Programmable Gain Amplifier (PGA) MCP6S21 menggunakan Arduino

PGA atau Programmable Gain Amplifier adalah OpAmp yang memiliki gain pada range tertentu dan dapat diprogram. Jika pada OpAmp biasa pensettingan gain dilakukan menggunakan konfigurasi resistor, maka pada PGA setting gain dilakukan dengan menggunakan software. Hal ini sangat berguna untuk pengukuran besaran analog atau pengaturan tegangan analog yang bersifat dinamis. Yang mana dibutuhkan besaran gain yang fleksibel sesuai kebutuhan.

Pada posting kali ini, PGA yang digunakan adalah MCP6S21 dari Microchip. MCP6S21 memiliki besaran gain +1, +2, +4, +5, +8, +10, +16 dan +32 dengan bandwith 2-12 MHz (typ). MCP6S21 hanya memiliki 1 (satu) channel input. MCP6S21 menggunakan komunikasi SPI untuk pengaturan gain maupun mode shutdown. Model PGA MCP6S21 tidak memiliki pin SO (MISO).

Berbeda dengan tipe MCP6S26 yang memiliki 6 channel input dan MCP6S28 dengan 8 channel input sehingga dapat sekaligus berfungsi sebagai multiplexer. MCP6S26 dan MCP6S28 memiliki pin SO (MISO) sehingga memungkinkan konfigurasi daisy chain (cascade atau bersambung dengan menggunakan SPI yang sama)

Berikut adalah source code untuk mengatur gain dan mode shutdown pada PGA MCP6S21. Code ini dibuat berdasarkan datasheet dan referensi lain. Source code berikut memungkinkan merubah gain maupun mode shutdown melalui serial terminal. Sehingga bisa dikembangkan untuk komunikasi dengan program desktop lain (seperti VB, Delphi, C atau yang lain).

/*

Author: Muhammad Nurul Puji

muhammadpuji.its@gmail.com

6 Mar 2015

*/

#include <SPI.h>

/*

CS- to pin 10 (SS Pin)

SI- to pin 11 (MOSI Pin)

CLK - to pin 13 (SCK Pin)

*/

const int CS_PGA = 10;  //#define CS_PGA 10

char buff_char;

String buff_string = "";

int gain;

void setup()

{

  //setting SPI-PGA MCP6S2x

  pinMode(CS_PGA,OUTPUT);

  SPI.begin();

  SPI.setBitOrder(MSBFIRST);  //MSB first bit order

  SPI.setDataMode(SPI_MODE0);  //SPI Mode 0

  SPI.setClockDivider(SPI_CLOCK_DIV4);  //16MHZ/4=4MHZ

  

  //setting Serial

  Serial.begin(57600);

  delay(1);

  Serial.println("");

  Serial.println("Welcome Muhammad Nurul Puji");

  Serial.println("Silahkan masukkan nilai gain yang diinginkan");

  Serial.println("0--> +1; 1--> +2; 2--> +4; 3--> +5; 4--> +8; 5--> +10; 6--> +16; 7--> +32; Other--> Shutdown");

  Serial.println("");

  delay(1);

}

void loop()

{

  while(Serial.available()) {

    buff_char = Serial.read();

    buff_string.concat(buff_char);

    delay(1);  //delay ini sangat penting

  }  

  if(buff_string != ""){

    gain=buff_string.toInt();  

    if(gain<=7){

    PGA_set_gain(gain); 

    Serial.println("Gain is Changed");

    }

    else{

    PGA_shutdown();

    Serial.println("PGA is Shutdown");

    }
    buff_string="";

  }

}

//pengaturan set nilai gain pada PGA MCP6S21

void PGA_set_gain(int gain){

  int instruction = 0b01000000;  //untuk instruksi merubah gain

  digitalWrite(CS_PGA,LOW);

  SPI.transfer(instruction);   

  SPI.transfer(gain);    //set gain

  digitalWrite(CS_PGA,HIGH);

}

//untuk shutdown pada PGA MCP6s21

void PGA_shutdown(){

  int instruction = 0b00100000;  //untuk instruksi shutdown

  digitalWrite(CS_PGA,LOW);

  SPI.transfer(instruction);

  SPI.transfer(0);    //hanya untuk memenuhi aturan 16bit

  digitalWrite(CS_PGA,HIGH);

}

Prosedur PGA_set_gain() dan PGA_shutdown() dapat dikembangkan untuk PGA MCP6S26 maupun MCP6S26 baik mode single maupun mode daisy chain serta untuk pemilihan channel. Hal ini harus disesuaikan dengan datasheet.

