MODUL 2 (ARDUINO)
21.41![](http://www.lib.sfu.ca/system/files/28518/arduino-mega-2560.jpg)
Modul II
Mikrokontroller Arduino Mega 2560
a. Mempelajari aplikasi
output pada mikrokontroller Arduino Mega 2560
b. Mempelajari aplikasi
input pada mikrokontroller Arduino Mega 2560
c. Mempelajari I/O pada mikrokontroller Arduino Mega 2560
c. Mempelajari I/O pada mikrokontroller Arduino Mega 2560
a. Module Arduino Mega 2560
b. LCD
c. SWICTH
d. KEYPAD
Arduino merupakan sebuah modul elektronika mikrokontroller
yang kini banyak digunakan dalam pembelajaran robotika karena simpel dan mudah
dalam penggunaan nya, dan juga didukung dengan pemrograman yang juga opensource
jadi kamu dapat mengembangkan program-program yang sudah ada untuk menjadi
lebih baik lagi, dengan adanya opensource tersebut kamu juga tidak akan
kesulitan untuk memprogram peralatan seperti sensor menggunakan platform
arduiono karena sudah banyak tersedia library yang dapat kita gunakan.
Arduino
adalah kit elektronik atau papan
rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama,
yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel.
Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC (integrated circuit) yang bisa
diprogram menggunakan komputer. Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler
adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input, memproses input tersebut
dan kemudian menghasilkan output sesuai yang diinginkan. jadi mikrokontroler
bertugas sebagai ‘otak’ yang mengendalikan input, proses dan output sebuah
rangkaian elektronik.
Secara
umum, Arduino terdiri dari dua bagian, yaitu:
- Hardware
papan PCB input/output (I/ O) yang open source.
- Software
Arduino Yang juga open source, meliputi software Arduino IDE untuk menulis
program dan driver untuk koneksi dengan komputer.
Arduino Mega 2560 adalah papan
pengembangan mikrokontroller yang berbasis Arduino dengan menggunakan chip
ATmega2560. Board ini memiliki pin I/O yang cukup banyak, sejumlah 54 buah
digital I/O pin (15 pin diantaranya adalah PWM), 16 pin analog input, 4 pin
UART (serial port hardware). Arduino Mega 2560 dilengkapi dengan sebuah
oscillator 16 Mhz, sebuah port USB, power jack DC, ICSP header, dan tombol
reset. Board ini sudah sangat lengkap, sudah memiliki segala sesuatu yang
dibuthkan untuk sebuah mikrokontroller. Dengan penggunaan yang cukup sederhana,
anda tinggal menghubungkan power dari USB ke PC anda atau melalui adaptor AC/DC
ke jack DC.
Spesifikasi
Chip mikrokontroller
|
ATmega2560
|
Tegangan operasi
|
5V
|
Tegangan input (yang
direkomendasikan, via jack DC)
|
7V - 12V
|
Tegangan input (limit, via jack
DC)
|
6V - 20V
|
Digital I/O pin
|
54 buah, 6 diantaranya menyediakan PWM output
|
Analog Input pin
|
16 buah
|
Arus DC per pin I/O
|
20 mA
|
Arus DC pin 3.3V
|
50 mA
|
Memori Flash
|
256 KB, 8 KB telah digunakan untuk bootloader
|
SRAM
|
8 KB
|
EEPROM
|
4 KB
|
Clock speed
|
16 Mhz
|
Dimensi
|
101.5 mm x 53.4 mm
|
Berat
|
37 g
|
A.
LCD
LCD
adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan
elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan
lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan
listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan
diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya
vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan
lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul
yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap
dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan.
Pengendali
/ Kontroler LCD (Liquid Cristal Display)
Dalam modul LCD (Liquid
Cristal Display) terdapat microcontroller yang berfungsi sebagai
pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display).
Microntroller pada suatu LCD (Liquid Cristal Display) dilengkapi
dengan memori dan register. Memori yang digunakan microcontroler internal LCD
adalah :
·
DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori
tempat karakter yang akan ditampilkan berada.
·
CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori
untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat
diubah-ubah sesuai dengan keinginan.
·
CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori
untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan
karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD
(Liquid Cristal Display) tersebut sehingga pengguna tinggal
mangambilnya sesuai alamat memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar
yang ada dalam CGROM.
Register control yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya
adalah.
·
Register
perintah yaitu register
yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroler ke panel LCD (Liquid
Cristal Display) pada saat proses penulisan data atau tempat status dari
panel LCD (Liquid Cristal Display) dapat dibaca pada saat pembacaan
data.
·
Register
data yaitu register
untuk menuliskan atau membaca data dari atau keDDRAM. Penulisan data pada
register akan menempatkan data tersebut keDDRAM sesuai dengan alamat yang telah
diatur sebelumnya.
Pin, kaki atau jalur input dan
kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal Display) diantaranya adalah :
·
Pin data adalah jalur
untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan menggunakan LCD (Liquid
Cristal Display) dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain
seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit.
·
Pin RS (Register Select) berfungsi
sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau
perintah. Logika low menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika
high menunjukan data.
·
Pin R/W (Read Write) berfungsi
sebagai instruksi pada modul jika low tulis data, sedangkan high baca data.
