation merupakan salah satu pengembangan sistem komunikasi digital untuk mengantisipasi gangguan oleh noise pada sinyal informasi, yang diakibatkan oleh saluran maupun media pengiriman sinyal melalui gelombang elektromagnetik. Pada rancangan ini dibanhgun sistem Pulse Code Modulator yang mengirimkan dua buah sinyal input yang berbeda secara bersamaan melalui proses multiplexing dan pulse amplitudo modulation. Hasilnya adalah pulsa-pulsa yang dikodekan ke dalam biner serial. Untuk mensinkronkan antara pengirim dan penerima dikirim pulsa sinkronisasi.

 

Pendahuluan:

Sistem telekomunikasi dewasa ini dituntut  terbebas dari gangguan  sistem transmisi , seperti gangguan petir, gangguan saluran terlalu panjang, gangguan loncatan api dari pengapian motor dsb. Di samping itu juga dituntut kualitas reproduksi informasi yang bersih dan noise rendah. Untuk itu  diperlukan sistem komunikasi digital yang prinsipnya merubah besaran analog ke dalam besaran digital, yang kemudian dipancarkan berupa pulsa-pulsa digital. Karena sistem digital hanya mempunyai kondiai logik "1" dan "0", maka level tegangan tidak  ada artinya.

 

A. Konsep dasar Pulse Code Modulation (PCM)

Sistem komunikasi digital ini akan mengolah kembali pulsa digital yang dipancarkan  dan merubah ke dalam sinyal analog.

Gambar 1  Blok diagram pemancar dan penerima PCM

Sistem komunikasi data juga memerlukan sebuah sistem komunikasi yang mampu mentransmisikan data-data yang akurat, level tegangan yang sama antara   tegangan referensi tegangan di Pemancar dan di Penerima. Level tegangan referensi yang akurat  baik di Pemancar dan Penerima ini  diperlukan pada sistem pengendalian jarak jauh tanpa kabel, seperti pengendalian motor jarak jauh, fasilitas power elektronik yang dikendalikan dari jarak jauh, sistem penggerak PLC jarak jauh tanpa kabel, dsb. Tuntutan -tuntutan tersebut di atas bisa dipenuhi oleh sistem Pulse Code Modulation (PCM). PCM mulai dikembangkan pada tahun 1937 di Paris pada perusahaan AT&T. PCM  adalah methode pemancaran secara serial seperti halnya pemancaran sinyal analog, hanya yang dipancarkan dalam sistem PCM adalah pulse-pulse biner "1" dan "0". Secara singkat  akan diuraikaan bagian demi bagian dalam beberapa materi berikut.

 

1. Low pass Filter 3,45 kHz

Untuk membatasi lebar frekuensi informasi agar tidak menggangu proses sampling, maka lebar frekuensi informasi harus sebesar sama atau lebih kecil dari setengah frekuensi sampling.

 

di mana  fs = frekuensi sampling

                            fa = frekuensi audio

 

Gambar 2  Spektrum frekuensi sampling

Apabila frekuensi audio maksimum lebih besar dari frekuensi sampling, maka  akan terjadi efek aliasing

 

 

Gambar 3 Efek Aliasing

Hal tersebut di atas bisa dijelaskan dengan gambar di bawah ini

Gambar 5  Low Pass Filter

Batas frekuensi fg:

Fg=1/(2. 3,14.R.C)

Beda fasa antara tegangan input dengan tegangan output adalah :

 

2.    Clock Generator

Pada prinsipnya fasilitas clock generator dipakai untuk fasilitas:

1)     Clock pada raangkaian counter

2)     Clock pada rangkaian shift register

3)     Clock pada raangkaian ADC dan DAC

4)     Frekuensi sampling

 

Sumber clock adalah berupa  kombinasi IC 5082,  dua buah kapasitor  27pF dan kristal 4,43 MHz. Output pada pin 3 terdapat sinyal osilasi sebesar      4,43 MHz.  Sementara IC 7493 sebagai rangkaian pencacah akan membagi frekuenssi-frekuensi sesuai dengan kebutuhan.

 

3.    Pulse Amplitude Modulation Multiplexing (PAM Mux)

Tahap awal dari proses perubah analog ke digital adalah PAM, yang merupakan saklar elektronik yang dikontrol oleh pulsa train (pulsa sampling) selebar  1/fs. Sinyal yang dihasilkan  adalah sinyal chopp dengan    lebar pulsa =To  . Proses ini dinamakan  time discretization

Gambar. 6 Teknik Sampling

Pulse Amplitude Modulation Multiplexing (PAM-Mux) berfungsi untuk menggabungkan dua buah sinyal input atau lebih, yang kemudian digabung  menjadi  satu sinyal multiplexing dalam satu saluran. Pulsa - pulsa tersebut merupakan deretan pulsa dengan periode waktu yang sama (fungsi waktu). IC multiplexing 4051 bisa dipakai sebagai rangkaian multiplexer yang mempunyai fasilitas  8 kanal input, dan 1 kanal output. Dan sebaliknya bisa difungsikan sebagai rangkaian demultiplexer dengan fasilitas 1 kanal input, 8 kanal output. IC multiplexing 4051 dilengkapi dengan switch controll A,B dan C. Bila switch controll A  saja yang aktif, maka rangkaian multiplexing berfungsi sebagai rangkaian multiplexing 2 kanal (21= 2). Bila yang diaktifkan switch controll A daan B, maka rangkaian multiplexing  bekerja untuk 4 kanal . (22= 4)..Dan bila switch controll diaktifkan semua, maka rangkaian multiplexing bekerja  untuk 8 kanal. Rangkaian pencacah IC 74393 sebagai dual pencacah 16. Sedangkan rangkaian multiplexing dengan  input sinyal analog memerlukaan  frekuensi switch controll tergantung dari besarnya Bit. Bila rangkaian multiplexing berfungsi sebagai rangkaian multiplexxing 2 kanal,dan sistem analog to digital converter menerapkan 8 Bit, maka periode  switch controll adalah 4 x 8 =  32 kali perioda clock. Atau frekuensi switch controll  sebesar

fs         = 1/(32. f clk)

di mana          fs         = frekuensi sampling

f clk     = frekuensi clock

Ada dua jenis PAM, yaitu :

1)     Single polarity PAM

Gambar 7a. Single polarity PAM

2)     Double polarity PAM

Gambar 7b. Double polarity PAM

4. Sample and Hold.

Agar setiap level tegangan bisa diterjemahkan ke dalam besaran biner, maka perlu dilakukan pengambilan level tegangan tertentu  yang sempit dan tidak variatif (sample).

 

Gambar 8 Sample & hold

Level tegangan sesaat perlu dipertahankan sampai pada level tegangan sinyal berikutnya (Hold).

5.    Kuantisasi

Sinyal PCM adalah merupakan sinyal analog yang dicacah dan dikodekan dalam biner. Setiap pulsa  amplitudo di-kuantisasikan ke dalam range kuantisasi, yang besarnya tergantung dari jumlah bit dari A/D Converter.

Contoh :

Sebuah rangkaian Analog to Digital Converter  dipakai untuk merubah sinyal analog ke dalam  besaran digital  4 bit. Tegangan referensi sinyal analog sebesar 5 Volt.

Maka banyaknya interval adalah:

n = 24=16

Dan besarnya tegangan setiap interval adalah :

u=u ref/(2n-1) = 5V/(24-1)

 

 

 


 

 

Gambar 9 kuantisasi

 

6.     Analog to Digital Converter

Gambar 10  Analog to Digital Converter

Setiap pulsa dari Pulse Amplitudo Modulation (discrete) diterjemahkan oleh Analog to Digital Converter menjadi pulsa biner. Data output dari ADC sebanyak 8 bit, yang berarti mempunyai interval :

Gambar11. Ekivalen analog dengan digital

Gambar 12 Ekivalen analog dengan digital masing-masing pulsa

Setiap pulsa diterjemahkan ke dalam bilangan biner. Setiap penterjemahan diperlukan waktu 16 kali periode clock. Delapan kali periode untuk menampilkan pulsa biner dan sisanya 8 kali periode  untuk  spasi. Pada contoh rangkaian  gambar di atas, rangkaian PAM Multiplexing mempunyai dua buah kanal input. Dengan demikian  pulsa-pulsa kanal 1 dan kanal 2 akan ditampilkan secara bergantian . Sehingga dalanm satu putaran (kanal 1 +  kanal 2) dibutuhkan perioda dua kali 16 periode, sebesar 32 kali periode . Satu periode yang diperlukan adalah sebesar 2 kali periode clock. Dengan demikian satu putaran penterjemahan kanal 1 dan kanal 2 diperlukan waktu 64 kali periode clock.