Thanks to Mas Rohmadi (http://rohmadi.my.id) atas pinjaman Oscilloscopnya :)

--

Referensi:

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21117B.pdf (Datasheet)

http://forum.arduino.cc/index.php?topic=19775.0

Arduino Komunikasi serial dan pemisahan terhadap separator perintah

Berikut adalah penggunaan Arduino dengan komunikasi serial. Yang mana perintah dikirim dari pc melalui komunikasi serial. Perintah yang dikirim oleh pc memiliki format "data_1""separator""data_2". Disini separator yang digunakan adalah tanda "+". Misalnya pc mengirimkan perintah "12+3" maka Arduino harus memisahkan perintah tersebut menjadi data_1 dan data_2. Pada percobaan kali ini data_1 dan data_2 kemudian dijumlahkan.

Berikut adalah sourcecode yang digunakan: 

/*
Author: Muhammad Nurul Puji
muhammadpuji.its@gmail.com
16 Feb 2015
*/

char buff_char;
String buff_string = "";
float data_1, data_2, total;
String buff_data_1, buff_data_2;

void setup()
{
  Serial.begin(57600);
  delay(100);
  Serial.println("Welcome Muhammad Nurul Puji");
  Serial.println("");
  delay(1000);
}

void loop()
{
 
while(Serial.available()) {  //blok untuk menerima perintah serial    
    buff_char = Serial.read();
    buff_string.concat(buff_char);
    delay(1);  //delay ini sangat penting
  } 
 
 
  if(buff_string != ""){
    buff_data_1=(splitValue(buff_string, '+', 0));  //memisahkan string data dengan string separator "+"
    buff_data_2=(splitValue(buff_string, '+', 1));
   
    //char buff[buff_data_1.length()];               //mengubah string ke float
    //buff_data_1.toCharArray(buff,buff_data_1.length()+1);
    //data_1=atof(buff);
    data_1=buff_data_1.toInt();   //cara singkat mengubah string ke number
   
    //buff[buff_data_2.length()];                    //mengubah string ke float
    //buff_data_2.toCharArray(buff,buff_data_2.length()+1);
    //data_2=atof(buff); 
    data_2=buff_data_2.toInt();   //cara singkat mengubah string ke number   
    
    total = data_1 + data_2;
   
    Serial.print("Perintah awal adalah ");
    Serial.print(buff_string);  //bukan println karena perintah dikirim setelah ditekan enter
    Serial.print("Data 1 = ");
    Serial.println(data_1);
    Serial.print("Data 2 = ");
    Serial.println(data_2);
    Serial.print("Total data adalah ");
    Serial.println(total);
    Serial.println("");
   
    buff_string="";
  }
}

//Function untuk memisahkan data dengan separator
String splitValue(String data, char separator, int index){
  int found = 0;
  int strIndex[]={0, -1};
  int maxIndex = data.length()-1;
  for(int i=0; i<=maxIndex && found<=index; i++){
    if(data.charAt(i) == separator || i==maxIndex){
      found++;
      strIndex[0] = strIndex[1]+1;
      strIndex[1] = (i == maxIndex) ? i+1 : i;
    }
  }
  return found>index ? data.substring(strIndex[0], strIndex[1]) : "";
}

Referensi: dari postingan - postingan sebelumnya...........
--
Semoga bermanfaat

Signal Generator (DDS AD9850) dan Frekuensi Meter dan Kontrol Frekuensi dari Serial Monitor

Ini adalah posting lanjutan dari Signal Signal Generator DDS A9850 dan Frekuensi Meter . Dengan Saya tambahkan bagian untuk dapat merubah frekuensi secara serial melalui serial monitor pada Arduino sehingga frekuensi dapat diatur lebih fleksibel tanpa bolak balik upload program. 

Berikut definisi variable yang perlu ditambahkan pada source code sebelumnya:

float buff_data;
String buff_string = "";
char buff_char;
 

Berikut modifikasi souce code (pengganti) yang berada pada bagian void loop(). Sedangkan yang lain masih tetap sama dengan source code sebelumnya.

void loop()
{
       
        //lcd.clear();
       
        //cek perintah serial
        while(Serial.available()) {
        buff_char = Serial.read();
        buff_string.concat(buff_char);    //menggabungkan variabel buff_char ke variable buff_string
        }
       
