Mikroprosessor dan Sistem Embedded, Microprosessor and Embedded System

1. Laporan Project Based Learning Mata Kuliah
VE230310 – Mikroprosesor dan Sistem Embedded
Semester Ganjil 2023/2024
IT Support & Networking
Disusun oleh:
M Akbar Hidayatullah
2040221038
Program Studi Sarjana Terapan Teknologi Rekayasa Otomasi
Departemen Teknik Elektro Otomasi
Fakultas Vokasi
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Desember 2023

2. DAFTAR ISI
RINGKASAN..............................................................................Error! Bookmark not defined.
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................................ 3
I.1 Deskripsi Project............................................................................................................... 3
I.2 Target dan Cakupan Project.............................................................................................. 3
BAB II MATERI MATA KULIAH MIKROPROSESOR DAN SISTEM EMBEDDED........ 6
2.1 Capaian Pembelajaran Mata Kuliah.................................................................................. 6
2.2 Materi Perkuliahan............................................................................................................ 6
BAB III ANALISA KORELASI PROJECT DENGAN MATA KULIAH.............................. 13
BAB IV MATERI YANG PERLU DIPERDALAM ................................................................ 14
DAFTAR PUSTAKA................................................................................................................. 15

3. RINGKASAN
Pekembangan dalam teknologi komunikasi modern telah memuncukan berbagai inovasi untuk solusi
yang lebih canggih dan efisien. Salah satu inovasi terpenting saat ini adalah penggunaan teknologi
Fiber Optic. Kemampuanya untuk mentransmisikan data dengan kecepatan tinggi melalui serat kaca,
telah mendorong perkembangan dalam sistem komunikasi saat ini. Kecepatan transmisi data
memungkinkan pengiriman informasi dalam jumlah besar dalam waktu yang singkat, serta mendukung
penggunaan aplikasi yang membutuhkan bandwidth tinggi. Fiber Optic memiliki kapasitas transimisi
yang lebih besar dibandingkan dengan kabel tembaga konvensional, sehingga memungkinkan
peningkatan kapasitas jaringan, mendukung pertumbuhan pesat penggunaan internet, cloud
computing, dan aplikasi berat lainnya tanpa kekhawatiran terkait kapasitas jaringan yang terbatas.
Penggunaan Fiber Optic memiliki tingkat gangguan yang rendah, karena serat kaca tidak rentan
terhadap inerferensi gelombgan elektromagnetik. Terlepas dari keunggulan penggunaan jaringan
Fiber Optic tentunya ada juga kekurangan yang dimilikinya. Dalam proses pengerjaanya
membutuhkan peralatan khusus karena sifat kabel yang terbuat dari serat kaca itu mudah patah,
sehingga diperlukan keahlian khusus agar proses pengerjaan dapat diselesaikan dengan baik.
Kata Kunci: Fiber Optic, Transmisi Data, Gelombang Elektromagnetik