 

7.    Shift Register Paralel input serial output (PISO)

Pulse Code Modulation pada prinsipnya adalah perubahan data biner paralel ke dalam data biner seri, yang selalu bergeser secara sekuensial. Dengan demikian perlu adanya rangkaian shift register paralel input serial output (PISO).

Gambar 13 Rangkaian PCM

 

Gambar 14. Konversi pulsa analog modulasi(PAM)  ke pulsa PCM

Satu interval pulsa PCM selebar 32 kali periode colck. Dalam satu putaran kanal 1 daan kanal 2, diperlukaan periode 64 kali peroide clock. Shift register mengambil data biner sebanyak 8 data, yaitu data LSB D0,D1,D2,D3 dan data MSB D4, D5, D6,D7. Setelah itu diperlukan 8 kali perioda (1 periode = 2 kali perode clock)  untuk menggeser (shift). Total waktu yang diperlukan untuk setiap penterjemahan satu pulsa PAM adalah selama 16 kali periode      ( 32 periode clock ).Sedangkan total waktu yang diperlukan untuk menterjemahkan  input kanal 1 dan kanal 2 selama 32 periode (64 kali periode clock). Dengan demikian maka pengertian PCM adalah merupakan rekonversi dari sinyal  PAM. Masing-masing sinyal PAM dalam range 0 volt  sampai dengan 5 volt di-kuantisasikan  dalam range    0000 0000(2) sampai dengan 1111 1111(2). Sehingga  setiap sinyal PAM  akan di-kode kan dalam pulsa biner  secara serial.

 

Mangapa harus PCM?

PCM adalah satu-satunya sistem yang bisa memancarkan atau mengirimkan data kode biner, sehingga di penerima akan diterima data kode  biner yang sama pula . Dengan demikian  data atau besaran  analog  yang dipancarkan oleh  pemancar akan sama persis dengan data atau besaran analog pada penerima. Sistem ini tidak dimiliki oleh sistem yang lain.

 

8.    Sinkronisasi

Agar proses pengolahan data pada pemancar dan penerima serempak dan tidak salah kanal, maka perlu adanya sinkronisator. Untuk itu perlu adanya pulsa sinkronisasi yang dikirim oleh pemancar. Pulsa sinkronisasi harus dibuat sesempit mungkin agar tidak menggangu  pengolahan data yang lain.

Gambar 15  PCM dengan pulsa sinkronisasi

Pulsa sinkronisasi tersebut pada penerima akan dipergunakan untuk mereset counter, sehingga proses multiplexing pada pemancar dan penerima berjalan serempak. Pulsa sinkronisasi yang sempit tersebut bisa dibuat dengan rangkaian Monostable Multivibrator. 

 

Tabel 2 Konversi tegangan, besaran analog ke  bilangan biner

No

Level tegangan  analog (Volt)

Bilangan Biner

Bilangan Desimal

0

0

0000 0000

0

1

0.019607843

0000 0001

1

2

0.039215686

0000 0010

2

....

..............

..............

............

253

4.960784312

1111 1101

253

254

4.980392155

1111 1110

254

255

5,000000000

1111 1111

255

 

B. Rancangan Pulse Code Modulation (PCM) dengan dua input

Pada gambar 16 di bawah adalah hasil rancangan PCM, yang diberi kode PCM 53-432.10.

 

Gambar16 PCM 2 kanal

Untuk menguji fungsi rancangan PCM tersebut bisa dilakukan dengan menggunakan alat ukur oscilloscope seperti yang digambarkan pada gambar 17.

Gambar17 Generator clock dan sinyal

 

            Blok rancangan PCM ini dilengkapi dengan sumber sinyal input, Karena pada rancangan PCM ini menggunakan dua buah input yang berbeda, maka input yang pertama adalah sinyal segi tiga, dan sinyal yang ke dua adalah sinyal kotak. Bila diukur dengan oscilloscope hasilnya adalah seperti pada gambar 18.

Gambar 18. Sinyal kotak dan sinyal segitiga

Dua buah sinyal yang berbeda tersebut dimasukkan ke dalam rangkaian multiplekser, maka hasil dari pencampuran dua sinyal dengan sistem sampling menghasilkan sinyal berupa Pulse Amplitudo Modulation (PAM) seperti pada gambar 20.

 

 

 

Gambar 19. Pengukuran sinyal PAM

 

 

        

Gambar 20 Hasil pengukuran sinyal PAM

Pada gambar 20, tampak sinyal PAM merupakan hasil pengolahan sinyal multipleksing yang mengandung informasi sinyal segi tiga dan sinyal kotak. Sinyal PAM tersebut memiliki masing-masing pulsa yang tinggi dan rendahnya level tergantung dari sinyal aslinya. Level amplitudo dari sinyal PAM tersebut, masing-masing akan diterjemahkan atau dikodekan menjadi dinyal digital melalui rangkaian analog to digital converter (ADC). Dalam rancangan ini dibuat dengan 8 bit. Pulsa digital ini nantinya akan dikirim melalui sebuah media yang berupa penghantar kabel, ataupun dimodulasikan dengan sinyal pembawa yang biasanya menggunakan sistem Frequency Shift Keying (FSK) atau sistem modulasi yang lain. Untuk keperluan tersebut maka perlu adanya perubah pulsa-pulsa digital dalam kodisi paralel ke dalam pulsa-pulsa serial, karena ADC hanya menghasilkan pulsa-pulsa digital dalam bentuk paralel. Untuk itu dibutuhkan rangkaian penggeser data paralel ke data serial yang berupa shift register. Sebuah rangkaian Paaralel Input Serial Output sebuah shift register akan menggeser data-data paralel 8 bit menjadi data serial. Pulsa-pulsa data serial tersebut pada akhirnya dinamakan sinyal Pulse Code Modulation (PCM). Setiap sederetan pulsa dalam 8 bit merupakan informasi magnitut dari level sinyal input.

            Kunggulan dari sistem PCM ini, pada perjalanan sinyal yang berupa sederetan pulsa digital akan terbebas dari gangguan pengiriman sinyal informasi karena hanya mengandung informasi high dan low atau “1” dan “0” seperti yang ditunjukkan pada gambar 21.

 

Gambar 21. Pengukuran sinyal PCM

 

T/DIV=1mS,   V/DIV=2V

 

Gambar 22. Sinyal PCM

Kesimpulan:

1.    Pulse Code Modulation (PCM) adalah sistem modulasi pulsa yang kondisi pulsa-pulsa digital merupakan pengkodean dari level sinyal analog input.

2.    Pulse Code Modulation adalah solusi untuk mengatasi permasalahan gangguan transmisi pada sistem telepon, dan merupakan  dasar pengembangan telepon digital yang terbebas dari gangguan transmisi.

3.    Pulse Code Modulation sesuai dengan kebutuhan dan jumlah pelanggan telepon, maka bisa dikembangkan dengan menggunakan multipleksing yang menggabungkan beberapa sinyal input menjadi sebuah sinyal PAM.

4.    Dari hasil rancangan terlihat pada hasil pengukuran, bahwa pulsa-pulsa PCM merupakan representasi dari amlpitudo pulsa (PAM).