        //merubah tipe data string ke float (tipe data float = double)
        char buf[buff_string.length()];
        buff_string.toCharArray(buf,buff_string.length()+1);
        float buff_data=atof(buf);  //buff_data akan nol pada loop berikutnya jika tidak ada perintah
                                    //(karena buff_string dikosongkan "" diakhir loop)
       
        //cek jika ada permintaan perubahan frekuensi 
        if (buff_data>0) sendFrequency(buff_data);
      
        Serial.print(freq_cek);
        Serial.print(" ");
        Serial.println(freq_satuan);
        lcd.setCursor(0,0);   
        lcd.print("Freq DDS AD9850");
        lcd.setCursor(0,1);   
        lcd.print("Freq= ");
        lcd.print(freq_cek);
        lcd.print(" ");
        lcd.print(freq_satuan);
        //delay(500);
       
        buff_string="";
}


Berikut adalah screenshot hasil modifikasi dengan source code di atas:

Contoh Hasil pada Serial Monitor

Beberapa referensi utama:
http://www.instructables.com/id/Arduino-Timer-Interrupts/?ALLSTEPS
http://www.ad7c.com/projects/ad9850-dds-vfo/
http://letsmakerobots.com/content/how-convert-strings-double
http://stackoverflow.com/questions/5697047/convert-serial-read-into-a-useable-string-using-arduino 

Membaca tipe String pada komunikasi serial (Arduino - PC)

Berikut adalah source code untuk membaca string pada komunikasi serial. Hasil yang terbaca adalah semua string yang dikirim secara serial setelah ditekan enter.

String buff_string = "";
char buff_char;
while(Serial.available()) {
  buff_char = Serial.read();
  buff_string.concat(buff_char);    //menggabungkan variabel buff_char ke variable buff_string
}

Referensi:
http://stackoverflow.com/questions/5697047/convert-serial-read-into-a-useable-string-using-arduino

Signal Generator (DDS AD9850) dan Frekuensi Meter

Posting kali ini bertujuan untuk membangkitkan signal DDS menggunakan IC AD 9850. IC ini sudah tersedia dalam bentuk modul. Keluaran IC ini berupa gelombang sinus dan kotak. Karena IC ini bersifat programmable maka frekuensi akan disetting menggunakan Arduino Uno.

Kemudian dibuat pula program untuk mengecek frekuensi yang dikeluarkan oleh IC tersebut setelah diprogram sebelumnya. Aplikasi penghitung frekuensi ini juga dapat digunakan untuk menghitung frekuensi yang lain dengan cara menghubungkan sumber frekuensi ke pin T1 (timer1 sebagai counter.

Untuk menghitung frekuensi yang dikeluarkan oleh DDS AD9850 maka output signal kotak dihubungkan ke pin T1 dari Arduino Uno.

Hasil penghitungan frekuensi kemudian ditampilkan dalam LCD 16x2 dan dikirim ke PC secara serial.

Konfigurasi Pin Arduino Uno

Konfigurasi Pin Modul DDS AD9850

Konfigurasi LCD:

LiquidCrystal lcd(12,13,3,4,6,7); //Konfigurasi schematic LCD Keypad

Konfigurasi DDS AD9850:

///////////////AD9850
#define W_CLK 8   // Pin 8 - connect to AD9850 module word load clock pin (CLK)
#define FQ_UD 9   // Pin 9 - connect to freq update pin (FQ)
#define DATA 10   // Pin 10 - connect to serial data load pin (DATA)
#define RESET 11  // Pin 11 - connect to reset pin (RST)
///////////////AD9850

Konfigurasi Counter1:

Pin output gelombang kotak dari DDS AD9850 dihubungkan ke pin T1 pada Arduino Uno.

Berikut Source Code Lengkapnya:

/*
Author: Muhammad Nurul Puji
muhammadpuji.its@gmail.com
This program have been tested on Arduino Uno R3, DDS AD9850 and LCD Keypad
2013
*/

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(12,13,3,4,6,7); //Konfigurasi schematic LCD Keypad

///////////////AD9850
#define W_CLK 8   // Pin 8 - connect to AD9850 module word load clock pin (CLK)
#define FQ_UD 9   // Pin 9 - connect to freq update pin (FQ)
#define DATA 10   // Pin 10 - connect to serial data load pin (DATA)
#define RESET 11  // Pin 11 - connect to reset pin (RST)
#define pulseHigh(pin) {digitalWrite(pin, HIGH); digitalWrite(pin, LOW); }
String freq; // string to hold the frequency
///////////////AD9850

