Macam -Macam Peralatan Elektronika Industri

 PERALATAN ELEKTRONIKA INDUSTRI BERBASIS MIKROPROSESOR

Saat ini hampir setiap peralatan elektronik yang kita jumpai bekerja berdasarkan urutan operasi yang dikendalikan oleh mikroprosesor. Peralatan-peralatan berbasis mikroprosesor seperti itu dapat dijumpai
di hampir semua bidang: otomotif, kesehatan, mesin-mesin manufaktur, peralatan rumah-tangga, mainan anak-anak, dsb. Di industri manufaktur, banyak proses (atau bagian dari proses) manufaktur yang dikerjakan oleh robot, yaitu salah satu sistem berbasis mikroprosesor. Robot jenis ini biasanya disebut dengan Robot Industri.

Masalah pemeliharaan sistem berbasis mikroprosesor pada dasarnya dapat dibagi menjadi 2, yaitu sistem mikroprosesor yang melekat (embedded microprocesssor system) dan yang tidak melekat pada sistem (misalnya personal komputer). Beberapa teknik pelacakan kerusakan untuk kedua tipe sistem mikroprosesor tersebut adalah sama, tetapi ada teknik pelacakan yang unik untuk sistem berbasis Personal Computer (PC).

Konsep & Struktur Dasar Mikroprosesor

Model CPU dalam Mikrokomputer

Mikroprosesor merupakan sebuah perangkat berbentuk IC, dapat diprogram dan difungsikan sebagai pusat pemroses data digital, atau pembuat keputusan logik dan dapat mempengaruhi operasi atau kinerja sistem. Oleh karena itu, IC ini sering disebut unit pusat pemroses atau Central Processing Unit (CPU).

Kontrol sebuah sistem yang bekerja secara tetap dan terus menerus dapat dilakukan oleh sebuah mikroprosesor. Jika diinginkan control tersebut bekerja secara otomatis, maka perlu menggunakan umpanbalik yang akan memberikan informasi kepada mikroprosesor tentang hal yang  Mikontrolnya.

Input mikroprosesor bias berasal dari perangkat-perangkat input (saklar, sensor, dan lain-lain), sedangkan output mikro-prosesor berupa instruksi-instruksi untuk mengaktif-kan aktuator atau meng-gerakkan rangkaian-rangkaian kontrol. Beberapa produk, menyimpan program-program tersebut di dalam ROM secara permanen, misalnya program untuk mainan anak-anak, starter mobil, robot-robot di industri manufaktur, dll. 

Gambar Dasar Sistem Berbasis Mikroprosesor

Sistem Mikroprosesor adalah singkatan dari prosesor biasa juga disebut CPU (central processing unit). Komponen ini merupakan sebuah chip. Chip atau IC/Integrated circuit adalah sekeping silikon berukuran beberapa milimeter persegi yang mengandung puluhan ribu transistor dan komponen elektronik lain.

 

 

Prosesor juga merupakan salah satu komponen terpenting dalam sistem komputer. Prosesor seringkali disebut sebagai otak komputer, meski sebutan ini tidak tepat sepenuhnya. Prosesor hanya bertindak sebagai mesin pemroses tetapi tidak berfungsi sebagai pengingat. Fungsi pengingat ditangani oleh komponen lain yang dinamakan memori. dan bagaimana dengan sejarahnya, semuanya pasti ada sejarahnya mengapa mikroprosesor muncul dan ada serta digunakan dalam komputer.

Sistem Mikroprosesor

Sistem Mikroprosesor adalah gabungan dari beberapa komponen antara lain, Memory Unit, Input, Output Unit, dan CPU yang bekerja sebagai pengolah data elektronik digital. Sebuah mikroprosesor agar dapat berfungsi memerlukan sebuah sistem yang disebut sistem mikroprosesor. Memory Unit terbagi dua yaitu, RAM dan ROM.

 

Mikroporosesor terdiri dari beberapa bagian, yaitu : 

1. Control Unit (CU), berfungsi untuk mengambil dan mendekodekan instruksi dari memori program dan membangkitkan sinyal kendali yang diperlukan oleh bagian lain dari mikroprosesor untuk melaksanakan instruksi tersebut.
2. Arithmetic Logic Unit (ALU), berfungsi untuk mengerjakan perintah – perintah logika dan operasi aritmetika.
3. Register Unit (RU), berfungsi untuk sebagai tempat penyimpanan sementara data, alamat, kode instruksi dan bit status berbagai operasi mikroprosesor.

 

Fungsi utama MPU (Mikroprosesor) adalah sebagai unit yang mengendalikan seluruh kerja sistem mikroprosesor. Beberapa fungsi lain dari mikroprosesor, antara lain :

• Mengambil instruksi dan data dari memori.
• Memindah data dari dan ke memori.
• Mengirim sinyal kendali dan melayani sinyal interupsi.
• Menyediakan pewaktuan untuk siklus kerja sistem mikroprosesor.
• Mengerjakan fungsi – fungsi operasi logika dan aritmetika.

Sebagai CPU, MPU (Mikroprosesor) bekerja dan melakukan fungsi dasar yaitu fungsi logika dan aritmetika. Fungsi logika antara lain fungsi AND, OR, XOR, CPL, dan NEG. Sedangkan fungsi Aritmetika antara lain : ADD, SUB, ADC, SBC, INC, dan DEC.