 

Referensi:

1.    Warren Hioki,Telecommunications Third Edition, Community College of Southern Nevada, Prentice-Hall International, Inc,1990

2.    Frank F.E Own, PCM and digital transmission systems, Universitas Michigan, McGraw-Hill, 1982

Petunjuk Pemakaian PLC Schneider menggunakan Software Zelio Soft

Petunjuk Pemakaian PLC Schneider menggunakan Software Zelio Soft

Akhmad Rofiq

Widyaiswara Madya

 

Abstrak

 

Program Zelio soft 2 merupakan software untuk membuat program PLC dari perusahaan Schneider Electric. Software ini cukup mudah penggunaannya dan mudah dipahami, sangat cocok bagi pemula yang ingin belajar PLC. Zelio Soft bisa di program dengan dua metode yaitu dengan Ladder diagram (LAD) atau Fuction Block Diagram (FBD). Selain itu software ini juga menyediakan 2 tampilan yaitu electric symbol dan ladder symbol dan dengan software ini kita bisa mensimulasikan hasil program yang kita buat sebelum di cobakan ke alat PLC.

Komunikasi antara Komputer dengan peralatan yang di kontrol adalah syarat mutlak yang harus dipenuhi dalam suatu sistem komunikasi data. Untuk bisa berkomunikasi antara komputer dengan PLC perlu adanya setting atau penyesuaian agar sesuai dengan COM yang digunakan. Dalam hal ini pembahasan bagaimana menyambungkan antara PLC Zelio Logic dengan komputer yang digunakan. Dan juga bagaimana membuat program dasar menggunakan Program Zelio Soft 2 dengan laader diagram.

Trainer PLC yang digunakan adalah type SR3B261BD terdiriatas 10 buah input diskrit, 6 buah input analog, dan 10 buah output Relay, jika PLC type lain tinggal menyesuaikan dengan langkah langkah yang sesuai. Sebelum menggunakan PLC ini, komputer harus sudah ada program PLC Zelio Logic seperti menggunakan software Zelio Soft.

1. Memulai membuat program

 

Pertama kali program Zelio Soft dijalankan maka akan muncul tampilan window seperti berikut :

 Membuat Project Baru

 

Dari window diatas pilihlah “Create new program” atau pilih “New” pada menu “File” yang telah ditampilkan.

Kemudian akan tampil window baru yang berisi pilihan smart relay seperti berikut :

 


Kemudian pilihlah modul SR3B261BD, modul initerdiri atas 10 buah input diskrit, 6 buah input analog, dan 10 buah output Relay serta memiliki tegangan supply 24 Volt DC.

Jika sudah memilih maka back ground kuning pada modul yang dipilih akan tampak, kemudian tekan tombol “next”.

Kemudian akan tampil spesifikasi extensions module yang compatible dengan modul zelio yang akan digunakan

Kemudian tekan tombol next sehingga muncul tampilan window baru berupa pilihan masukan program yang dikehendaki. Zelio Logic menyediakan dua pilihan pemrograman yaitu “Ladder” dan “Function Block Diagram”.

Pemrograman “Ladder” diset sebagai tipe input default program dan ditandai dengan garis pinggiran berwarna kuning. Untuk memilih tipe input function blok diagram pilihlah “FBD”.  Pemrograman FBD sering kali digunakan jika kita menggunakan masukan ataupun keluaran analog pada program kita.

2. Pemrograman Ladder

Berikut contoh program test input output

Input I1 dihubungkan dengan output Q1. Jika I1 tersaklar, status pada output Q1 akan aktif (coil relay akan posisi kontak).  Untuk menghasilkan contoh rangkaian diatas, gerakkan posisi pointer mouse ke pojok kiri bawah  pada icon Discreet Inputdan akan tampil tabel seperti berikut :

Pilihlah kontak I1 pada tabel, kemudian klik dan geret kontak tersebut ke ujung kiri pada kolom lembar pemrograman. Lepaskan mouse dan kontak I1 sekarang akan berada pada lembar program.


 

Sekarang pindahkan pointer mouse ke icon Descreet output  yang terletak di bagian bawah program. Kemudian muncul tabel dengan berbagai kemungkinan coil output.

Pilihlah coil [ baris pertama pada tabel dengan mengklik dan dan geret pada lembar program kemudian lepaskan mouse pada kolom coil pada lembar program.

Untuk menghubungkan antara saklar I1 dengan coil [Q1 maka harus mengklik garis putus-putus yang ada pada lembar program.


3. Simulasi Program

Program yang telah dibuat dapat kita simulasikan dengan mengklik icon S yang berada di ujung atas lembar program, seketika itu akan masuk Mode Simulasi

Program yang telah dibuat akan di compile dan disimulasikan, untuk menjalankan start-up program klik icon RUN .


 

Coil atau kontak akan tampak berwarna biru jika tidak aktif (0) dan berwarna merah jika aktif (1).

Klik I1 untuk mengaktifkan saklar dan memasukan input, sehingga coil [Q1 akan aktif. Selang beberapa waktu I1 di klik lagi maka akan mematikan saklar atau input sehingga coil [Q1 akan padam.

 

4. Transfer Program

Atur switch modul Zelio Logic pada posisi ON dan hubungkan dengan komputer sebelum mentransfer program. Program kembali dari Mode Simulasi menjadi Mode EDIT

Pada menu transfer klik Transfer Program kemudian klik PC>Module


Catatan1: Modul tidak dapat ditransfer saat keadaan running. Klik STOP Module pada menu transfer untuk menghentikan modul.

Kesimpulan :

 

Koneksi antara PLC Zelio Logic dengan Komputer sangatlah penting, dimana komunikasi data antara komputer dengan PLC Zelio Logic atau dari PLC ke Komputer sangat menentukan saat mendownloud program atau uploud program. Perlu diperhatikan pemilihan setting COM port terutama pada saat menggunakan converter kabel USB to RS 232, dengan menggunakan Device manager setingan Port COM bisa diketahui Com berapa yang aktif. Maka kita bisa memilih atau memindahkan ke port Com yang lebih Rendah misal COM1 atau COM2.

 

Referensi :

 

  1. http://www.schneider-electric.com/products/ww/en/2800-interface-measurement-control-relays/2810-automation-relays/531-zelio-logic/
  2. Manual refferensi PLC Scheneider Zelio Logic
  3. Y105 USB to RS232 Manual book

Petunjuk Setting Connection Trainer PLC OMRON

Petunjuk Setting Connection Trainer PLC OMRON

oleh : Akhmad Rofiq, ST., MT.
Widyaiswara Madya Departemen Listrik & Elektronika PPPPTK/ VEDC Malang

Abstrak

Komunikasi antara Komputer dengan peralatan yang di kontrol adalah syarat mutlak yang harus dipenuhi dalam suatu sistem komunikasi data. Untuk bisa berkomunikasi antara komputer dengan PLC perlu adanya setting atau penyesuaian agar sesuai dengan COM yang digunakan. Dalam hal ini pembahasan bagaimana menyambungkan antara PLC Omron dengan komputer yang digunakan. Dan juga bagaimana membuat program dasar menggunakan Program CX programer dengan  laader diagram.

Trainer PLC yang digunakan adalah type CPM2A-20CDR-A DC OUTPUT,  jika PLC type lain tinggal menyesuaikan dengan langkah langkah yang sesuai. Sebelum menggunakan PLC ini,  komputer harus sudah ada program PLC Omron seperti menggunakan software CX-Programmer. Ikuti langkah langkah Instal program dengan seksama, sampai software selesai instalasi.