/////////Freq Cek
float freq_cek;
int kilo,mega, timer0;
String freq_satuan;
/////////Freq Cek

void setup()
{
       
        ///////////setting counter atau timer
        timer0;
        kilo=0;
        mega=0;
        freq_cek=0;
        freq_satuan="Hz";
       
        cli();//stop interrupts
     
        //set timer0 interrupt
        TCCR0A = 0;// set entire TCCR0A register to 0
        TCCR0B = 0;// same for TCCR0B
        TCNT0  = 0;//initialize counter value to 0
        // set compare match register for 2khz increments
        OCR0A = 249;// 250 (dimulai dari 0) - karena prescaler 64 (250KHz) maka diperlukan 1000 kali interrupt untuk 1 detik
        // turn on CTC mode
        TCCR0A |= (1 << WGM01);
        // Set CS01 and CS00 bits for 64 prescaler (250KHz)
        TCCR0B |= (1 << CS01) | (1 << CS00);  
        // enable timer compare interrupt
        TIMSK0 |= (1 << OCIE0A);
     
        //set timer1 interrupt sebagai counter sinyal frekuensi yang masuk
        TCCR1A = 0;// set entire TCCR1A register to 0
        TCCR1B = 0;// same for TCCR1B
        TCNT1  = 0;//initialize counter value to 0
        // set compare match register for 1hz increments
        OCR1A = 999;//seribu kali - mulai dari 0
        // turn on CTC mode
        TCCR1B |= (1 << WGM12);
        // Set CS10 and CS11 bits for external clock T1 falling edge
        TCCR1B |= (1 << CS12) | (1 << CS11); 
        // enable timer compare interrupt
        TIMSK1 |= (1 << OCIE1A);
     
        sei();//allow interrupts       
        //////////////setting counter atau timer
     
   
        ///////////////AD9850
        pinMode(FQ_UD, OUTPUT);
        pinMode(W_CLK, OUTPUT);
        pinMode(DATA, OUTPUT);
        pinMode(RESET, OUTPUT);
        pulseHigh(RESET);
        pulseHigh(W_CLK);
        pulseHigh(FQ_UD);  // this pulse enables serial mode on the AD9850 - Datasheet page 12.
        sendFrequency(1000000); //tes frekuensi 1MHz
        ///////////////AD9850 
 
      Serial.begin(9600);
    lcd.begin(16,2);
}

void loop()
{
       
        //lcd.clear();
        Serial.print(freq_cek);
        Serial.print(" ");
        Serial.println(freq_satuan);
        lcd.setCursor(0,0);   
        lcd.print("Freq DDS AD9850");
        lcd.setCursor(0,1);   
        lcd.print("Freq= ");
        lcd.print(freq_cek);
        lcd.print(" ");
        lcd.print(freq_satuan);
        //delay(500);
}


//////////////untuk handle interrupt counter dan timer
ISR(TIMER0_COMPA_vect){//timer0 interrupt 
timer0++; 
if (timer0==1000) {    //setiap 1 detik dicek jumlah pulsanya
  if (mega>0){
    freq_cek=((float)mega+((float)kilo/1000) + ((float)TCNT1/1000000))*1;    //dikali 1 supaya 1 detik
    freq_satuan = "MHz  ";
  }else if (kilo>0){
    freq_cek=((float)kilo + ((float)TCNT1/1000))*1;    //dikali 1 supaya 1 detik
    freq_satuan = "KHz  ";
  }else {
    freq_cek = ((float)TCNT1) * 1;
    freq_satuan = "Hz   ";
  } 
  timer0=0;
  kilo=0;
  mega=0;
  TCNT1=0;
  TCNT0=0;
}
}

ISR(TIMER1_COMPA_vect){//counter1 interrupt 
kilo++;
if (kilo==1000){
  mega++;
  kilo=0;
}
}
//////////////untuk handle interrupt counter dan timer


/////////////////////AD9850
// frequency calc from datasheet page 8 = <sys clock> * <frequency tuning word>/2^32
void sendFrequency(double frequency) { 
  int32_t freq = frequency * 4294967295/125000000;  // note 125 MHz clock on 9850.  
  for (int b=0; b<4; b++, freq>>=8) {
    tfr_byte(freq & 0xFF);
  }
  tfr_byte(0x000);   // Final control byte, all 0 for 9850 chip
  pulseHigh(FQ_UD);  // Done!  Should see output
}
// transfers a byte, a bit at a time, LSB first to the 9850 via serial DATA line
void tfr_byte(byte data)
{
  for (int i=0; i<8; i++, data>>=1) {
    digitalWrite(DATA, data & 0x01);
    pulseHigh(W_CLK);   //after each bit sent, CLK is pulsed high
  }
}
/////////////////////AD9850