Disamping fungsi pengolahan aritmetika dan logika MPU juga melakukan fungsi pengalihan data dengan menggunakan perintah MOV, atau LOAD, EXCHANGE, PUSH, dan POP. Untuk menyimpan program dan data yang digunakan pada sistem mikroprosesor harus dilengkapi dengan Memori. Jadi memori mutlak diperlukan dalam sistem mikroprosesor. Tanpa ada memori sistem mikroprosesor tidak dapat bekerja terutama memori program dalam ROM.

 

I/O unit dipersiapkan untuk menghubungkan MPU dengan alat-alat input-output luar seperti keyboard. Monitor, Printer, Mouse, dan sebagainya.

 

Sistem Bus

 

Mikroprosesor berkomunikasi dengan unit memori, unit I/O menggunakan saluran yang disebut dengan BUS. Setiap mikroprosesor dilengkapi dengan tiga bus sebagai berikut:

 

Alih data diantara MPU dengan komponen luar berlangsung pada Bus Data. Mikroprosesor standar memiliki saluran bus data 8 bit dua arah artinya alih data atau informasi berlangsung pada 8 saluran paralel dari MPU ke unit lain diluar MPU atau dari unit lain di luar ke MPU.

 

Untuk menetapkan kemana data itu dikirim atau dari mana data itu diambil digunakanlah yang namanya bus alamat (address bus). Bus alamat bertugas menetapkan dan memilih satu lokasi memori atau satu lokasi I/O yang hendak diakses.

Bus Kendali adalah seperangkat bit pengendali yang berfungsi mengatur: (1) Penyerempakan memori, (2) Penyerempakan I/O, (3) Penjadualan MPU, Interupsi, DMA , (4) Pembentuk clock, dan reset.

 Gambar Diagram 1

 Gambar Diagram 2

 

Mikroprosesor menerima data dalam bentuk digital dari sejumlah saluran input kemudian memprosesnya berdasarkan urutan instruksi tertentu dan mengeluarkan sinyal ouput sebagai hasil pemrosesan. Bagian memori berfungsi untuk menyimpan program dan data. Ada 2 macam memori, yaitu RAM dan ROM. Memori baca tulis biasanya digunakan untuk menyimpan data yang bersifat sementara, sedangkan memori baca berisi program dan atau data yang mengatur kerja sistem. Bagian I/O berfungsi untuk melakukan alih data antara sistem mikroprosesor dengan alat luar, agar mikroprosesor tersebut dapat berhubungan dengan peralatan luar.

 

Sistem komputer personal yang berbasis mikroprosesor pada dewasa ini sudah menggunakan mikroprosesor yang mempunyai lebar bus data sebesar 64 bit dengan ukuran memori diatas 64 Giga byte dan dilengkapi cache memori yang besar. Demikian juga dilengkapi dengan sistem I/O seperti, printer, serial komunikasi, floppy disk drive, hard disk drive ,mouse, CD-ROM drive, plotter, Keyboard, monitor, tape backup, scanner, DVD, sensor, switch, dan lain-lain.

 

Peningkatan kemampuan kapasitas mikroprosesor tidak terlepas dari pengembangan software dan tuntutan kebutuhan di lapangan, baik di masyarakat ataupun di Industri.

Penggunaan Mikroprosesor

Penggunaan mikroprosesor sangat luas, bahkan dapat dikatakan hampir tak terbatas. Sistem mikroprosesor dapat dipergunakan pada berbagai jenis peralatan dalam banyak bidang, misalnya bidang komunikasi, informatika, industri, instrumentasi, militer, pendidikan, peralatan perkantoran, hiburan, ruang angkasa, rumah tangga, mainan anak, peralatan perbangkan, kedokteran, otomotif, dan lain-lain. Salah satu contoh di industri Tekstil, sistem mikroprosesor dipergunakan untuk mengendalikan sistem proses, khususnya pada mesin Deying bahwa proses pengisian uap, pengisian air, pengaturan tekanan, pengaturan temperatur, pengisian bahan kimia, dan pengaturan kecepatan motor. Pengatur sistem peralatan tersebut menggunakan mikrokompuer berbasis mikroprosesor dengan berbagai rangkaian antarmukanya (Interface). 

 

Otomotif yang berteknologi VVT-i (Variable Valve Timing Intelegent) bahwa pengaturan buka tutup valve dikontrol menggunakan sistem mikropkomputer yang berbasis mikroprosesor, yaitu dengan ECU (Electronic Control Unit) yang berfungsi pengaturan bahan bakar, udara, dan terperatur yang disesuaikan dengan kecepatan putaran mesin.

 

Keunggulan menggunakan mikroprosesor/mikrokontroler antara lain : 

1. Sistem mikroprosesor/mikrokontroler dapat diprogram (programmable). Maksudnya dengan menggunakan perangkat keras (hardware) yang hampir sama atau sama dapat diperoleh berbagai macam penggunaan yang berbeda dengan hanya mengubah program atau mengganti program. 
2. Ukuran dan jumlah komponen yang diperlukan serta kebutuhan daya secara keseluruhan semakin sedikit, hal ini menjadi hemat. 

Kerugian menggunakan mikroprosesor/mikrokontroler antara lain : 

1. Jenis dan macam mikroprosesor/mikrokontroler sangat banyak dengan hardware dan software yang berbeda-beda dan pada umumnya tidak kompatibel antara yang satu dengan yang lain. 
2. Untuk jenis mikroprosesor/mikrokontroler tertentu dari suatu produk tertentu dibutuhkan suatu sistem pengembangan yang tertentu pula.