Untuk memprogram Trainer PLC Omron ini dapat digunakan software CX-Programmer dengan cara-cara sebagai berikut:

1. Menjalankan program CX Programmer dari Dekstop komputer anda.

1.1.        Cari direktori Omron

1.2.        Pilih CX-Programmer dan klick 1 kali

Gambar 1. Tampilan Program CX-Programmer

Gambar 1. Tampilan Program CX-Programmer

 

 

1.3. Maka akan muncul tampilan windows software CX-Programmer seperti berikut:

Gambar 2. Tampilan Layar CX-Programmer

Gambar 2. Tampilan Layar CX-Programmer

2. Membuat project baru:
2.1 Pilih menu File dan klick, maka akan tampil seperti layar dibawah.

Gambar 3. Pada Menu File

Gambar 3. Pada Menu File

2.2 Klick pada menu New maka akan tampil layar seperti gambar dibawah.

Gambar 4. Tampilan Layar Menu NEW

Gambar 4. Tampilan Layar Menu NEW

2.3. Pilih device type sesuai dengan type PLC yang digunakan, karena trainer yang digunakan menggunakan PLC CPM 2A, maka kita pilih CPM2*.
2.4. Kemudian pilih Network Type sesuai dengan jenis PLC CPM2A, maka kita pilih Koneksi type SYSMAX WAY, seperti gambar 4 diatas.
2.5. Untuk setting port komunikasi sysmac way klik pada button Setting, Maka akan tampilan seperti gambar 5 dibawah:

Gambar 5. Setting COM Port.

Gambar 5. Setting COM Port.

2.6. Pilih Com Port sesuai dengan COM yang terdeteksi pada Komputer anda, dengan cara memlihat device manager
2.7. Jika sukses pembuatan Projek baru maka akan keluar tampilan seperti gambar 6 dibawah.

Gambar 6. Tampilan layar projek Baru

Gambar 6. Tampilan layar projek Baru

3. Pengecekan koneksi antara komputer dengan PLC apakah sudah bisa terhubung atau tidak.

3.1. Klik menu tools pilih Network Configuration Tool kemudian klick, seperti layar gambar 7.

Gambar 7. Network Configuration Tool

Gambar 7. Network Configuration Tool

3.2. Maka akan tampil layar PLC Network Configuration seperti gambar 8 dibawah

Gambar 8. PLC Network Configuration Tool

Gambar 8. PLC Network Configuration Tool

3.3 Kemudian Klik Project dan pilih Scan Serial Ports For PLCs seperti gambar 9.

Gambar 9. Tampilan menu Scan Serial Port for PLC

Gambar 9. Tampilan menu Scan Serial Port for PLC

3.4. Kemudian klik Next

Gambar 10. Pemilihan COM, Baud Rate dan type kabel

Gambar 10. Pemilihan COM, Baud Rate dan type kabel

3.5. Software akan mencari apakah komputer sudah terhubung dengan PLC, Jika software menemukan PLC yang sudah terkoneksi (terhubung) dengan komputer maka Tampilannya seperti gambar 11.

Gambar 11. Koneksi PLC sudah terhubung dengan dengan komputer

Gambar 11. Koneksi PLC sudah terhubung dengan dengan komputer

4. Setelah Komputer dan PLC sudah pasti terhubung berarti sudah dapat dimulai proses pembuatan program baru.

Gambar 12. Tempat untuk membuat diagram ladder

Gambar 12. Tempat untuk membuat diagram ladder

5. Contoh Pembuatan program sederhana seperti pada Gambar 13.

Gambar 13. Pembuatan Program Sederhana

Gambar 13. Pembuatan Program Sederhana

Program pada gambar 13 diatas adalah jika input dengan alamat 0.01 dan Output lampu alamat 10.00. Dengan prinsip kerja sebagai berikut jika Input berlogika 1 maka output 10.00 berlogika 1 juga.

6. Mengkompile Program
6.1. Setelah membuat program seperti langka 5 diatas selanjutnya meng compile program, Didalam compile ini dapat diketahui ada eror atau tidak dalam pembuatan program .

Gambar 14. Compile tanpa error

Gambar 14. Compile tanpa error

Jika tidak ada eror maka dapat dilanjutkan dengan klik fungsi connect dan selanjutnya klik down load

Gambar 15. Transfer to PLC

Gambar 15. Transfer to PLC

Setelah selesai download jika ingin monitoring program maka klik

Gambar 16. Toggle PLC Monitoring

Gambar 16. Toggle PLC Monitoring

Setelah semuanya selesai maka program dapat di simpan, dengan memilih menu save

Gambar 18. tampilan menyimpan program

Gambar 18. tampilan menyimpan program

Dan jika ingin menutup program cx programmer maka klik menu EXIT

Kesimpulan :

Koneksi antara PLC Omron dengan Komputer sangatlah penting, dimana komunikasi data antara komputer dengan PLC Omron atau dari PLC ke Komputer sangat menentukan saat mendownloud program atau uploud program. Perlu diperhatikan pemilihan setting COM port terutama pada saat menggunakan converter kabel USB to RS 232, dengan menggunakan Device manager setingan Port COM bisa diketahui Com berapa yang aktif. Maka kita bisa memilih atau memindahkan ke port Com yang lebih Rendah.

Referensi :
1. www.Omron.com
2. Manual refferensi PLC Omron CPM2A
3. Y105 USB to RS232 Manual book

Istilah Dasar Pengukuran

Istilah Dasar Pengukuran 

Oleh : Sugiono, Msi

 

Artikel ini merupakan pengetahuan awal bagi para pemula yang mempelajari dan melakukan kegiatan pengukuran besaran listrik dan elektronika untuk menghadapi suatu penentuan nilai yang bernilai banyak/menyebar. Agar tepat dalam menentukan nilai maka perlu mengetahui dan mengawali dengan memahami tulisan ini.Dengan harapan dapat dengan pasti menentukan hasil yang diperoleh dalam melaksanakan kegiatan praktikum di laboratorium maupun dilapangan kerja yang berkesesuaian.

Istilah
Pengukuran adalah proses eksperimental dimana nilai khusus atau sesaat kuantitas fisik ditentukan sebagai kelipatan dari unit atau nilai referennce. Istilah "Pengukuran" mencakup evaluasi sejauh hasil pengukuran sebagai tujuan pengukuran. "Pengukuran" tidak termasuk proses di mana hasil pengukuran dari quantiity fisik diproses lebih lanjut.
 

 

Kuantitas yang diukur

Sebuah kuantitas yang diukur adalah kuantitas fisik yang diukur. Jumlah
yang diukur dapat berbeda-beda.

jumlah diukur
dalam mechanis

jumlah diukur
dalam rekayasa panas

jumlah diukur
dalam elektronik

panjangnya
kepadatan
Dorongan/pemaksa
energi mekanik
daya mekanik

suhu
resistensi termal
energi panas

 

arus
voltase
hambatan listrik
konduktivitas listrik
energi Electrical
daya listrik

 

Nilai yang terukur

Hasil dari proses pengukuran adalah nilai yang terukur. Nilai yang diukur dari kuantitas yang diukur diindikasikan sebagai produk dari nilai numerik dan unit
/ satuan

contoh:


Panjang
                          Diukur nilai                      5 X1m   = 5 m l1  = 5 m
Waktu                            Diukurnilai                      8.7 1s   = 8.7s t   = 8,7 s
Arus listrik                     Diukur nilai                     11,4 1A = 11,4 I   = 11.4 A.