4. BAB I PENDAHULUAN
1.1 Deskripsi Project
Di dalam Project IT Support dan Networking memiliki tugas utama yaitu instalasi kabel Fiber Optic
untuk menyalurkan jaringan internet sesuai dengan permintaan pelanggan. Dalam pengerjaanya dibagi
menjadi beberapa tugas khusus yaitu Aktivasi, Penanganan Gangguan, dan Preventive Maintenance.
Aktivasi dilakukan dengan tujuan untuk membangun sebuah jaringan pada suatu daerah dan
pemasangan jaringan baru di tempat pelanggan. Penanganan Gangguan dikerjakan ketika terjadi
gangguan baik di sisi pelanggan ataupun provider jaringan itu sendiri. Gangguan dapat terjadi akibat
kabel putus, kerusakan perangkat, kesalahan penempatan port, dan sebagianya. Preventive Maintenance
biasanya dilakukan di POP (Point of Presence) yaitu tempat perangkat komunikasi yang saling
terhubung dari internet service provider ke pelanggan, tugas yang dikerjakan adalah pengecekan,
pembersihan, hingga perbaikan perangkat.
1.2 Target dan Cakupan Project
1.2.1 Target
Target dari proyek IT Support & Networking adalah bagaimana dapat memahami konsep
yang digunakan pada jaringan fiber optik dimulai dari sistem penyaluran data dari server
jaringan yang awalnya dalam bentuk sinyal listrik digital setelah itu akan diubah menjadi
sinyal cahaya yang nantinya akan melewati kabel fiber sampai kepada pelanggan. Pekerjaan
yang dilakukan memiliki beberapa target pelanggan, yang pertama adalah dari jalur fiber to
the home (FTTH) biasanya disebut Retail. Kemudian apabila berasal dari perusahaan atau
pabrik biasanya disebut Corporate. Di tempat pelanggan akan disediakan pernangkat yang
berfungsi sebagai pengubah sinyal cahaya menjadi sinyal digital hingga bisa dimanfaatkan
oleh pelanggan tersebut.
1.2.2 Cakupan Project
Aktivasi
Bertujuan untuk membangun jaringan pada suatu daerah dan pemasangan jaringan baru di
tempat pelanggan.
a. Masa Penyelesaian Pekerjaan
Survey : 1 Minggu

5. Perizinan : 1 Minggu – 1 Bulan
Eksekusi Lapangan : 2 Minggu – 1 Bulan
Pembuatan Laporan : 2 Minggu
Revisi dan Penagihan : 2 Minggu
b. Tahapan Pekerjaan
Pemasangan Kwh : Sebagai supplai daya untuk mengaktifkan
perangkat
Instalasi Perangkat di Kabinet : Untuk menyalurkan internet dari PoP
(Point of Presence)
Instalasi Joint Box (JB) : Sebagai terminal untuk beberapa kabel
pada jalur yang berbeda
Instalasi Fiber Distribution Box (FDT) : Sebagai terminal untuk setiap jalur kabel
Instalasi Fiber Acces Terminal (FAT) : Untuk menyalurkan kabel menuju tempat
pelanggan
Penanganan Gangguan
Penanganan gangguan dikerjakan ketika terjadi gangguan baik di sisi pelanggan ataupun
provider jaringan itu sendiri. Gangguan dapat terjadi akibat kabel putus, kerusakan perangkat,
kesalahan penempatan port, dan lainya.
a. Masa Penyelesaian Pekerjaan
Tiket Pekerjaan Gangguan : 1 Hari
Eksekusi Lapangan : 1 – 3 Hari
Pembuatan Laporan : 1 – 3 Hari
Revisi dan Penagihan : 2 Minggu
b. Tahapan Pekerjaan
Pengecekan Kerusakan : Mencari titik kerusakan yang menyebabkan
gangguan
Pengukuran Jarak Kabel : Mengetahui titik kabel putus atau untuk mencari
titik perangkat terdekat
Jointing Core : Menyambung core yang putus
Labeling Core : Memberi label pada core supaya lebih mudah untuk
mencari sambungan core

6. Preventive Maintenance (PM)
Kegiatan ini biasanya dilakukan di POP (Point of Presence) yaitu tempat perangkat
komnunikasi yang saling terhubung dari internet service provider ke pelanggan.
a. Masa Penyelesaian Pekerjaan
Tiket Pekerjaan PM : 1 Hari
Eksekusi Lapangan : 1 – 2 Jam
Pembuatan Laporan : 1 Hari
Revisi dan Penagihan : 2 Minggu
b. Tahapan Pekerjaan
Pembuatan Working Permit : Digunakan untuk perizinan masuk ke gardu
induk
Pengecekan Perangkat : Mencari perangkat yang kemungkinan
sudah rusak
Pembersihan Perangkat : Membersihkan keseluruhan perangkat yang
ada
Uji Coba Ketahanan Perangkat : Melakukan pengetesan pada baterai dan
rectifier

