Embedded Files
MODUL PEMBELAJARAN
Mata Pelajaran : Teknik Audio Video (TAV)
Kompetensi Keahlian : Teknik Audio Video
Judul Materi : Merancang Arsitektur (Rancang Bangun) Mikrokontroler
A. Pendahuluan
Perkembangan teknologi elektronika modern, khususnya pada bidang audio dan video, tidak dapat dilepaskan dari peran mikrokontroler. Mikrokontroler digunakan secara luas pada peralatan audio-video seperti mixer digital, sistem kontrol amplifier, kamera otomatis, smart speaker, sistem home theater, hingga perangkat IoT berbasis multimedia.
Sebagai peserta didik jurusan Teknik Audio Video, pemahaman mengenai arsitektur mikrokontroler menjadi sangat penting karena menjadi dasar dalam merancang, menganalisis, dan memperbaiki sistem elektronika berbasis kontrol digital. Materi ini membahas secara menyeluruh konsep rancang bangun mikrokontroler, mulai dari struktur internal, prinsip kerja, hingga penerapannya dalam sistem audio dan video.
B. Tujuan Pembelajaran
Setelah mempelajari modul ini, peserta didik diharapkan mampu:
Menjelaskan pengertian dan fungsi mikrokontroler.
Mengidentifikasi blok-blok utama arsitektur mikrokontroler.
Memahami prinsip kerja CPU, memori, dan sistem I/O pada mikrokontroler.
Menjelaskan alur kerja mikrokontroler dalam suatu sistem kontrol.
Merancang konsep rancang bangun mikrokontroler untuk aplikasi audio dan video.
Menganalisis kelebihan dan kekurangan beberapa arsitektur mikrokontroler.
C. Pengertian Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer mini dalam satu chip (single chip microcomputer) yang di dalamnya telah terintegrasi:
Central Processing Unit (CPU)
Memori program (ROM/Flash)
Memori data (RAM)
Port input/output (I/O)
Timer dan counter
Sistem interupsi
Periferal komunikasi (UART, SPI, I2C, dll)
Mikrokontroler dirancang khusus untuk mengendalikan perangkat elektronik secara otomatis berdasarkan program yang ditanamkan di dalamnya.
D. Perbedaan Mikrokontroler dan Mikroprosesor
E. Arsitektur Mikrokontroler
Arsitektur mikrokontroler adalah susunan dan hubungan antar blok internal yang membentuk sistem kerja mikrokontroler.
1. Blok Diagram Umum Mikrokontroler
Secara umum, arsitektur mikrokontroler terdiri dari:
CPU (Central Processing Unit)
Memori Program
Memori Data
Sistem Bus
Port Input/Output
Timer/Counter
Sistem Interupsi
Modul Periferal
2. Central Processing Unit (CPU)
CPU merupakan inti dari mikrokontroler yang berfungsi untuk:
Mengambil instruksi (fetch)
Menerjemahkan instruksi (decode)
Menjalankan instruksi (execute)
CPU terdiri dari:
ALU (Arithmetic Logic Unit): melakukan operasi aritmatika dan logika
Register: penyimpanan data sementara
Control Unit: mengatur jalannya instruksi
3. Sistem Memori
a. Memori Program (ROM/Flash)
Digunakan untuk menyimpan program utama. Bersifat non-volatile (data tidak hilang saat listrik mati).
b. Memori Data (RAM)
Digunakan untuk menyimpan data sementara selama program berjalan.
c. EEPROM (pada beberapa mikrokontroler)
Digunakan untuk menyimpan data konfigurasi yang perlu dipertahankan meskipun daya mati.
4. Sistem Bus
Bus adalah jalur komunikasi internal yang menghubungkan seluruh blok mikrokontroler, terdiri dari:
Bus Data
Bus Alamat
Bus Kontrol
5. Port Input dan Output (I/O)
Port I/O berfungsi sebagai antarmuka antara mikrokontroler dengan perangkat luar seperti:
Sensor audio
Tombol kontrol
Display
Relay
Driver amplifier
Setiap pin dapat dikonfigurasi sebagai input atau output melalui program.
6. Timer dan Counter
Timer dan counter digunakan untuk:
Mengatur delay waktu
Mengukur frekuensi sinyal
Membuat PWM (Pulse Width Modulation)
PWM sangat penting dalam aplikasi audio dan video, misalnya untuk pengaturan volume digital dan kontrol motor kamera.
7. Sistem Interupsi
Interupsi memungkinkan mikrokontroler menghentikan sementara program utama untuk menangani kejadian tertentu, seperti:
Tombol ditekan
Data komunikasi masuk
Timer overflow
8. Modul Komunikasi
Beberapa modul komunikasi umum:
UART/USART: komunikasi serial
SPI: komunikasi cepat antar perangkat
I2C: komunikasi antar IC
Dalam sistem audio-video, modul ini digunakan untuk komunikasi dengan DAC, ADC, dan modul display.
F. Jenis Arsitektur Mikrokontroler
1. Arsitektur Von Neumann
Program dan data berada pada satu memori
Menggunakan satu bus
Sederhana namun lebih lambat
2. Arsitektur Harvard
Memori program dan data terpisah
Bus terpisah
Kecepatan lebih tinggi
3. Arsitektur Modified Harvard
Kombinasi Harvard dan Von Neumann
Banyak digunakan pada mikrokontroler modern (AVR, ARM)
G. Rancang Bangun Mikrokontroler
Rancang bangun mikrokontroler meliputi:
Menentukan fungsi sistem
Memilih jenis mikrokontroler
Merancang rangkaian minimum system
Menentukan periferal pendukung
Menyusun alur program (flowchart)
Contoh Rancang Bangun Sistem Audio
Aplikasi: Kontrol volume digital amplifier
Input: Tombol / encoder
Proses: Mikrokontroler
Output: IC volume digital / PWM
H. Penerapan Mikrokontroler pada Teknik Audio Video
Mixer audio digital
Sistem equalizer otomatis
Kontrol kamera PTZ
Audio processor
Smart display video
I. Keselamatan Kerja
Gunakan catu daya sesuai spesifikasi
Hindari hubung singkat
Gunakan alat ukur dengan benar
Matikan daya saat merakit rangkaian
J. Rangkuman
Mikrokontroler adalah pusat kendali sistem elektronika modern. Dengan memahami arsitektur dan rancang bangunnya, peserta didik mampu merancang sistem kontrol audio-video yang efisien, stabil, dan profesional.
K. Evaluasi
Soal Pilihan Ganda
Bagian mikrokontroler yang berfungsi melakukan operasi logika adalah...
Arsitektur yang memisahkan memori program dan data adalah...
Soal Uraian
Jelaskan fungsi timer pada mikrokontroler dalam sistem audio!
Gambarkan blok diagram arsitektur mikrokontroler dan jelaskan fungsinya!
Guru Pengampu
Abdul Mustajib
Page updated
Google Sites
Report abuse