  

Hasil pengukuran


Jika dalam kasus yang paling sederhana hanya satu pengukuran diambil, nilai yang terukur sudah hasil pengukuran. Dalam kebanyakan kasus, pengukuran tidak hanya terdiri dari satu operasi pengukuran. Sejumlah pengukuran diukur dari kuantitas singgle, atau pengukuran berbagai kuantitas diukur, sering dibuat. Hasil dari semua pengukuran ini disebut sebagai "hasil pengukuran". Saat merekam hasil pengukuran, kondisi fisik dan lainnya di mana hasil pengukuran diperoleh seringkali suhu dan / atau tekanan. Kondisi lain meliputi, misalnya, jumlah pengukuran dan alat ukur yang digunakan. Pada dasarnya semua rincian yang mempengaruhi hasil pengukuran penting. Presentasi yang benar dari hasil pengukuran juga melibatkan menunjukkan ketidakpastian pengukuran atau batas kesalahan.

contoh:

Sebuah panjang diukur lima kali. Nilai-nilai yang diukur adalah:
L1 68,3 m
  68,5 m    68,2 m    68,3 m    68,4 m
Aritmatika nilai rata-rata adalah l1m = 688,34 m. Semua nilai yang terukur terletak pada selang waktu ± 0.16m relatif terhadap nilai rata-rata. Hasil pengukuran sehingga dapat diberikan sebagai :

Hasil pengukuran l1 = 68,34 m ± 0.16m = (68,34 ± 0.16m) m

Dalam contoh yang dikutip, hasil pengukuran diberikan sebagai hasilnya bersama-sama dengan kesalahan terbesar.
Jika pertimbangan probabilitas diperhitungkan, nilai terbaik dari serangkaian pengukuran dapat ditentukan sebagai nilai rata-rata aritmatika:

 

 

 

       n   = jumlah pengukuran

   l11   = 1st pengukuran l1
 l1N    = n pengukuran l1

 

Aritmatika rata-rata error dari nilai rata-rata: 

 

kesalahan rata-rata dari nilai rata-rata aritmatika juga disebut sebagai "kesalahan akar kuadrat rata-rata" (standard error). Jika, untuk evaluasi, sejumlah kuantitas yang diukur, masing-masing memiliki kesalahan terlibat dalam hasilnya maka, selain pertimbangan kesalahan untuk kuantitas individu, perbanyakan kesalahan juga harus dibawa ke dalam perhitungan.Namun Ini panggilan untuk perhitungan yang lebih luas, jadi kami akan membuangnya ini di sini.

 

Sumber :

Deutche Gesellschart Fur tecniche Zusammenarbeit (GTZ) GmbH,  Eschborn Editor : Heinz - Piest_Institut fur handwerkstechnik at the University of Hannover.

ALAT BANTU PEMBELAJARAN SISTIM MIKROPROSESSOR MP-EXPERIMENTER

ALAT BANTU PEMBELAJARAN SISTIM MIKROPROSESSOR MP-EXPERIMENTER

 

Oleh : Agus Putranto, S.Pd., M.Sc.

(Widyaiswara Departemen Elektro - PPPPTK BOE Malang)

 

 

Abstrak: Dalam suatu pelaksanaan diklat kompetensi, terdapat kegiatan pembelajaran  ketrampilan yang berupa aktivitas praktek yang memerlukan alat bantu untuk bereksperimen. Pada diklat Sistim Mikroprosessor peserta diklat mengunakan trainer ITT MP-Experimenter sebagai alat bantu untuk bereksperimen. Ketersediaan alat yang tidak memadai dengan banyaknya jumlah peserta diklat dan sulitnya mendapatkan alat menjadi masalah yang selalu muncul pada setiap pelaksanaan diklat Sistim Mikroprosessor.

 Dengan memanfaatkan sumber daya yang ada bahwa peserta diklat memiliki laptop maka ditemukan pemikiran apabila alat bantu pembelajaran dapat dibuat menjadi perangkat lunak berupa program aplikasi yang dipasang pada laptop masing-masing peserta diklat. Program aplikasi dibuat dengan Integrated Development Enviroment Delphi dengan tampilan dan cara pemakaian yang mirip dengan trainer ITT MP-Experimenter. Dengan demikian peserta diklat dapat melakukan eksperimen menggunakan laptopnya masing-masing. Metode penelitian eksperimen dengan membuat alat ini melalui tiga tahapan yaitu: mengenali masukan, keluaran dan fungsi keluaran, membuat program aplikasi dan melakukan pengujian program aplikasi.

Penelitian ini menghasilkan lima buah program aplikasi yang dapat dipergunakan sebagai alat bantu pembelajaran sistim mikroprosessor. Dari hasil pengujian diketahui bahwa eksperimen dengan menggunakan program aplikasi dan trainer ITT MP-Experimenter menghasilkan data yang sama.

 

 

Kata kunci:  Alat bantu pembelajaran, Sistim Mikroprosessor, MP-Experimenter

 

 PENDAHULUAN

 

Rendahnya mutu pendidikan masih merupakan masalah yang masih harus diselesaikan dengan baik oleh pemerintah. Hal ini ditengarai antara lain karena ; ketersediaan pendidik belum memadai baik secara kuantitas maupun kualitas, fasilitas belajar belum tersedia secara mencukupi dan biaya operasional pendidikan belum disediakan secara memadai.

Terkait dengan masalah pengembangan kualtias pendidik, adalah salah satu tugas pokok institusi Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan (PPPPTK) Malang untuk ikut berupaya mengatasinya dengan menyelenggarakan  berbagai macam pendidikan dan latihan (diklat) kompetensi bagi pendidik (guru) Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) sesuai dengan spesialisanya.

Penyelenggaraan diklat kompetensi bagi guru SMK di PPPPTK Malang mengacu pada Spektrum Pendidikan Kejuruan yang didalamnya terdapat Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar (SKKD). Diklat yang diselenggarakan disusun dalam suatu struktur program diklat yang menggambarkan kedudukan dan menerangkan hubungan antara diklat satu dengan diklat yang lainnya dalam pencapaian kompetensi tertentu. Salah satu program diklat kompetensi keahlian Teknik Elektronika Industri, pada level menengah adalahdiklat kompetensi Sistim Mikroprosessor dengan durasi waktu pelaksanaan diklat selama 50 jam pelajaran.

Suatu desain komponen diklat kompetensi terdiri dari ; Struktur Program Diklat Kompetensi, Kerangka Program Diklat Kompetensi, Materi Diklat Kompetensi, Alat dan Bahan Diklat Kompetensi dan Alat Bantu Mengajar Diklat Kompetensi.

Pengertian kompetensi di atas adalah kemampuan setiap individu yang mencakup aspek pengetahuan, keterampilan, dan sikap yang sesuai dengan standar yang ditetapkan. Oleh karena itu dalam suatu diklat kompetensi harus terdapat kegiatan pembelajaran ketrampilan (skill) yang berupa aktivitas praktek yang memerlukan alat bantu pengajaran praktek yang sering disebut dengan istilah “Trainer”. Trainer biasanya berupa perangkat keras yang dibangun dari banyak komponen mekanis elektroninis yang disusun sedemikian rupa sehingga dapat dipergunakan sebagai sarana latihan dan bereksperimen untuk mempelajari suatu materi diklat dan memberikan pengalaman praktis bagi peserta diklat agar memiliki ketrampilan sesuai kompetensi yang harus dicapai. Sudah banyak penelitian dilakukan bahwa suatu pembelajaran akan lebih berhasil apabila menggunakan metode eksperimen dibanding dengan metode ceramah. Dengan demikian ketersedian trainer sangat mutlak ketersediaanya dalam pelaksanaan suatu diklat kompetensi. Dapat dibayangkan apabila Trainer tidak tersedia maka pelaksanaan diklat menjadi kurang berhasil karena pengajar akan menyampaikan topik bahasan hanya dengan metode ceramah atau bahkan topik bahasan itu tidak diajarkan sehingga tuntutan kompetensi yang sesuai dengan standar tidak tercapai.

Salah satu fasilitas belajar yang dibutuhkan pada diklat Sistim Mikroprosessor adalah ITT MP-Experimenter seperti ditunjukan pada Gambar 1.

 

 

 

Gambar 1 ITT MP-Experimenter

 

MP-Experimenter adalah alat bantu pengajaran sistim mikroprosessor yang memperkenalkan suatu konstruksi atau struktur sebuah mikroprosessor secara progresif, tahap demi tahap, logis dan sistematis berdasarkan fungsi masing masing bagian yang membentuknya,  diawali dari rangkaian penjumlah hingga menjadi komputer sederhana. Setiap tahap dilengkapi dengan bahan ajar yang sesuai. ITT MP-Experimen ini dirancang dengan pendekatan dikdaktik dengan ukuran yang besar untuk dipergunakan sebagai alat bantu pengajaran di sekolah, unuversitas dan lembaga diklat.

Trainer ini dibangun dari mikroprosessor 8080 yang dirangkai pada papan tercetak yang dipasang pada kotak plastik biru. Ada beberapa topik eksperimen yang dapat dilakukan yaitu : Sistim 0 Adder/subtracter, Sistim 1 Aritmetich Logic Unit (ALU), Sistim 2 Accumulator (ACCU), Sistim 3 Accumulator dengan memory data dan  Sistim 4 Komputer sederhana.

