1. Apa itu Sistem Embedded?
Sistem Embedded adalah sistem komputer yang dirancang khusus untuk melakukan satu atau beberapa fungsi tertentu dalam sebuah sistem yang lebih besar. Berbeda dengan komputer umum (PC, laptop), sistem embedded biasanya "tersembunyi" (embedded) di dalam perangkat dan pengguna mungkin tidak menyadari keberadaannya.
Definisi Formal
Sistem embedded adalah kombinasi dari hardware dan software komputer yang dirancang untuk fungsi khusus, seringkali dengan kendala real-time, dan dapat berupa bagian dari sistem yang lebih besar atau produk mandiri.
Karakteristik Sistem Embedded
| Karakteristik | Deskripsi | Contoh |
|---|---|---|
| Single-functioned | Menjalankan program khusus yang sudah ditentukan | Microwave hanya memanaskan makanan |
| Tightly constrained | Sumber daya terbatas (memori, prosesor, daya) | Remote control dengan baterai kecil |
| Reactive & Real-time | Harus merespons event eksternal dalam waktu tertentu | Airbag mobil harus mengembang dalam milidetik |
| Low power consumption | Konsumsi daya rendah untuk efisiensi energi | Sensor IoT dengan baterai bertahun-tahun |
| Low cost | Biaya produksi rendah untuk produksi massal | Mainan elektronik murah |
2. Komponen Utama Sistem Embedded
Sebuah sistem embedded terdiri dari beberapa komponen utama yang bekerja sama untuk menjalankan fungsi tertentu:
Komponen Hardware
- Mikrokontroler/Mikroprosesor - Otak sistem
- Memori - ROM untuk program, RAM untuk data
- Peripheral I/O - Port input/output
- Sensor & Aktuator - Interface dengan dunia nyata
- Power Supply - Sumber daya sistem
Komponen Software
- Firmware - Program yang tersimpan di ROM
- Device Drivers - Pengendali hardware
- Operating System - OS real-time (jika ada)
- Application Software - Logika aplikasi
Simulasi Sistem Embedded Sederhana
3. Embedded vs General Purpose Computer
| Aspect | Sistem Embedded | Komputer Umum |
|---|---|---|
| Tujuan | Fungsi spesifik/tunggal | Fungsi umum/beragam |
| Pengguna | Biasanya tidak berinteraksi langsung | Interaksi langsung dengan user |
| Sumber Daya | Terbatas dan dioptimalkan | Berkelimpahan dan general |
| Kinerja | Deterministic dan real-time | High throughput |
| Biaya | Rendah (produksi massal) | Tinggi (unit individual) |
| Contoh | Microwave, remote, sensor IoT | PC, Laptop, Server |
4. Aplikasi Sistem Embedded
Dalam Kehidupan Sehari-hari
- Elektronik Konsumen: TV, AC, kulkas, mesin cuci
- Otomotif: ECU, ABS, airbag, entertainment system
- Kesehatan: Alat monitor pasien, pacemaker
- Telekomunikasi: Router, modem, smartphone
- Industri: PLC, robot, sistem kontrol
Tantangan Desain Embedded
Desainer sistem embedded harus mempertimbangkan trade-off antara performa, biaya, daya, ukuran, dan keandalan. Optimasi dilakukan pada level hardware dan software untuk mencapai tujuan spesifik.
5. Konsep Pemrograman Embedded
Pemrograman sistem embedded berbeda dengan pemrograman aplikasi desktop. Berikut contoh sederhana program embedded untuk menyalakan LED:
#include
#include
#define LED_PIN PB0
#define DELAY_MS 500
int main(void) {
// Set PB0 sebagai output
DDRB |= (1 << LED_PIN);
// Loop tak terhingga
while(1) {
// Nyalakan LED (active high)
PORTB |= (1 << LED_PIN);
_delay_ms(DELAY_MS);
// Matikan LED
PORTB &= ~(1 << LED_PIN);
_delay_ms(DELAY_MS);
}
return 0; // Tidak akan pernah tercapai
}
Penjelasan Kode
DDRB- Data Direction Register untuk PORT BPORTB- Output register untuk PORT B_delay_ms()- Fungsi delay dalam milidetik- Bit manipulation dengan operator
|(OR) dan&(AND)
Latihan Praktikum
Tugas untuk memperdalam pemahaman konsep sistem embedded
Tugas 1: Analisis Sistem Embedded
Pilih satu perangkat elektronik di sekitar Anda (microwave, remote TV, mesin cuci, dll) dan analisis:
- Fungsi utama sistem embedded dalam perangkat tersebut
- Komponen input dan output yang digunakan
- Karakteristik sistem embedded yang diterapkan
- Kendala desain yang mungkin dihadapi
Tugas 2: Diagram Blok Sistem
Buat diagram blok sistem embedded untuk smart home thermostat dengan komponen:
- Sensor suhu dan kelembaban
- Display LCD untuk menampilkan informasi
- Tombol untuk setpoint suhu
- Relay untuk kontrol pemanas/AC
- Modul WiFi untuk monitoring remote