Mikrokontroler: Pengertian, Fungsi, Jenis, dan Cara Kerjanya

Mikrokontroler merupakan sebuah Integrated Circuit (IC) alias sirkuit terpadu nan dirancang untuk mengatur suatu operasi tertentu dalam sistem tertanam (embedded system). Komponen satu ini bisa dijumpai pada mesin kendaraan, perangkat medis, robot, pemancar radio bergerak, dan lain sebagainya.

Bagi masyarakat awam, mikrokontroler pasti merupakan satu perihal nan asing dan jarang didengar. Untuk itu mari kupas tuntas apa itu mikrokontroler, apa saja fungsinya, gimana langkah kerjanya, dan apa saja jenisnya. Simak selengkapnya pada penjabaran berikut ini. 

Apa Itu Mikrokontroler?

Menurut pendapat dari para ahli, mikrokontroler adalah sebuah sistem komputasi nan terintegrasi untuk mengontrol suatu sistem elektronik. Sistem komputasi ini tersusun atas mikroprosesor, perangkat I/O, memori, dan komponen pendukung lainnya.

Secara umum, sistem komputasi pada mikrokontroler dikemas dalam sebuah chip. Sejarah penemuan sistem kontroler ini dimulai pada tahun 1970-an saat mikroprosesor 8008 diperkenalkan oleh perusahaan Intel.

Mikroprosesor sendiri merupakan sebuah chip tunggal nan bisa menjalankan fungsi-fungsi dasar dari komputer, seperti register, kontrol bus, dan Arithmetic Logic Unit (ALU). Sejak saat itu, mikrokontroler terus dikembangkan secara berkelanjutan.

Hingga saat ini sistem komputasi tersebut banyak diterapkan untuk beragam aplikasi seperti robotika, otomasi, kontrol proses, dan perangkat elektronik portabel. Pengembangan sistem tersebut juga tetap dikembangkan hingga saat ini.

Kendali pada mikrokontroler dipegang oleh prosesor nan juga sering disebut sebagai otaknya mikrokontroler. Prosesor tersebut tersedia dalam beberapa ukuran nan berbeda, ialah ukuran sederhana dan ukuran kompleks.

Untuk ukuran sederhana tersedia dalam 4 bit, 8 bit, dan 16 bit. Sedangkan ukuran kompleks tersedia dalam 32 bit dan 64 bit. Untuk keperluan penyimpanan alias memori biasa digunakan Random Access Memory (RAM), EPROM alias EEPROM, dan memori flash.

Apa Saja Fungsinya?

Seperti nan sudah dijelaskan sebelumnya, mikrokontroler merupakan komponen elektronik nan dipakai untuk mengendalikan suatu sistem elektronik. Sistem ini bakal mengeksekusi petunjuk alias perintah nan ditulis dalam bahasa pemrograman alias bahasa mesin.

Nah, sistem juga bisa dipakai untuk mengontrol perangkat-perangkat nan terhubung dengannya, misalnya seperti aktuator, sensor, dan lain-lain. Sistem ini bakal mudah dijumpai dalam aplikasi kontrol proses, otomasi proses, perangkat elektronik portabel, dan perangkat telekomunikasi.

Begitupun, sistem kontroler ini biasa digunakan pada perangkat nan dikendalikan secara otomatis. Peran mikrokontroler pada perihal tersebut antara lain:

• Sebagai perangkat pengatur waktu alias timer.
• Sebagai Analog to Digital Converter (ADC)
• Sebagai pembangkit osilasi
• Sebagai decoder dan encoder
• Sebagai counter alias penghitung
• Sebagai flip flop

Bagaimana Cara Kerjanya?

Mikrokontroler bekerja dengan mengendalikan perangkat elektronik nan terhubung dengannya dan menjalankan program nan telah dimuat ke dalam memori internalnya. Gambaran secara umum langkah kerja sistem kontroler ini ialah sebagai berikut.

1. Sistem menerima masukan alias input dari perangkat eksternal melalui pin input.
2. Input nan diterima bakal diolah oleh sistem menggunakan program nan dimuat dalam memori internalnya.
3. Sistem bakal mengeksekusi petunjuk nan diberikan sesuai dengan program nan dimuat.
4. Sistem kemudian bakal mengirimkan output ke perangkat eksternal melalui pin output.
5. Sistem bisa mengendalikan beragam macam perangkat elektronik seperti motor, relay, lampu dan sebagainya untuk aplikasi pada kontrol proses, robotika, otomasi, dan perangkat elektronik portabel.

Sistem ini dapat digunakan dalam dua langkah ialah embedded system dan dedicated system. Embedded system adalah kendali pengolah info nan tertanam pada sistem alias perangkat. Sedangkan dedicated system adalah pengendali sistem nan hanya dipakai untuk kegunaan tertentu.