Untuk memilih sistim ekperimen dilakukan dengan mengatur posisi saklar geser sedangkan untuk memasukkan data dan kontrol disediakan deretan saklar sebanyak 8 buah untuk masukan A, 8 buah untuk masukan B dan 5 buah untuk kontrol. Sebagai indikator keluaran adalah berupa deretan LED sebanyak 8 buah dan satu buah LED untuk indikator Carry.

Setiap periode diklat kompetensi Sistim Mikroprosessor ditentukan bahwa jumlah peserta adalah sebanyak 12 orang untuk setiap kelasnya. Kegiatan diklat meliputi pembelajaran terori dan praktek. Masalah timbul ketika sampai pada tahapan pelaksanaan praktek bahwa ketersediaan fasilitas belajar trainer ITT MP-Experimenter tidak cukup untuk seluruh peserta diklat. Dari 8 buah trainer yang ada hanya satu buah saja yang dapat berfungsi sedangkan sisanya dalam kondisi rusak dan tidak mungkin diperbaiki karena ITT MP-Experimenter diproduksi oleh suatu pabrik di Jerman pada tahun 1974 dan sudah tidak diproduksi lagi. Sejak awal berdirinya lembaga diklat yang sekarang bernama PPPPTK tahun 1984 sampai saat ini, trainer MP-Experimenter ini selalu dipergunakan dalam setiap diklat kompetensi Sistim Mikroprosessor. Dengan umur trainer yang sudah tua dan lamanya pemakaian serta banyaknya orang yang memakai, kerusakan adalah konsekuensi yang harus dihadapi.

Untuk mengatasi masalah ini tentunya tidak cukup dengan membuat usulan pengadaan atau pembelian alat baru karena masalah lain akan muncul kemudian yaitu tidak tersedianya dukungan biaya yang tidak sedikit.

Oleh sebab itu perlu pemikiran baru utnuk mengatasi ketersediaan alat bantu pengajaran tersebut dengan cara yang mudah dan murah tanpa biaya yaitu dengan memanfaatkan sumber daya yang ada dan dimiliki oleh setiap peserta diklat, bahwa ITT MP-Experimenter harus dibuat baru tidak berupa trainer dalam bentuk perangkat keras melainkan dalam bentuk perangkat lunak (Software) program aplikasi yang dipasang pada setiap laptop peserta diklat. Dengan demikian perserta diklat dapat berkonsentrasi melalukan eksperimen dengan menggunakan laptopnya masing-masing.

 

 

 

Gambar 2 MP-Experimenter dalam bentuk program aplikasi yang dipasang pada laptop

 

Program Aplikasi adalah software atau perangkat lunak komputer yang dibuat untuk melakukan tugas tertentu. Jika sistem operasi komputer (misalnya Windows) berfungsi untuk melakukan operasi dasar, program aplikasi tertentu bisa ditambahkan (install) untuk melengkapi kemampuan sistem operasi komputer untuk melakukan tugas-tugas yang lebih spesifik dalam hal ini adalah menjalankan fungsi sebagai alat bantu pengajaran seperti MP-Experimenter.

Untuk membuat program aplikasi diperlukan suatu software Integrated Developtment Enviroment (IDE) yang pada penelitian ini dipilih Delphi.

Delphi adalah sebuah Lingkungan pengembangan terpadu (IDE) untuk mengembangkan aplikasi konsol, desktop, web ataupun perangkat mobile. Bahasa Delphi, atau dikenal  sebagai object pascal (pascal dengan ekstensi pemrograman berorientasi object (PBO/OOP)) yang pada mulanya ditujukan hanya untuk Microsoft Windows.

Program aplikasi alat bantu pengajaran yang dibuat tidak memerlukan software dengan spesifikasi tinggi.

 

 

 

Gambar 3 IDE Delphi

 

Delphi 1.6 dipilih karena dianggap sudah cukup memenuhi unsur pengolahan data yang mensimulasikan suatu struktur mikroprosesor 8 bit. Selain itu indikator keluaran sebagaimana yang terdapat pada MP-Experimenter berupa tampilan LED dapat divisualkan dengan menggunakan komponen Shape, sedangkan untuk memvisualisasikan  saklar masukan dan saklar kontrol,  Delphi 1.6 menyediakan komponen BiSwitch.

Dari uraian di atas bahwa diharapkan dengan dibuatnya alat bantu pengajaran MP-Experimenter dalam bentuk program aplikasi dapat menjadi solusi yang mudah dan murah.

Dengan demikian tujuan penelitian ini pada akhirnya adalah 1. Mendapatkan program aplikasi untuk alat bantu pengajaran pada diklat Sistim Mikroprosesor,  2. Mendapatkan hasil pengujian bahwa program aplikasi ini apakah dapat dipergunakan dan menghasilkan keluaran yang sama dengan trainer ITT MP-Experimenter sehingga dapat direkomendasikan untuk dipergunakan pada tataran yang lebih luas.

 

METODE

 

Penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimen, yaitu membuat suatu program aplikasi menggunakan IDE Delphi 1.6 untuk alat bantu pembelajaran pada diklat Sistim Mikroprosesor  yang dapat dipergunakan untuk beberapa topik eksperimen yaitu : Sistim 0 Adder/subtracter, Sistim 1 Aritmetich Logic Unit (ALU), Sistim 2 Accumulator (ACCU), Sistim 3 Accumulator dengan memory data dan  Sistim 4 Komputer sederhana.

Untuk mencapai tujuan penilitian dan mendapatkan hasil yang benar, maka dilakukan beberapa tahapan yaitu: 1 Mengenali masukan, keluaran dan fungsi keluaran setiap sistim, 2 Membuat program aplikasi Delphi dengan visualisasi dan fungsinya untuk setiap sistim, 3 Melakukan pengujian program aplikasi dengan cara melakukan eksperimen memberikan data masukan dan kontrol dan mengamati keluaran untuk setiap sistim, Melakukan eksperimen yang sama tetapi menggunakan trainer ITT MP-Experimenter, Membandingkan data hasil dari kedua eksperimen untuk mengetahui ada tidaknya perbedaan. Jika perbedaan maka dilakukan pencarian kesalahan dan meperbaiki program dan mengulang langkah yang sama pada tahapan ini sampai tidak ada error.

 

Sistim 0  Adder/subtracter

 

Tahap 1 Mengenali masukan, keluaran dan fungsi keluaran

 

Adder adalah rangkaan digital yang memiliki fungsi sebagai penjumlah biner. 

   

 

Rangkaian digital yang dapat melakukan operasi aritmetika yang hasil keluarannya seperti tabel di atas disebut Half adder.

 

Tabel 1 Tabel Kebenaran Half Adder 

 

 

 

 

 

Gambar Diagram blok Half adder.

 

Dari tabel kebenaran dapat diperoleh persamaan fungsi logika untuk keluaran penjumlah S dan carry U sebagai beikut 

 

                   

 

 

 

 

 

Dari persamaan di atas dapat ditemukan gambar rangkaian digital seperti diperlihatkan pada Gambar 5

 

  

Gambar 5 Rangkaian digital half adder

 

Jika jumlah bit lebih banyak kombinasi (disebut word), penggunaan half adder tidak dapat dilakukan karena tidak ada masukan carry. Untuk itu kita harus menambahkan masukan carry pada half adder. Rangkaian penjumlah yang dengan tambahan masuak carry ini disebut  full adder.

