Pendahuluan
Teknologi berkembang sesuai dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan kebutuhan manusia. Pada saat ini, perkembangan teknologi merupakan sesuatu yang tidak dapat dihindari dalam kehidupan, termasuk juga dalam bidang pertanian. Satu diantara perkembangan teknologi yang begitu cepat adalah elektronika. Kajian elektronika merupakan bagian kajian fisika yang sangat menarik untuk didalami lebih lanjut. Pemanfaatan elektronika dalam bidang pertanian antara lain yaitu otomatisasi alat pertanian sebagai alat bantu manusia.
Otomatisasi adalah penggantian tenaga manusia dengan tenaga mesin yang secara otomatis melakukan dan mengatur pekerjaan sehingga tidak memerlukan lagi pengawasan manusia. Adanya otomatisasi alat pertanian diharapkan dapat meringankan pekerjaan manusia, sehingga akan lebih efisien dan efektif.
Pada Tutorial ini akan di bagi menjadi tiga bagian, yaitu Pengenalan Mikroprosesor, Mikrokontroler dan Sensor
A. Mikroprosesor
Mikroprosesor dalam perkembangan dunia komputer digital disebut sebagai Central Processing Unit (CPU). Mikroprosesor diberi sebutan CPU karena fungsinya sebagai unit pemroses pusat. CPU bekerja sebagai pusat pemroses dan pengendali bekerjanya sistim komputer. Sebagai salah satu jenis chip dari berbagai jenis chip yang telah diproduksi, mikroprosesor sering juga diberi sebutan Microprocessor Unit (MPU).
CPU atau MPU merupakan komponen utama dari sebuah komputer. Secara ilustratif konstruksi internal sebuah IC mikroprosesor dapat digambarkan seperti Gambar 1.1 berikut ini.
Gambar 1.1 Blok diagram mikroprosesor
(Sumber: https://staff.uny.ac.id)
Arithmatic Logic Unit (ALU) adalah bagian yang bekerja melaksanakan operasi aritmetika dan operasi logika. Operasi aritmetika meliputi operasi penjumlahan (ADD atau ADD with Carry), pengurangan (SUB atau SUB with Borrow), perkalian (MUL), dan pembagian (DIV). Sedangkan operasi logika meliputi operasi logika AND, OR, XOR, COMPLEMEN, NEGATE.
Untuk mendukung pelaksanaan operasi pada ALU mikroprosesor membutuhkan sejumlah register. Register adalah sebuah memori tempat menyimpan data dan tempat menyimpan hasil operasi. Register khusus yang bekerja sebagai tempat penampung hasil operasi pengolahan pada ALU disebut Akumulator.
CPU mengendalikan aliran data pada bus data dan bus alamat, kemudian menafsirkan dan mengatur sinyal yang terdapat pada bus pengendali.
Mikroprosesor sebagai sebuah chip tidak bisa bekerja sendiri. Mikroprosesor memerlukan unit lain yaitu unit memori dan unit I/O. Dengan menggabungkan CPU, Memory Unit, dan I/O unit terbangun sebuah sistim yang disebut dengan sistem mikroprosesor. Gambar 2.2 menunjukkan blok diagram sebuah sistim mikroprosesor.
Gambar 1.2 Blok diagram sebuah sistem mikroprosesor
(Sumber: https://staff.uny.ac.id)
CPU bekerja mengatur pengendalian dan proses alih data yang terjadi dalam sistim mikroprosesor. Alih data berlangsung melalui saluran yang disebut dengan data bus. Alih data bisa terjadi dari memori ke CPU atau dari I/O ke CPU atau sebaliknya dari CPU ke memori atau dari CPU ke I/O. Alih data dari memori atau dari I/O ke CPU dikenal sebagai proses baca (READ). Alih data dari CPU ke memori atau alih data dari CPU ke I/O dikenal sebagai proses tulis (WRITE). Proses Read atau proses Write dikendalikan melalui saluran yang disebut dengan Control bus. Bus alamat bekerja mengatur lokasi alamat memori atau I/O dari mana atau kemana data diambil atau dikirim.