Hasil:

DDS AD9850 dapat membangkitkan gelombang sinus dan kotak. Berikut pengambilan data menggunakan ADC pada frekuensi rendah (0,5 Hz; 1 Hz; 2Hz)
 - Mungkin akan dijabarkan diposting terpisah :)

Hasil keluaran DDS AD9850 gelombang sinus dan kotak

Hasil keluaran DDS AD9850 sine 1 dan sine 2

Hasil pengukuran frekuensi oleh Arduino Uno menggunakan Counter dan Timer1:

Pengukuran Nilai Frekuensi keluaran DDS AD9850 (di tes pada 1 MHz)

Pengukuran Nilai Frekuensi keluaran DDS AD9850 (di tes pada 1 Hz)

Pengukuran Nilai Frekuensi keluaran DDS AD9850 (dites pada 2,25 MHz)

Beberapa referensi utama:
http://www.instructables.com/id/Arduino-Timer-Interrupts/?ALLSTEPS
http://www.ad7c.com/projects/ad9850-dds-vfo/

Pemrograman Keypad 3x4 pada AVR 128 menggunakan Code Vision

Bismillah..

Berawal dari mencoba mempraktekkan teori cara kerja (scan) pembacaan keypad, sehingga Sy bisa share hasilnya disini. :)

Salah satu perangkat yang sering dibutuhkan pada aplikasi mikrokontroler adalah kemampuan berinteraksi dengan pengguna peralatan tersebut. Salah satu cara berinteraksi dengan pengguna adalah dengan menggunakan keypad. Di sini akan kita pelajari tentang pemrograman keypad 3x4 pada mikrokontroler AVR128 dengan menggunakan Code Vision.

Berikut adalah contoh gambar fisik keypad yang sering digunakan:

Keypad tersebut memiliki konfigurasi internal berupa skema berbentuk matrix baris (ROW) dan kolom (COL) sebagai berikut:

Pada mikrokontroler setiap COLOM keypad akan dihubungkan dengan pin "output" mikrokontroler. Sedangkan pada setiap ROW keypad akan dihubungkan dengan pin "input" mikrokontroler.

Salah satu cara untuk membaca data dari matrix keypad adalah dengan teknik scanning, dimana baris atau kolom selalu discan untuk mendeteksi tombol yang ditekan. Caranya yaitu dengan memberikan status ‘0’ (low) pada salah satu pin COL (dan yg lain kondisi HIGH) secara bergantian, lalu pin ROW dideteksi apakah ada salah satunya yang berkondisi ‘0’ (low). Berikut ilustrasi urutan scaning dan pembacaan keypad:

1. Apabila Kolom 1 diberi logika ‘0’, kolom kedua dan kolom ketiga diberi logika ‘1’ maka program akan mengecek tombol 1, 4, 7, dan *, sehingga apabila salah satu baris berlogika '0' maka ada tombol yang ditekan.
    
2. Apabila Kolom 2 diberi logika ‘0’, kolom pertama dan kolom ketiga diberi logika ‘1’ maka program akan mengecek tombol 2, 5, 8, dan 0, sehingga apabila salah satu baris berlogika '0' maka ada tombol yang ditekan.
   
3. Apabila Kolom 3 diberi logika ‘0’, kolom pertama dan kolom kedua diberi logika ‘1’ maka program akan mengecek tombol 3, 6, 9, dan #, sehingga apabila salah satu baris berlogika '0' maka ada tombol yang ditekan.

Cara ini dilakukan secara terus menerus sehingga setiap kali keypad ditekan maka akan langsung terdeteksi posisi tombol yang ditekan.

Kali ini Sy akan mencontohkan pemrograman keypad dan menampilkannya pada LCD 16x2 sehingga mudah mengecek tombol yang ditekan. LCD Sy hubungkan dengan PORTC sedangkan Keypad Sy hubungkan dengan PORTE, dengan konfigurasi keypad sebagai Berikut

row1 -> PINE.0 
row2 ->PINE.1
row3 ->PINE.2
row4 ->PINE.3
col1 ->PINE.6
col2 ->PINE.5
col3 ->PINE.4

Berikut skema proteusnya

Pada program kali ini Sy membuat procedure bernama keypad(), yang kemudian prosedur keypad() tersebut akan dieksekusi oleh Timer0 secara terus menerus dan akan mengupdate posisi tombol yg ditekan (bila ada). Penggunaan Timer ini cukup penting karena Timer bisa bekerja secara paralel dengan program utama pada mikrokontroler itu sendiri. (Tolong dicross cek apabila salah).