 

 

Tabel 2 Tabel KebenaranFull Adder

 

 

Persamaan fungsi logika untuk keluaran jumlah full adder adalah

 

 

 

 

 

 

Gambar 6 Rangkaian digital full adder

 

 

 

Gambar 7 Diagram blok full adder

 

Jika dua n-bit word dijumlahkan diperlukan beberapa full adder yang saling disambungkan, sebagai contoh sederhana penjumlahan 3 bit  word diperlihatkan di bawah ini

 

 

 

Pada prakteknya penjumlahan 3 bit word memerlukan tiga buah full adder yang disambungkan secara berurutan dan masukan carry C0 diset = 0 seperti tampak pada Gambar 8

 

 

 

Gambar 8 Penjumlah biner 3-bit

 

Apabila masukan C0 kita set = 1 maka hasil penjumlahan akan bertambah 1.  Dalam praktek penambahan satu ini sangat penting untuk bererapa aplikasi. Masukan carry C0 digunakan untuk masukan increment (INC) dan suatu rangkaian penjumlah digital yang dilengkapi dengan sebuah masukan incremen disebut ripple-carry adder.

 

  

Gambar 9. Diagram blok ripple-carry adder

 

 

 

 Gambar 10 Rangkaian digital ripple-carry adder

 

Rangkaian penjumlah Gambar 10 dapat dikembangkan dengan menambahkan gerbang AND dan EXOR pada masukannya sehingga beberapa fungsi rangkaian berkembang tidak hanya sebagai penjumlah melainkan berfungsi pula sebagai rangkaian pengurang, sehingga rangkaian ini disebut adder/substractor.

 

 

 Gambar 11 Rangkaian adder/subtractor 4-bit

 

Rangkaian adder/subtractor di atas memiliki 5 masukan kontrol S4 sampai S0 yang dipergunakan untuk memilih operasi. Tabel 4 memperlihatkan variasi masukan kontrol S4 sampai S0 dan fungsi keluaran.

 

Tabel 3 Fungsi keluaran adder/subtractor

 

 

  Dari tabel di atas terdapat 32 kemungkinan fungsi yang dapat dioperasikan.  Kita ambil salah satu contoh dari kemungkinan yang diperlihtakan pada tabel diatas misalnya fungsi kontrol S4 sampai dengan S0 = 1 1 0 0 0 menghasilkan fungsi A + B.

Jika S3 dan S4 diset pada 0 maka masukan A dan B akan mati karena setiap gerbang AND tersambung pada setiap masukan A dan B sedangkan amsukan gerbang lainnya tersambung ke saklar masukan kontrol S3 untuk masukan A dan S2 untuk masukan B, sehingga ketika S3 = 0 maka apapun masukan A akan diset = o dana ketika S2 = 0 maka masukan B akan diset = 0.

Dengan demikian fungsi kontrol S3 dan S2 adalah untuk meloloskan data masukan ke tahap berikutnya untuk diproses atau tidak oleng blok penjumlah.

Setelah keluar dari gerbang AND sebagai pelolos data, setiap keluaran AND tersambung pada gerbang XOR yang mana setiap gerbang XOR tersebut salah satu masukan lainnya tersambung pada saklar masukan kontrol S2 dan S1. S2 dipergunakan untukmengontrol masukan A dan S1 dipergunakan untuk mengontrol masukan B.

Jika S2 = 0 maka keluaran gerbang EXOR adalah A XOR 0 = A dan jika S2 = 1 maka keluaran gerbang EXOR adalah A XOR 1 = A. dengan demikian ketika S2 = 1 masukan A akan dibalik (komplemen satu).

Hal yang sama berlaku juga untuk masukan S1 yang mengontrol masukan B untuk fungsi komplemen satu.

Saklar S0 merupakan masukan carry untuk rangkaian penjumlah yang berfungsi sebagai masukan incremen (INC). S0 sangat diperlukan pada operasi pengurangan untuk mendapatkan komplemen dua.

 

Tahap 2 Membuat program aplikasi Delphi dengan visualisasi dan fungsinya

 

Dengan menggunakan IDE Delphi 1.6 satu form disiapkan dengan komponen-komponen yang diperlukan dipasang sedemikian rupa sehingga mirip dengan ITT MP-Experimenter sistim 0 sebagai berikut

 

  

Gambar 12 Form dengan komponen

 

Komponen utama adalah satu buah Timer dengan interval 1 ms, 8 buah BiSwitch untuk saklar masukan B0 sampai B7, 8 buah BiSwitch untuk saklar masukan A0 sampai A7 dan 5 buah BiSwitch untuk saklar kontrol C0 sampai C4. Untuk indikator keluaran adalah 8 buah Shape yang berbentuk bulat mulai R0 sampai dengan R8. Komponen lain: Label, Panel, Image diubah captionnya sesuai nama komponen utama dan ditempatkan sedemikian rupa seperti pada Gambar 12.

Selanjutnya dari Gambar 11 Rangkaian adder/subtractor 4-bit akan dikembangkan menjadi 8 bit dengan variabel yang disiapkan sebagai berikut

 

Variabel masukan B B,B7,B6,B5,B4,B3,B2,B1,B0

 

Variabel masukan A A,A7,A6,A5,A4,A3,A2,A1,A0

 

Variabel kontrol

 C4,C3,C2,C1,C0

 

Variabel hasil penjumlahan

R7,R6,R5,R4,R3,R2,R1,R0

 

Variabel carry input

C,cri7,cri6,cri5,cri4,cri3,cri2,cri1,cri0

 

Variabel carry input

cro7,cro6,cro5,cro4,cro3,cro2,cro1,cro0

 

Berikutnya adalah menentukan membaca data masing-masing saklar apakah dalam kondisi logika 1 atau 0 dengan menggunakan pernyataan sebagai berikut

 

Contoh membaca data masukan dari saklar B0

IF BiSwitch1.pOn=true then B0:=1;

IF BiSwitch1.pOn=false then B0:=0;

 

Untuk mengeluarkan data menyalakan indikator LED R0

if R0=0 then shape8.Brush.color:=clgray else shape8.Brush.color:=clred;

 

Apabila variabel R0 berisi data 1 maka Shape8 yang berbentuk bulat akan berwarna merah dan jika R0 berisi data 0 maka Shape8 akan berwarna abu-abu.

 

Berikut ini adalah bagian yang paling penting yaitu menerjemahkan Gambar 11 Rangkaian adder/subtractor menjadi persamaan fungsi logika untuk setiap bit keluaran sesuai dengan inputnya.

 

Contoh fungsi logika dengan keluaran R0

Data masukan B0 dan A0, kontrol C0, C1, C2, C3 dan C4, keluaran hasil penjumlahan R0 dan kelauaran carry cro0

 

 

 Gambar 13 Rangkaian adder/subtracter 1 bit

 

Gambar diatas dapat diterjemahkan menjadi persamaan fungsi logika sebagai berikut

 

A:=(A0 and C4) xor C2;

B:=(B0 and C3) xor C1;

C:=C0;

R0:= A xor B xor C;

cro0:=(A and B) or (B and C) or (A and C);

 

Berikut ini adalah diagram alir keseluruhan program aplikasi Sistim 0 Adder/subtracter yang harus dijalankan pada procedure

Form1.Timer1Timer(Sender: TObject);

 

  

Gambar 14 Diagram alir program aplikasi Sistim 0 Adder/subtracter 8 bit

 

Setelah program dijalankan akan tampak sebagai berikut

 

 

 Gambar 15 Visualisasi program aplikasi Sistim 0 Adder/subtracter 8 bit

 

Tampak pada gambar di atas bahwa ketika pertama kali di jalankan dengan posisi semua saklar berlogika 0 maka semua keluaran penjumlahan berlogika 0 dan keluaran carry berlogika 0.

 

Tahap 3 Pengujian program aplikasi

 

Pada tahapan ini dilakukan dua kali ekperimen yaitu soal yang sama dikerjakan menggunakan dua alat yang berbeda, eksperimen pertama menggunakan perangkat lunak program aplikasi sedangkan eksperimen kedua menggunakan perangkat keras trainer ITT MP-Experimenter. Setiap hasil eksperimen hasilnya dicatat dan dibandingkan apakah terdapat perbedaan. Perbedaan ini dicatat sebagai kesalahan.

 

 

 Gambar 16 Eksperimen dengan menggunakan perangkat lunak program aplikasi Delphi.

 

 

 

Gambar 17 Eksperimen dengan menggunakan perangkat keras trainer ITT MP-Experimenter.