7. BAB II MATERI MATA KULIAH MIKROPROSESOR DAN SISTEM
EMBEDDED
1.1 Capaian Pembelajaran Mata Kuliah
 Mampu memahami konsep dasar & arsitektur mikroprosesor dan mikrokontroler
 Mampu memahami Set Intruksi Mesin, Antarmuka I/O, Unit Pemrosesan Dasar, dan Sistem
memori
 Mampu melakukan pemrograman menggunakan mikrokontroler AVR
 Mampu membuat integrasi mikrokontroler AVR dengan masukan (sensor) dan keluaran
(aktuator)
1.2 Materi Perkuliahan
1.2.1 Dasar & Arsitektur Mikroprosesor dan Mikrokontroler
1) Mikroprosesor dalam elektronika sering disebut sebagai Central Processing Unit
(CPU) atau Microprocessor Unit (MPU). Mikroprosesor yang pertama kali ditemukan adalah
4 Bit CPU Intel 4004 dengan kecepatan 740kHz). Perkembangan miroprosesor sampai saat ini
yaitu Intel Core I-9 generasi ke-10 dengan kecepatan 5.30 GHz)
Konstruksi mikroprosesor terdiri dari :
 Arithmetic Logic Unit (ALU)
Berfungsi melaksanakan operasi aritmatika seperti penjumlahan (ADD), pengurangan
(SUB), perkalian (MUL), dan pembagian (DIV) dan juga operasi logika meliputi logika
AND, OR, XOR, Complement, Negasi.
 Register Unit (RU)
Berfungsi sebagai tempat menyimpan data dan tempat menyimpan hasil operasi. Hasil
operasi pengolaham pada ALU disimpan dalam register khusus yang disebut
“Akumulator”
 Control Unit (CU)

8. Berfungsi untuk mengendalikan aliran data pada saluran data (Data Bus) dan saluran
Alamat (Address Bus), kemudian menfasirkan dan mengatur sinyal yang terdapat pada
saluran pengendali (Control Bus)
Mikroprosesor memerlukan unit lain untuk bekerja meliputi unit memori dan unit I/O
CPU Bekerja mengatur pengendalian dan proses alih data yang terjadi dalam
mikroprosesor
Data Bus merupakan alih data dari mikroprosesor ke unit I/O dan unit memori atau
sebaliknya.
READ isitilah apabila alih data berasal dari Unit I/O dan Unit Memori menuju
Mikroprosesor, WRITE apabila alih data berasal dari Mikroprosesor menuju Unit I/O
dan Unit Memori. Proses Read dan prosess Write dikendalikan oleh Control Bus
Bus Alamat, mengatur lokasi Alamat Unit I/O dan Memori dari mana data
diambil/dikirim
2) Mikrokontoller merupakan sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian
elektronik dan umumnya dapat menyimpan program didalamnya. Mikrokontroller umumnya
terdiri dari CPU, Memori, I/O tertentu dan unit pendukung seperti analog-to-digital converter
(ADC) yang sudah terintegrasi di dalamnya.
Jenis – Jenis Mikrokontroller
 Mikrokontroler 4 Bit
Mikrokontroler TMS 1000 dikenalkan oleh Texas Instrument, Mikrokontroler 4 bit
hanya mampu memproses data maksimal 4 bit dalam satu waktu
 Mikrokontroler 8 Bit
AT mega 328 adalah mikrokontroller RISC 8 bit yang dibuat oleh Atmel termasuk
dalam keluarga megaAVR
 Mikrokontroler 16 Bit
Intel 8906 adalah mikrokontoller yang dibuat oleh Intel. Fitur utama dari keluarga
MCS-96 termasuk memori on-chip, pengontrol bus, Register to register, dan
addressability flat langsung dari blok besar (256 atau lebih)
 Mikrokontroler 32 Bit
Dibuat oleh Microchip dengan seri PIC32MZ2064 dengan fitur kecepatan 200 MHz,
45-channel module, memory management unit untuk embedded OS, analog
comparators.