Berikut adalah coding untuk konfigurasinya:

#include <alcd.h>
#include <stdio.h>

unsigned char text[16],nilai_keypad; /*kalo ada yg tdk sesuai pada saat awal sebelum ada tombol yg ditekan maka perlu inisialisasi nilai_keypad=13 (angka diluar range angka yang benar)*/
 

// Port E initialization
// Func7=In Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=0 State5=0 State4=0 State3=P State2=P State1=P State0=P
PORTE=0x0F;
DDRE=0x70;

// Timer/Counter 0 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: 10000.000 kHz
// Mode: Normal top=0xFF
// OC0 output: Disconnected
ASSR=0x00;
TCCR0=0x01;
TCNT0=0x00;
OCR0=0x00;
 

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization
TIMSK=0x02;

ETIMSK=0x00;
// Alphanumeric LCD initialization
// Connections are specified in the
// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu:
// RS - PORTC Bit 0
// RD - PORTC Bit 2
// EN - PORTC Bit 1
// D4 - PORTC Bit 4
// D5 - PORTC Bit 5
// D6 - PORTC Bit 6
// D7 - PORTC Bit 7
// Characters/line: 16
lcd_init(16);

// Global enable interrupts
#asm("sei")
 

Program Procedure keypad()

unsigned char keypad(){
    unsigned char x,i,j;  
    bit y;
    x=0b01000000;
    for (i=0;i<3;i++) {
        PORTE =~((x>>i) & 0x70);
        for (j=0;j<4;j++) {
            y=(PINE >> j) & 0x1;
            if(y==0) return((i+1)+(3*j));  

            //rumus ini untuk menentukan posisi sesuai baris dan kolom
        }
    }
}

Scaning keypad() pada Timer0 supaya dilakukan scan terus menerus

// Timer 0 output compare interrupt service routine
interrupt [TIM0_COMP] void timer0_comp_isr(void)
{
// Place your code here
nilai_keypad=keypad();
}

Program utama sekaligus mengecek apakah benar nilai_keypad selalu discan oleh Timer0

while (1)
    {
        // Place your code here
        lcd_gotoxy(0,0);
        lcd_putsf("* Program Utama ");
        lcd_gotoxy(0,0);
        lcd_putsf("**--Cek--**     ");
        //mengecek apakah nilai_keypad selalu update
        lcd_gotoxy(0,1);
        if(nilai_keypad<10){
            sprintf(text,"%u",nilai_keypad);
            lcd_puts(text);}
        else if(nilai_keypad==10) lcd_putsf("*");
        else if(nilai_keypad==11) lcd_putsf("0");
        else if(nilai_keypad==12) lcd_putsf("#");
      } 

Alhamdulillah akhirnya berhasil jg menerapkan teori keypad ini.. hehe simple tapi harus teliti memang..

Catatan: Procedure keypad() bisa dieksekusi langsung di program utama tanpa menggunakan Timer. Sy hanya mengetes kinerja Timer saja..

Pemrograman Mikrokontroler AVR pada Aplikasi Pemisah Bola Logam dan Non Logam

Studi Kasus

Pada aplikasi kali ini akan dibuat program mikrokontroler jenis AVR untuk mengontrol proses pemisahan bola logam dengan non logam. Pada kasus ini jg akan Sy tampilkan simulasi sederhananya menggunakan ISIS.

Sensor yang diperlukan adalah sensor Gaya (berat) untuk mendeteksi apakah sdh ada bola (baik logam maupun non logam) yang akan dipisahkan. Kemudian sensor Proximity untuk mendeteksi keberadaan logam atau non logam. Sensor Proximity akan disambungkan pada PORT D4 dan sensor Gaya akan disambungkan pada PORT D5 pada mikrokontroler AVR.

Proses kontrol akan berjalan hanya apabila tombol Start/Reset ditekan. Dan akan mati otomatis (Powerdown) apabila pada saat sdh berjalan tidak terdeteksi adanya bola baik logam maupun non logam (terdeteksi dari sensor Gaya). Pada saat mati otomatis maka sistem akan di Powerdown untuk menghemat daya dan hanya bisa dihidupkan kembali dengan menekan tombol Start/Reset. Oleh karena itu tombol Start/Reset akan disambungkan pada input Interupt (PORT D0) pada mikrokontroler AVR.