 

Demikian tahapan penelitian yang dilakukan untuk satu sistim 0, proses yang sama diulang untuk sistim 1 sampai dengan sistim 4.

 

HASIL

 

Penelitian ini telah dilakukan dan berhasil dibuat lima buah program aplikasi Delphi untuk Sistim 0 sampai dengan Sistim 4 sebagai berikut

 

  

Gambar 18 Program aplikasi Sistim 0 Adder/subtracter

 

 

 

Gambar 19 Trainer ITT MP-Eperimenter Sistim 0 Adder/subtracter

 

 

Tabel 4 Hasil Pengujian Sistim 0 Adder/subtracter

 

 

 

  

Gambar 20 Program aplikasi Sistim 1 Arithmetic Logic Unit (ALU)

 

  

Gambar 21 Trainer ITT MP-Eperimenter Sistim 1 Arithmetic Logic Unit (ALU)

 

 

Tabel 5 Hasil Pengujian Sistim 1 Arithmetic Logic Unit (ALU)

 

 

 

 

Gambar 22 Program aplikasi Sistim 2 Accumulator (ACCU)

 

  

Gambar 23 Trainer ITT MP-Eperimenter

 

Sistim 2 Accumulator (ACCU)

 

Ekperimen 1516 + 3316 = ....

 

Langkah-langkah eksperimen : mengatur saklar B = 15, menyiapkan instruksi LDA dengan mengatur C3 sampai C0 = 0011, memberi pulsa clock (saklar C4), hasilnya data masukan dari deretan saklar B masuk ke accumulator. Mengatur saklar B = 33, menyiapkan instruksi ADD dengan mengatur C3 sampai C0 = 0111, memberi pulsa clock (saklar C4), Deretan LED R7 sampai R0 menampilkan hasil operasi.

 

 Tabel 6 Hasil Pengujian Sistim 2 Accumulator (ACCU)

 

 

 

  

Gambar 24 Program aplikasi Sistim 3 Accumulator dengan memory data

 

  

Gambar 25 Trainer ITT MP-Eperimenter Sistim 3 Accumulator dengan memory data

 

Eksperimen menyimpan data 1516 pada alamat 0111

 

Langkah-langkah eksperimen: mengatur saklar B = 5D16, mengatur saklar A = 0716

memberi pulsa clock menggunakan saklar DEPOSIT

 

Tabel 7 Hasil Pengujian Sistim 3 Accumulator dengan memory data

 

 

 

  

Gambar 26 Program aplikasi Sistim 4 Komputer sederhana

 

  

Gambar 27 Program aplikasi Sistim 4 Komputer sederhana

 

 

Tabel 8 Hasil Pengujian Sistim 3 Komputer sederhana

 

 

 

PEMBAHASAN

 

Dari hasil pengujian dengan melakukan ekperimen dengan menggunakan dua alat bantu berupa program aplikasi dan trainer ITT MP-Experimenter  diketahui bahwa eksperimen dengan data masukan yang sama didapatkan hasil keluaran yang sama pula dengan error kesalahan 0 untuk semua sistim.

Hasil eksperimen yang demikian dapat dijelaskan sebagai berikut, sebagai contoh analisa peneliti mengambil sampel Penjumlah penuh 1 bit (full adder).

Penjumlah penuh satu bit memiliki tiga masukan A, B dan C serta dua keluaran R sebagai hasil penjumlahan dan carry (lihat Gambar 7 Diagram blok full adder). Persaman matematika untuk hasil penjumlahan biner R adalah

 

R = A + B + C

 

Jika A = 1, B = 1 dan C = 1 maka

R = 1 + 1 + 1 = 1 dan carry = 1

 

Menggunakan rumus penjumlahan yang sama dapat dihitung bagimana keluaran R untuk semua variasi masukan yang lain seperti pada Tabel 1.

 

Dari rangkuman Tabel 1 diperoleh persaman logika untuk masing masing keluaran Penjumlahan R dan carry

 

 

 

Rangkaian logika untuk kedua persamaan ditunjukkan pada Gambar 6 Rangkaian digital full adder. Rangkaian digital ini apabila diwujudkan menjadi benda yang sesungguhnya dibangun dari tiga buah komponen IC TTL yaitu satu buah IC EXOR  7486, satu buah IC AND  7408 dan satu buah IC OR tiga masukan 7427

Apabila rangkaian full adder ini di wujudkan sebagai program aplikasi Delphi menjadi seperti gambar berikut

 

  

Gambar 28 Program aplikasi Full adder 1 bit

 

Ketika program aplikasi full adder 1 bit dijalan, dengan mengatur saklar masukan [ABC] dengan variasi mulai [000] sampai dengan [111] maka akan diperoleh data keluaran hasil penjumlahan dan carry yang sama seprti pada Tabel 1.

 

Pada trainer ITT MP-Experimenter, sebenarnya bukan dibangun  perangkat keras saja. Trainer ini dibangun dari mikroprosesor 8080. Setiap tahap eksperimen dengan sistim yang berbeda tidak diikuti dengan penggantian perangkat keras komponen digital melaikan perubahan perangkat lunak yang dipilih melalui saklar geser. Perangkat lunak yang dipergunakan pada trainer ini dibuat dengan bahasa Assembley dan hasil kompilasi berupa kode heksa yang diisikan pada unit memeory. Program aplikasi mikroprosessor pada trainer ITT MP-Experimenter untuk rangkaian full adder dapat dituliskan sebagai berikut

 

 

.ORG1800H

LD   D,01H

LD   E,01H

LD   C,01H

 

LD   A,D

XOR  E

XOR  C

LD   L,A

 

LD   A,D

AND  E

LD   B,A

LD   A,D

AND  C

OR   B

LD   B,A

LD   A,E

AND  C

OR   B

LD   H,A

 

Program full adder dalam bahasa Assembley di atas apabila dijalankan akan menghasilkan data yang sama dengan Tabel 1.

 

Dari semua model implementasi di atas, apakah menggunakan perangkat keras dengan komponen elektronik IC TTL, menggunakan perangkat lunak program aplikasi dalam bahasa pemrograman tingkat rendah Assembley maupun dalam bahasa pemrograman tingkat tinggi Delphi semuanya menghasilkan data keluaran yang sama.

 

Dengan demikian hasil eksperimen pembuatan program aplikasi Delphi untuk alat bantu pembelajaran sistim mikroprosesor dapat diterapkan dan digunakan dalam diklat karena tidak ada permbedaan hasil experimen antara yang menggunakan perangkat lunak maupun trainer ITT MP-Experimenter.

 

KESIMPULAN

 

Penelitian ini menghasilkan lima buah program aplikasi yang dapat dipergunakan sebagai alat bantu pembelajaran sistim mikroprosessor.

Dari hasil pengujian diketahui bahwa eksperimen dengan menggunakan program aplikasi dan trainer ITT MP-Experimenter menghasilkan data yang sama.

Program aplikasi dapat dipasang pada masing-masing laptop peserta diklat dan dipergunakan sepenuhnya selama pelaksaan diklat Sistim Mikroprosessor.

 

SARAN

Alat bantu pengajaran sistim mikriprosessor berupa program aplikasi ini dapat dipergunakan oleh guru dalam pembelajaran di SMK.

Seiring kemajuan teknologi, kedepan perlu adanya pengembangan program aplikasi untuk Android.

 

DAFTAR RUJUKAN

 

Doberenz Walter, Kowalski Thomas, 1995. Borland Delphi, Munchen; Wien: Hanser.

 

Jojon Suherman, 2010.Program mapping Kompetensi - Buku 1 - Diklat Kompetensi, Malang: Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan bidang Otomotif dan Elektronika.

 

Klaus Beuth, 1984. Elektronik 4 Digitaltechnik. Wurzburg: Vogel-Buchverlag.

 

__,1979. Microprocessor and Microcomputer, Pforzheim: ITT Fachlergänge.

 

Copyright 2019. Powered by Humas. PPPPTK BOE MALANG