9. Konstruksi mikrokontroller terdiri dari :
 Mikroprosesor
Berfungsi melaksanakan operasi aritmatika seperti penjumlahan (ADD), pengurangan
(SUB), perkalian (MUL), dan pembagian (DIV) dan juga operasi logika meliputi logika
AND, OR, XOR, Complement, Negasi.
 Memori
Terdiri dari beberapa jenis antara lain memori program (Flash Memori) dan memori
data. Data memori terdiri dari dua macam yaitu, SRAM (Sifatnya sementara) dan
EEPROM (Sifatnya permanen)
 Input dan Output
Merupakan bagian yang terhubung langsung ke perangkat luar. I/O dapat berupa jalur
data digital, data analog, ataupun bus komunikasi data (RS232, I2C, SPI).
 Timer / Counter
Bagian ini berfungsi untuk melakukan penjadwalan waktu (timer). Selain itu juga bisa
digunakan untuk menggenerate sinyal dengan frekuensi dan periode tertentu.
 Bus
Merupakan jalur fisik yang menghubungkan CPPU dengan memori dan unit lain dari
mikrokontroller. Aliran data yang melalui bus dikontrol oleh CPU melalui jalur kendali
(Control line).
Funsgi tiap kelompok bus :
- Data Bus – 8 bit : Untuk transfer data, input dan output bisa dua arah, bus
ini terhubung dengan data bus eksternal device
- Address Bus – 16 bit : Untuk memberi Alamat pada perangkat eksternal
seperti eksternal memori dan perangkat yang terhubung

10. - Control Bus : Untuk mengontrol perangkat eksternal yang terhubung.
Seperti kontrol input (Read) data dan output (Write) data, serta fungsi-
fungsi koordinasi dengan perangkat yang terhubung seperti permintaan
interrupt dari perangkat.
1.2.2 Sistem Berbasis Mikroprosesor dan Mikrokontroler Dalam Praktek
Sistem berbasis mikroprosesor yaitu pengaplikasian nya pada modem router wifi Dimana di
dalam nya terintegrasi dengan integrated circuit berupa mikroprosesor dan terdiri dari beberapa
komponen pendukung agar mikroprosesor dapat melakukan pemrosesan komponen pendukungnya
antara lain
• Unit mikroprosesor atau Microprocessor
Unit ( MPU) atau CPU
• Unit memori baca atau Read Only
Memory (ROM)
• Unit memori baca tulis atau Read Write
Memory (RWM)
• Unit detak/Clock sebagai penggerak
sinkronisasi sistem
Mikrokontroler adalah komputer mikro dalam satu chip tunggal. Mikrokontroler memadukan
CPU, ROM, RWM, I/O paralel, I/O seri, counter-timer, dan rangkaian clock dalam satu chip tunggal.
Mikrokontroler berbeda dengan mikroprosesor dalam beberapa hal. Mikrokontroler memadukan
memori untuk menyimpan program atau data pheriperal I/O untuk berkomunikasi dengan alat luar.
Pemanfaatan mikrokontroler saat sangat populer di bidang kendali dan instrumentasi elektronik
1.2.3 Antarmuka Masukan dan Keluaran Pada Mikrokontroler AVR
Untuk mengatur antar muka pada mikrokontroller ATMega16 mempunyai empat buah port
yang bernama PortA, PortB, PortC, dan PortD. Keempat port tersebut merupakan jalur bidirectional
dengan pilihan internal pull-up. Tiap port mempunyai tigabuah register bit, yaitu DDxn, PORTxn, dan
PINxn. Huruf ‘x’mewakilinama huruf dari port sedangkan huruf ‘n’ mewakili nomor bit.
BitDDxn terdapat pada I/O address DDRx, bit PORTxn terdapat padaI/O address PORTx, dan
bit PINxn terdapat pada I/O address PINx. Bit DDxn dalam register DDRx (Data Direction Register)
menentukan arah pin. Bila DDxn diset 1 maka Px berfungsi sebagai pin output. Bila DDxn diset 0 maka
Px berfungsi sebagai pin input.Bila PORTxn diset 1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin input, maka
Resistor pull-up akan diaktifkan. Untuk mematikan resistor pull-up, PORTxn harus diset 0 atau
pin dikonfigurasi sebagai pin output. Pin port adalah tri-state setelah kondisi reset. Bila PORTxn diset
1 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 1. Dan bila PORTxn

