Yang perlu diketahui tentang microcontroller

Benda apa yang hampir selalu ada pada perangkat elektronik modern? Jawabannya adalah microcontroller. Bila mesin cuci atau oven microwave di rumah Anda memiliki LED atau layar LCD dan keypad, dipastikan ada microcontroller di dalamnya. Demikian pula dengan mobil-mobil modern, yang paling tidak memiliki satu microcontroller di dalamnya untuk mengontrol mesin, rem anti-lock, power window, dan lain-lain.

Semua perangkat yang memiliki remote control, seperti pesawat tv, CD/DVD player, high-end stereo system, dipastikan juga memiliki microcontroller. Kamera SLR dan digital, ponsel, kamera video, printer laser, pesawat telepon (yang memiliki fitur caller ID, phonebook, dan sebagainya), dan masih banyak lagi perangkat elektronik rumah tangga lainnya, juga dipastikan dilengkapi dengan microcontroller.

Lantas, makhluk seperti apakah yang dinamakan microcontroller tersebut, dan apa ciri-cirinya? Jawabannya sangat sederhana: microcontroller sebenarnya adalah sebuah komputer. Semua komputer, baik itu PC desktop, notebook dan netbook, komputer server dan datacenter, atau sebuah microcontroller, memiliki beberapa kesamaan, antara lain:

• Semuanya memiliki CPU (central processing unit) yang mengeksekusi program.
• CPU tersebut memuat (load) program dari suatu tempat. Pada PC Anda, misalnya web browser dimuat dari dalam harddisk.
• Komputer memiliki beberapa RAM (random access memory) sebagai tempat untuk menyimpan variabel.
• Terakhir, komputer memiliki perangkat input dan output (I/O) sebagai interface untuk berkomunikasi dengan manusia. Perangkat input pada PC Anda adalah mouse dan keyboard. Sementara monitor dan printer adalah perangkat output. Sebuah harddisk juga memiliki sistem I/O.

Karakteristik Microcontroller

PC yang Anda gunakan merupakan sebuah "komputer multi-fungsi" yang dapat menjalankan banyak program. Sedangkan microcontroller adalah sebuah "komputer fungsi khusus" yang hanya menjalankan satu pekerjaan. Terdapat beberapa karakteristik umum yang mendefinisikan microcontroller. Jika sebuah komputer cocok dengan sebagian besar karakteristik tersebut, Anda bisa menyebutnya microcontroller. Karakteristik tersebut antara lain:

• Microcontroller disematkan (embedded) di dalam perangkat lain (biasanya produk-produk konsumer) untuk mengontrol fitur atau kegunaan dari perangkat tersebut. Oleh sebab itu, nama lain dari microcontroller adalah "embedded controller”
• Microcontroller dirancang khusus untuk satu pekerjaan dan menjalankan satu program spesifik. Program tersebut disimpan di dalam ROM (read-only memory), dan biasanya tidak berubah.
• Microcontroller biasanya membutuhkan asupan daya yang rendah (low power). Bila PC Anda selalu terhubung dengan listrik AC (alternating current) memakan daya hingga 50 watt, maka sebuah microcontroller yang ditenagai oleh baterai biasanya hanya membutuhkan daya 50 milliwatt.
• Microcontroller memiliki perangkat input yang tetap (dedicated), dan biasanya (tapi tidak selalu) memiliki LED atau LCD untuk menampilkan output. Uniknya, mengontrol perangkat tersebut dengan mengirimkan sinyal kepada komponen lain di dalam perangkat itu sendiri.
• Microcontroller biasanya mungil dan murah. Komponen-komponen pembangunnya dipilih untuk meminimalkan ukuran dan semurah mungkin.
• Microcontroller kadang kala, meski tidak selalu, bekerja pada suhu yang ekstrem. Microcontroller pada mesin mobil, misalnya, mampu bekerja dengan baik pada suhu -34° Celcius di daerah bersalju, hingga suhu 80° Celcius bila mesin dihidupkan.

Prosesor yang digunakan pada microcontroller sangat bervariasi. Sebagai contoh, pada beberapa ponsel, prosesor yang digunakan adalah Z80, sebuah microporocessor 8-bit yang dikembangkan pada 1970-an, dan digunakan di dalam komputer rumahan pada waktu itu. Pada beberapa perangkat GPS, prosesor yang digunakan adalah versi low-power dari Intel 80386, yang aslinya digunakan pada PC desktop.

Pada banyak produk rumah tangga, seperti mesin cuci dan oven microwave, kebutuhan akan CPU cukup rendah. Dalam hal ini, pabrik-pabrik peralatan elektronik rumah tangga menggunakan chip yang dirancang khusus agar murah, kecil, low-power, dan disematkan langsung di dalam microcontroller. Motorola 6811 dan Intel 8051 adalah dua contoh chip yang memenuhi kriteria di atas.

Sebuah chip khas microcontroller low-end dapat memiliki 1.000 byte ROM, dan 20 byte RAM, termasuk delapan pin I/O di dalamnya. Dalam kuantitas yang besar, harga chip ini beberapa sen saja. Anda tentu tidak bisa menjalankan Microsoft Word di dalam chip seperti ini (Microsoft Word membutuhkan paling tidak 30 megabyte RAM, dan sebuah prosesor yang menjalankan jutaan instruksi dalam satu detik). Namun, Anda juga tidak membutuhkan Microsoft Word untuk menjalankan mesin cuci atau oven microwave, bukan? (hr)