Pada dasarnya, langkah kerja dari pengendali mikro hanya meliputi penerimaan sinyal, pengolahan data, dan menghasilkan sinyal output sesuai dengan program nan telah diatur. Umumnya sinyal input pengendali mikro berasal dari sensor nan merupakan info dari lingkungan.

Sedangkan sinyal output ditujukan pada aktuator sebagai respon nan bisa melakukan suatu tindakan ke lingkungan. Secara sederhana, pengendali mikro bisa diasumsikan sebagai otak dari suatu perangkat nan mempunyai keahlian berinteraksi dengan lingkungan.

Jenis-Jenis Mikrokontroler

Mikrokontroler alias pengendali mikro tersedia dalam beragam jenis nan bisa diaplikasikan pada perangkat elektronik sesuai kebutuhan. Contoh jenis pengendali mikro nan sering digunakan antara lain:

1. Pengendali mikro ARM

Jenis pengendali mikro ini dikembangkan oleh ARM Holdings. Jenis ini biasa digunakan untuk aplikasi pada perangkat elektronik portabel, proses otomasi, dan kontrol proses.

2. Pengendali mikro AVR

Pengendali mikro jenis AVR dikembangkan oleh Atmel Corporation dan biasa dipakai dalam aplikasi-aplikasi kontrol proses dan otomasi pada beragam industri.

3. Pengendali mikro MSP430

Jenis pengendali mikro satu ini sering dipakai untuk aplikasi otomasi dan kontrol proses pada industri serta pada perangkat elektronik nan berkarakter portabel. Untuk jenis ini dikembangkan oleh perusahaan Texas Instruments.

4. Pengendali mikro PIC

Sama seperti sebelumnya, pengendali mikro jenis PIC juga bisa diaplikasikan pada sistem otomasi, kontrol proses, dan peralatan elektronik portabel. Jenis nan ini dikembangkan oleh Microchip Technology.

5. Pengendali mikro STM32

Sesuai dengan namanya, pengendali mikro ini dikembangkan oleh STMicroelectronics. Penggunaan pengendali mikro jenis ini untuk aplikasi kontrol proses, otomasi proses, dan pelengkap komponen pada alat-alat elektronik portabel.

6. Pengendali mikro 8051

Untuk pengendali mikro 8051 dikembangkan oleh Intel Corporation. Bisa dipakai untuk aplikasi kontrol proses, otomasi, komunikasi dan perangkat telekomunikasi.

Beberapa pengendali mikro di atas hanya sebagian contoh dari banyaknya jenis nan tersedia. Masih ada pengendali mikro dengan banyak jenis lainnya nan mempunyai kegunaan aplikasi berbeda-beda.

Komponen Penyusun Mikrokontroler

Pengendali mikro terdiri atas susunan beragam komponen. Komponen penyusun utama pada sebuah pengendali mikro antara lain:

1. Central Processing Unit (CPU)

CPU merupakan komponen paling inti pada pengendali mikro nan bertanggung jawab dalam mengolah info dan eksekusi perintah nan masuk.

2. Memori penyimpanan

Memori dipakai untuk menyimpan program dan data-data dalam program. Nah, memori nan umum dipakai adalah Random Access Memory (RAM) dan Read Only Mmemory (ROM).

3. Timer alias Counter

Komponen ini sangat dibutuhkan dalam sistem nan dijalankan secara otomatis. Fungsi dari komponen ini adalah mengukur waktu dan menghitung jumlah sinyal nan masuk.

4. Input / Output (I/O) ports

Kegunaan komponen ini adalah menerima input dari perangkat eksternal dan mengirimkannya ke perangkat pemroses. Nantinya hasil pengolahan info bakal dikirimkan output ke perangkat eksternal.

5. Analog to Digital Converter (ADC)

Fungsi ADC dalam pengendali mikro adalah mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital.

6. Real Time Clock (RTC)

Untuk memudahkan proses otomasi digunakanlah komponen ini. RTC mempunyai tugas untuk menyimpan waktu dan tanggal saat proses dilakukan.

7. Pulse Width Modulation (PWM)

PWM bertanggung jawab untuk mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog, kebalikan dari kegunaan ADC.

8. Watchdog Timer

Fungsi dari watchdog timer adalah mengawasi keahlian pengendali mikro dan mengambil tindakan andaikan terjadi kesalahan.

Mikrokontroler merupakan perangkat nan sangat dibutuhkan oleh perangkat elektronik dan sistem kendali otomasi industri. Tanpa adanya sistem kontroler ini, program aplikasi baik pada perangkat elektronik alias otomasi industri tidak bakal melangkah baik sebagaimana mestinya.