11. diset 0 pada saat pin terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 0.
Saat mengubah kondisi port dari kondisi tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) ke kondisi output high
(DDxn=1, PORTxn=1) maka harus ada kondisi peralihan apakah itu kondisi pull-up enabled (DDxn=0,
PORTxn=1) atau kondisi output low (DDxn=1, PORTxn=0). Biasanya, kondisi pull-up enabled dapat
diterima sepenuhnya.
Impedansi tinggi tidak memperhatikan perbedaan antara sebuah strong high driver dengan
sebuah pull-up. Jika ini bukan suatu masalah, maka bit PUD pada register SFIOR dapat diset 1 untuk
mematikan semua pull-up dalam semua port. Peralihan dari kondisi input dengan pull-up ke kondisi
output low juga menimbulkan masalah yang sama. Kita harus menggunakan kondisi tri-state (DDxn=0,
PORTxn=0) atau kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=0) sebagai kondisi transisi.
Bit 2 – PUD : Pull-up Disable
Bila bit diset bernilai 1 maka pull-up pada port I/O akan dimatikan walaupun register DDxn dan
PORTxn dikonfigurasikan untuk menyalakan pull-up (DDxn=0, PORTxn=1).
1.2.4 Selaan dan Pelengkapan Internal Pada Mikrokontroler AVR
Adapun perlengkapan internal pada mikrokontroller AVR adalah sebagai berikut
1. Memori: Memiliki SRAM Internal 1Kbyte, memori program Flash 8 Kb, dan EEPROM 512
Bytes.
2. Port I/O: Ini memiliki tiga port, yaitu port-B, port-C dan port-D dan 23 jalur I/O dapat
diperoleh dari port-port ini.
3. Interupsi: Dua sumber Interupsi Eksterior terletak di port D. Sembilan belas vektor interupsi
yang berbeda mendukung sembilan belas peristiwa yang dihasilkan oleh periferal interior.
4. Timer/Counter: Ada 3-Internal Timer yang dapat diakses, 8 bit-2, 16 bit-1, menghadirkan
berbagai mode operasi & mendukung clocking internal/eksternal.
5. Serial Peripheral Interface (SPI): Mikrokontroler ATmega8 memiliki tiga perangkat
komunikasi terintegrasi. Salah satunya adalah SPI, 4-pin dialokasikan untuk Mikrokontroler
untuk mengimplementasikan sistem komunikasi ini.
6. USART: USART adalah salah satu solusi komunikasi paling kuat. Mikrokontroler ATmega8
mendukung skema transmisi data yang sinkron & asinkron. Ada tiga pin yang dialokasikan