Komputer mikro adalah salah satu contoh jenis sistim mikroprosesor. Untuk membangun fungsi sebagai komputer mikro, sebuah mikroprosesor juga harus dilengkapi dengan memori, biasanya memori program yang hanya bisa dibaca (Read Only Memory = ROM) dan memori yang bisa dibaca dan ditulisi (Read Write Memory = RWM), dekoder memori, osilator, dan sejumlah peralatan input output seperti port data seri dan paralel. Sebuah komputer mikro dapat digambarkan seperti Gambar 1.3. Jadi komputer mikro adalah sebuah sistim mikroprosesor.
Gambar 1.3 Blok diagram computer mikro.
(Sumber: https://staff.uny.ac.id)
Gambar 1.3 menunjukkan CPU bekerja Bersama unit memori, unit I/O, peralatan input, dan peralatan output. Pokok dari penggunaan mikroprosesor adalah untuk melaksanakan program, mengambil data, membentuk kalkulasi, perhitungan atau manipulasi data, dan menyimpan hasil perhitungan pada peralatan penyimpan atau menampilkan hasil pada sebuah monitor atau cetak keras.
Pada komputer mikro Mikroprosesor berkomunikasi dengan memori dan port I/O juga menggunakan saluran yang disebut dengan bus. Bus ada tiga jenis yaitu bus data, bus alamat, dan bus kendali seperti terlihat pada Gambar 1.3.
B. Mikrokontroler
Mikrokontroler pada dasarnya adalah komputer dalam satu chip, yang di dalamnya terdapat mikroprosesor, memori, jalur Input/Output (I/O) dan perangkat pelengkap lainnya. Kecepatan pengolahan data pada mikrokontroler lebih rendah jika dibandingkan dengan Personal Computer (PC). Pada PC kecepatan mikroprosesor yang digunakan saat ini telah mencapai orde GHz, sedangkan kecepatan operasi mikrokontroler pada umumnya berkisar antara 1 – 16 MHz. Begitu juga kapasitas RAM dan ROM pada PC yang bisa mencapai orde Gbyte, dibandingkan dengan mikrokontroler yang hanya berkisar pada orde byte/Kbyte.
Meskipun kecepatan pengolahan data dan kapasitas memori pada mikrokontroler jauh lebih kecil jika dibandingkan dengan PC, namun kemampuan mikrokontroler sudah cukup untuk dapat digunakan pada banyak aplikasi terutama karena ukurannya yang kompak. Mikrokontroler sering digunakan pada sistem yang tidak terlalu kompleks dan tidak memerlukan kemampuan komputasi yang tinggi.
Pemanfaatan mikrokontroler saat sangat populer di bidang kendali dan instrumentasi elektronik. Hal ini terjadi karena mikrokontroler memiliki keunggulan dan kemudahan dalam penggunaannya. Disamping harganya yang sangat murah dibandingkan sistim lainnya. Gambar 1.4 menunjukkan blok diagram sebuah mikrokontroler.
Gambar 1.4 Blok diagram mikrokontroler.
(Sumber: https://staff.uny.ac.id)
Jika dibandingkan dengan mikroprosesor pada setiap mikrokontroler terdapat unit-unit CPU/MPU, Memory Unit, I/O Unit yang dihubungkan oleh tiga bus yaitu bys data bus alamat dan bus kendali. Dengan demikian maka sebuah mikrokontroler adalah sebuah sistim mikroprosesor dalam sebuah chip tunggal. Dengan menambahkan peralatan input dan peralatan output sebuah mikrokontroler dapat berfungsi sebagai komputer mikro dalam satu chip tunggal.
Sumber : Modul Online (Penulis: Supriyadi)
Video Penyiram otomatis menggunakan arduino/nodemcu aplikasi android ON - OFF