Pada sisi aktuator akan dipasang LED yang mengindikasikan jenis bola apakah Logam atau NonLogam. Indikator LED ini akan dihubungkan dengan PORT A2 sebagai output serta dirangkaikan transistor PNP dan NPN sedemikian rupa sehingga bisa berfungsi untuk menyalakan LED Logam pada kondisi output LOW (0) dan menyalakan LED Non Logam pada kondisi output HIGH (1). Indikator LED ini pada kondisi real akan dihubungkan pada motor untuk mengatur posisi pada channel mana bola akan dikelompokkan (Logam atau Non Logam).

Aktuator berikutnya adalah selenoid untuk mendorong bola yang terdeteksi baik logam maupun non logam. Namun tentu saja setelah mendorong bola (selama selang waktu tertentu, misal 100ms) aktuator ini juga harus kembali ke posisi semula sehigga diperlukan sinyal untuk menarik kembali ke posisi semula (selama selang waktu tertentu, misal 100ms). Pada simulasi kali ini aktuator ini akan diperagakan oleh LED yg dirangkaikan dengan transistor PNP dan NPN sedemikian rupa sehingga apabila ada signal HIGH (1) maka aktuator akan melakukan aksi "dorong" dan bila LOW (0) akan melakukan aksi "tarik". Aktuator ini akan dihubungkan dengan mikrokontroler melalui PORT A1.

Pada saat Powerdown mikrokontroler juga akan memberikan indikator yaitu suara sirine (buzzer) sehingga memungkinkan operator untuk mengecek apakah bola sdh habis atau ada kesalahan pada sistem (atau ada bola yang macet misalnya) sehigga operator bisa segera me Start ulang sistem.

Pada sistem ini juga dilengkapi LCD 16x2 supaya lebih interaktif dan menampilkan jumlah bola Logam dan Non Logam yang sudah dipisah.

Pada saat Powerdown maka sistem tidak akan bisa menjalankan apa apa kecuali ada sinyal interupt dari tombol Start. Nah setelah di Start ulang maka sistem bisa langsung meneruskan perhitungan jumlah bola Logam dan Non Logam tanpa harus mengulang dari awal.

Berikut video simulasinya :)

Berikut screenshoot konfigurasi ISIS

Berikut screenshoot konfigurasi Codevision

Berikut Source Code yg sdh Sy buat:

/*****************************************************
Chip type               : ATmega128
Program type            : Application
AVR Core Clock frequency: 10.000000 MHz
Memory model            : Small
External RAM size       : 0
Data Stack size         : 1024
*****************************************************/

#include <mega128.h>
#include <stdio.h>
#include <delay.h>
#include <sleep.h>

// Alphanumeric LCD functions
#include <alcd.h>

#define sensor_gaya PIND.5
#define sensor_logam PIND.4

bit start = 0;
unsigned int jumlah_logam, jumlah_nonlogam, bataswaktu;
char text[16];

// External Interrupt 0 service routine
interrupt [EXT_INT0] void ext_int0_isr(void)
{
// Place your code here
start |= 1; //untuk interlock (mengunci)
//start ^= 1; //untuk toggle (pada saat on jika ditekan maka akan jadi off, begitu pula sebaliknya)
PORTA.0 = 0;
bataswaktu = 0;
lcd_clear();
lcd_putsf("    Starting    ");
}

// Timer1 output compare A interrupt service routine
interrupt [TIM1_COMPA] void timer1_compa_isr(void)
{
// Place your code here
bataswaktu++;           //setiap 1/25 detik
}

// Declare your global variables here

void main(void)
{
// Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization
// Port A initialization
// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out
// State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0
PORTA=0x00;
DDRA=0xFF;

// Port B initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTB=0x00;
DDRB=0x00;

// Port C initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTC=0x00;
DDRC=0x00;

// Port D initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTD=0x00;
DDRD=0x00;

// Port E initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTE=0x00;
DDRE=0x00;

// Port F initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTF=0x00;
DDRF=0x00;

// Port G initialization
// Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTG=0x00;
DDRG=0x00;

// Timer/Counter 0 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer 0 Stopped
// Mode: Normal top=0xFF
// OC0 output: Disconnected
ASSR=0x00;
TCCR0=0x00;
TCNT0=0x00;
OCR0=0x00;