12. untuk itu. Dalam banyak proyek komunikasi, modul USART banyak digunakan untuk
komunikasi dengan PC-Mikrokontroler.
7. Two Wire Interface (TWI): TWI adalah perangkat komunikasi lain yang hadir dalam
Mikrokontroler ATmega8. Hal ini memungkinkan desainer untuk mengatur komunikasi antara
dua perangkat menggunakan dua kabel bersama dengan koneksi GND bersama, Karena output
daya TWI dibuat dengan menggunakan kolektor terbuka, maka resistor pull-up eksternal adalah
wajib. untuk membuat rangkaian.
8. Komparator Analog: Modul ini tergabung dalam rangkaian terintegrasi yang menawarkan
fasilitas kontras antara dua tegangan yang terhubung ke dua input komparator melalui pin
eksternal yang terkait dengan Mikrokontroler.
9. ADC: ADC (konverter analog ke digital) dapat mengubah sinyal input daya analog menjadi
data digital dengan resolusi 10-bit. Untuk maksimum aplikasi low-end, resolusi sebanyak ini
sudah cukup.
1.2.5 Pemrograman Mikrokontroler
Pemrograman mikrokontroller menggunakan Bahasa C atau Bahasa C++ yang dapat diartikan
sebagai Bahasa basic pada Bahasa pemrograman selain itu Bahasa pemrograman ini merupakan
general-purpose programming language yakni Bahasa pemrograman yang dapat membuat berbagai
aplikasi apabila ditinjau dari segi struktur penyusunnya maka bahasa pemrograman ini termasuk
Konsep pemrograman prosedural dimana sebuah metode pemrograman yang setiap baris perintah
diproses secara berurutan dari baris paling atas hingga baris paling bawah. Selain itu bisa terdapat fungsi
tambahan (function) yang digunakan untuk menyelesaikan berbagai tugas.
1.2.6 Perancangan Sistem Berbasis Mikrokontroler AVR
1. Arduino Mega menerima data dari sensor DHT11 tentang suhu dan tingkat kelembaban ruang server.
2. Setelah sensor DHT11 mengirimkan data, Arduino Mega mengolah data tersebut dan mengirimkan
respon ke AC melalui modul KY-005 berupa kenaikan suhu atau penurunan suhu.
3. Dengan menggunakan antarmuka Ethernet, Ethernet Shield akan mengirimkan informasi suhu dan
kelembapan ke server melalui internet.
4. Data suhu dan kelembaban akan tersimpan di database jika koneksi ke server berhasil. Di server,
skrip PHP dibuat untuk melakukan proses ini.

13. 5. Aplikasi online memungkinkan pengguna untuk memantau suhu dan tingkat kelembapan. dimana
data dari database yang telah disimpan dengan interval satu jam akan ditampilkan oleh aplikasi.
6. Jika suhu ruangan ditemukan lebih tinggi dari suhu optimal yang dipilih, sistem akan memberi tahu
pengguna.

14. BAB III ANALISA KORELASI PROJECT DENGAN MATA KULIAH
 Fiber optik memiliki kapasitas transmisi yang tinggi, memungkinkan transmisi data dengan
kecepatan tinggi antara mikroprosesor dan perangkat embedded. Ini dapat meningkatkan
kinerja sistem dan memungkinkan transfer data yang lebih cepat.
 Fiber optik tidak sensitif terhadap interferensi elektromagnetik dan gangguan frekuensi radio,
yang seringkali menjadi masalah dalam lingkungan yang padat dengan peralatan elektronik.
Dalam sistem embedded di mana ketahanan terhadap interferensi sangat penting, penggunaan
fiber optik dapat meningkatkan keandalan komunikasi.
 Fiber optik mampu mentransmisikan data pada jarak yang jauh tanpa kehilangan sinyal yang
signifikan. Dalam sistem embedded yang mungkin memiliki perangkat tersebar di lokasi yang
jauh satu sama lain, fiber optik dapat menjadi pilihan yang baik untuk transmisi data.
 Fiber optik memberikan tingkat keamanan tambahan karena sulit untuk diintersepsi atau
dimanipulasi. Ini dapat menjadi pertimbangan penting dalam sistem embedded yang
mengandung data sensitif atau di mana keamanan informasi kritis.

15. BAB IV MATERI YANG PERLU DIPERDALAM
 Dasar & Arsitektur Mikroprosesor
 Antarmuka I/O Dasar, Unit Pemrosesan Dasar
 Sistem Memori
 Arsitektur Komputer dan Sistem Embedded ARM Cortex-M

16. DAFTAR PUSTAKA
[1] Bielajew, Alex F. 2010. Introduction to Computers and Programming Using C++ and MATLAB.
America.
[2] Erawan, Lalang. 2013. Flowchart.
[3] Rambe, Periyanti Purnamasari. 2021. Teori Aatau Konsep Algoritma Pemrograman. Makalah.