TUTORIAL : Memanfaatkan ICP (INPUT CAPTURE PIN) sebagai penghitung lebar pulsa

Berawal ketika mendapatkan sensor ultrasonic untuk ranging/deteksi jarak, jenis Ping)) (buatan paralax) dan berdasarkan datasheet diketahui bahwa sensor memiliki response terhadap jarak setelah diberikan trigger seperti gambar dibawah ini :

Setelah sinyal mendapatkan perintah melalui pulsa 10us pada pin SIG kemudian bagian Transmit dari ping)) akan mengeluarkan sinyal burst 20us dengan frekuensi 40khz, dan ketika mendapatkan halangan sebuah benda didepannya maka suara ultrasonic ini akan dipantulkan kembali dan kemudian dapat dibaca oleh sensor penerima ultrasonic.Penghitungan jarak berbanding terbalik dengan lama sinyal echo atau pantulan yang ditangkap oleh sensor, sehingga kita perlu menghitung lebar pulsa yang diterima balik oleh penerima ultrasonik.

Salah satu fungsi yang digunakan adalah fasilitas INPUT CAPTURE PIN (ICP) yang selalu dimiliki oleh fasilitas counter dari AVR. Maksudnya ICP adalah pin ini akan menangkap (melalui interupt) perubahan logic yg diberikan kepadanya. Saat capture terjadi maka sebuah register yaitu ICR akan mengambil timestamp dari sebuah timer yang sedang berjalan yaitu pada register TCNT . Prescaller dari timer masih berfungsi seperti halnya pada tutorial mengenai timer

Untuk mencobanya, perhatikan PIN dari ATTINY2313 berikut :



ICP berada paka pin no 11 (PD6) dan dapat dihubungkan menjadi input dari suatu frekuensi / sinyal pulsa TTL yang akan diukur. Permasalahannya adalah ketika ICP hanya mendeteksi satu sisi perubahan logic yaitu rising (0-1) atau falling (1-0) . Cara yang biasa dilakukan untuk mendapatkan frekuensi dari sinyal :

1. Mendeteksi 2 buah timestamp dan kemudian mencari selisihnya
2. Memanfaatkan pin INT (external interupt) sebagai pendeteksi edge yang arahnya berlawanan dengan ICP

sebelumnya kita akan memanfaatkan LCD 16x2 sebagai output dan tombol sebagai input pulsa yang akan kita baca lebarnya. Perhatikan terlebih dahulu tutorial menulis di LCD karena output akan kita tulis di LCD.




scriptnya seperti ini, kita akan membaca lebar dari ICP pada counter 16bit, dimana nilai yg muncul adalah 0-65335 , dimana tiap angka mewakili :

tick dari TCNT = 1 / (frekuensi xtal / prescaler) = prescaler / frek xtal

Code:

/* ====================

ICP TEST

ATTINY2313

ahocool@gmail.com

www.aisi555.com

=====================*/



#define F_CPU 4000000UL //frek xtal

#include <avr/io.h>

#include <avr/interrupt.h>

#include <string.h>

#include <util/delay.h>

#include "lcd.h" //baca dulu tutorial menulis di LCD



//variabel tulisan

char text1[]= "   LEBAR PULSA";

char text2[]= "     START      ";

char clear[]= "                ";



//fungsi sederhana untuk merubah angka ke ASCII

void reverse(char s[]) 

{ 

   int c, i, j; 

    

   for (i = 0, j = strlen(s)-1; i < j; i++, j--){ 

      c = s[i]; 

      s[i] = s[j]; 

      s[j] = c; 

   } 

} 

void itoa(uint16_t n, char s[]) 

{ 

   uint16_t i, sign; 

    

   if ((sign = n) < 0) // record sign 

      n = -n;         // make n positive 

   i = 0; 

   do {   // generate digits in reverse order 

      s[i++] = n % 10 + '0'; // get next digit 

   } while ((n /= 10) > 0); // delete it 

   if (sign < 0) 

      s[i++] = '-'; 

   s[i] = '\0'; // add null terminator for string 

   reverse(s); 

}  



//tulis menulis di LCD , kreasi sendiri oprekan pfleury library

void tulis(uint8_t pos,uint8_t posx,uint8_t posy,uint16_t tulisan)



{ 

char dum;



if(pos == 1) lcd_gotoxy(posx,posy);

itoa(tulisan,&dum);

lcd_puts(&dum);



}



//saat capture terjadi

ISR(TIMER1_CAPT_vect) 

{ 

   

   uint16_t capture;

   capture = ICR1; //pindahkan nilai hasil capture

   lcd_gotoxy(0,1);

   lcd_puts(clear);

   tulis(1,0,1,capture);  //hasil capture BCD tulis di LCD



//yang dibawah ini gunakan jika ingin menampilkan detik sebenarnya

//hilangkan yg diatas dan buka blok yg dibawah jika mau

/*    tulis(0,1,1,(capture / 62500) ); 

  lcd_putc(',');

   tulis(0,6,1,(capture % 62500) ); 

   lcd_puts(" detik");

*/

}



//pendeteksi edge logic yang lainnya 

SIGNAL (SIG_INT0)

{



 TIFR |= (1<<ICF1); //clear interrupt-flag

 TCNT1=0;

 lcd_gotoxy(0,1);

 lcd_puts(text2);

}



int main(void)

{



//PIN OUTPUT ke LCD    , liat skematik

DDRD  |= (1<<PD4)|(1<<PD5)|(1<<PD3); 

DDRB  |= (1<<PB0)|(1<<PB1)|(1<<PB2)|(1<<PB3);



//Input tombol paralel di ICP dan INT0

  

//yang ini menyatakan kalau INT0 akan mendeteksi ketika pulsa turun



   MCUCR |= (1<<ISC01) ; // faling edge

   GIMSK |= (1<<INT0);



//yang ini menyatakan kalau ICP akan mendeteksi ketika pulsa naik  

//silahkan baca di datasheet ..lengkap broo

 

   TIMSK |=(1<<ICIE1); //enable input capture interrupt 

   TCCR1B |=(1<<ICNC1)|(1<<ICES1)|(1<<CS11)|(1<<CS10); 



//Noise canceller, with 64 prescaler , rising edge icp



 sei();//hidupkan interupt



lcd_init(LCD_DISP_ON);

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_puts(text1);



while(1)



{

}



return 0;

}

Mudah bukan ? selanjutnya penjelasan diatas dapat digunakan ke applikasi penghitung frekuensi, phase sinyal dan  membaca ranging dari sensor pengukur jarak ultrasonic seperti PING)))