// Timer/Counter 1 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: 1250.000 kHz
// Mode: CTC top=OCR1A
// OC1A output: Discon.
// OC1B output: Discon.
// OC1C output: Discon.
// Noise Canceler: Off
// Input Capture on Falling Edge
// Timer1 Overflow Interrupt: Off
// Input Capture Interrupt: Off
// Compare A Match Interrupt: On
// Compare B Match Interrupt: Off
// Compare C Match Interrupt: Off
TCCR1A=0x00;
TCCR1B=0x0A;
TCNT1H=0x00;
TCNT1L=0x00;
ICR1H=0x00;
ICR1L=0x00;
OCR1AH=0xC3;
OCR1AL=0x50;
OCR1BH=0x00;
OCR1BL=0x00;
OCR1CH=0x00;
OCR1CL=0x00;

// Timer/Counter 2 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer2 Stopped
// Mode: Normal top=0xFF
// OC2 output: Disconnected
TCCR2=0x00;
TCNT2=0x00;
OCR2=0x00;

// Timer/Counter 3 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer3 Stopped
// Mode: Normal top=0xFFFF
// OC3A output: Discon.
// OC3B output: Discon.
// OC3C output: Discon.
// Noise Canceler: Off
// Input Capture on Falling Edge
// Timer3 Overflow Interrupt: Off
// Input Capture Interrupt: Off
// Compare A Match Interrupt: Off
// Compare B Match Interrupt: Off
// Compare C Match Interrupt: Off
TCCR3A=0x00;
TCCR3B=0x00;
TCNT3H=0x00;
TCNT3L=0x00;
ICR3H=0x00;
ICR3L=0x00;
OCR3AH=0x00;
OCR3AL=0x00;
OCR3BH=0x00;
OCR3BL=0x00;
OCR3CH=0x00;
OCR3CL=0x00;

// External Interrupt(s) initialization
// INT0: On
// INT0 Mode: Rising Edge
// INT1: Off
// INT2: Off
// INT3: Off
// INT4: Off
// INT5: Off
// INT6: Off
// INT7: Off
EICRA=0x03;
EICRB=0x00;
EIMSK=0x01;
EIFR=0x01;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization
TIMSK=0x10;

ETIMSK=0x00;

// USART0 initialization
// USART0 disabled
UCSR0B=0x00;

// USART1 initialization
// USART1 disabled
UCSR1B=0x00;

// Analog Comparator initialization
// Analog Comparator: Off
// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off
ACSR=0x80;
SFIOR=0x00;

// ADC initialization
// ADC disabled
ADCSRA=0x00;

// SPI initialization
// SPI disabled
SPCR=0x00;

// TWI initialization
// TWI disabled
TWCR=0x00;

// Alphanumeric LCD initialization
// Connections are specified in the
// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu:
// RS - PORTC Bit 0
// RD - PORTC Bit 2
// EN - PORTC Bit 1
// D4 - PORTC Bit 4
// D5 - PORTC Bit 5
// D6 - PORTC Bit 6
// D7 - PORTC Bit 7
// Characters/line: 16
lcd_init(16);

// Global enable interrupts
#asm("sei")
sleep_enable();
lcd_clear();
lcd_putsf("Pemisahan Logam.");
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_putsf("  Tekan Start!  ");

while (1)
      {
      // Place your code here
        if(sensor_logam)
            PORTA.2 = 0;
        else PORTA.2 = 1;
       
        while (start)
            {
                if(sensor_logam)
                    PORTA.2 = 0;
                else PORTA.2 = 1;
               
                if((sensor_gaya < 1) & (bataswaktu >= 25))  //sensor_gaya tidak dibuat = 0  karena meskipun tidak ditekan nilainya belum tentu sama dengan 0
                    {
                        PORTA.0 = 1;
                        lcd_clear();
                        lcd_putsf("   Power Down   ");
                        lcd_gotoxy(0,1);
                        lcd_putsf("Check & Restart!");
                        bataswaktu = 0;
                        powerdown();
                    }
               
                while (sensor_gaya)
                    {           
                       if (sensor_logam)
                       {     
                            jumlah_logam++;                          
                       }
                       else
                       {
                            jumlah_nonlogam++;                       
                       }
                      
                       PORTA.1 = 1;
                       delay_ms(100);   //untuk S1 dorong
                       PORTA.1 = 0;                  
                      
                       lcd_clear();
                      
                       sprintf(text,"Logam: %u  ", jumlah_logam);
                       lcd_gotoxy(0,0);
                       lcd_puts(text);
                      
                       sprintf(text,"Non Logam: %u  ", jumlah_nonlogam);
                       lcd_gotoxy(0,1);
                       lcd_puts(text);
                      
                       delay_ms(100);   //untuk S1 tarik
                       bataswaktu = 0;                               
                    }
            }
           
      }
}