·
Pin E (Enable) digunakan untuk
memegang data baik masuk atau keluar.
·
Pin VLCD berfungsi
mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini dihubungkan dengan trimpot
5 Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu
daya ke LCD sebesar 5 Volt.
B.SWITCH
Sakelar/switch
adalah komponen mendasar dalam sebuah rangkaian listrik maupun rangkaian
kontrol sistem. Fungsi utamanya adalah menghubungkan,memutuskan dan mengubah
arah sambungan listrik.
C. RANGKAIAN CLOCK DAN PRINSIP KERJANYA
Rangkaian clock berfungsi untuk pembentuk/membangkitkan pulsa/gelombang kotak secara terus-menerus dan rangkaian ini tidak mempunyai kondisi stabil/setimbang. Rangkaian clock termasuk golongan Astabil Multivibrator dengan IC 555. Output rangkaian clock digunakan untuk input rangkaian-rangkaian logika yang sekuensial (berhubungan dengan waktu). Yang termasuk rangkaian logika sekuensial contohnya: Flip-Flop, Shift Register, dan Counter. Adapun fungsi rangkaian clock yaitu, untuk mengatur jalannya data dalam penggeseran ke kanan atau ke kiri, maupun dalam perhitungan/pencacahan bilangan biner. Yang dimaksud rangkaian Astabil Multivribator Adalah multivribator yang tidak stabil tegangan output-nya (tegangan pengeluarannya berubah-ubah) tanpa adanya sinyal masukan yang diberikan. Rangakaian clock dengan IC 555 besrta pulsa-pulsa pada pin 3dan pin 6 ditunjukkan pada gambar ini
C. RANGKAIAN CLOCK DAN PRINSIP KERJANYA
Rangkaian clock berfungsi untuk pembentuk/membangkitkan pulsa/gelombang kotak secara terus-menerus dan rangkaian ini tidak mempunyai kondisi stabil/setimbang. Rangkaian clock termasuk golongan Astabil Multivibrator dengan IC 555. Output rangkaian clock digunakan untuk input rangkaian-rangkaian logika yang sekuensial (berhubungan dengan waktu). Yang termasuk rangkaian logika sekuensial contohnya: Flip-Flop, Shift Register, dan Counter. Adapun fungsi rangkaian clock yaitu, untuk mengatur jalannya data dalam penggeseran ke kanan atau ke kiri, maupun dalam perhitungan/pencacahan bilangan biner. Yang dimaksud rangkaian Astabil Multivribator Adalah multivribator yang tidak stabil tegangan output-nya (tegangan pengeluarannya berubah-ubah) tanpa adanya sinyal masukan yang diberikan. Rangakaian clock dengan IC 555 besrta pulsa-pulsa pada pin 3dan pin 6 ditunjukkan pada gambar ini
Pada gambar rangkaian clock diatas
akan dijabarkan mengenai cara kerja dari sistem rangkaian tersebut. Pada simbol
C akan naik melebihi kira-kira 2/3 Vcc jika ada tegangan yang masuk ke dalam
rangkaian tersebut. Dan ada penggunaan rumus tersendiri jika Kapasitor C mulai
dikosongkan dengan menggunakan komponen Rb . Rumus yang terjadi adalah :
T : Rb x C
Keluaran atau
output akan naik dan juga tinggi jika tegangan di Kapasitor (C) mulai turun
hingga mencapai rumus ( Vcc/3). Komponen IC 555 memiliki besar tegangan yang
akan naik dan turun secara eksponensial. Gelombang segi empat menjadi bentuk
dari keluaran atau output komponan IC 555 ini. Bentuk keluaran yang tidak
simetri ini disebabkan waktu yang dibutuhkan untuk pengisian lebih lama
dibandingkan dengan waktu untuk pengosongan komponen ini. Dan keadaan keluaran
yang rendah lebih cepat dibandingkan dengan kadar keluaran yang lebih tinggi.
Dan perhitungan untuk menentukan asimetris dari keluaran atau output rangkaian
clock menggunakan rumus :
W : 0.693 (RA
+ Rb) * C
T : 0.693 * Rb
* C
T : W + t
Dan W adalah
lebar pulsa sementara t adalah waktu atau lama periode dengan besarnya
frekuensi dihitung F : 1/T.
RANGKAIAN APLIKASI CLOCK
RANGKAIAN APLIKASI CLOCK
Flip-Flop
Rangkaian
logika dengan dua output yang saling berlawanan.
dua kondisi
kerja FF:
(1) Q = 0, Q’=1 :
(2) Q = 1, Q’ = 0 .
Macam Macam FLIP-FLOP :
1. RS-FLIP-FLOP
(1) Q = 0, Q’=1 :
(2) Q = 1, Q’ = 0 .
Macam Macam FLIP-FLOP :
1. RS-FLIP-FLOP
2. CRS FLIP-FLOP
3. T FLIP-FLOP
4. J-K
FLIP-FLOP
Top of Form
Bottom of Form
D. TEORI RESET
Reset digunakan untuk kembali ke kondisi awal. Pada atmega 128 reset akan aktif low karena pada atmega reset terdapat garis diatasnya (inverter). Jika nilai masukan nya 0 ketika masuk ke reset akan menjadi 1 oleh karena itu reset pada atmega akan aktif low.
Reset digunakan untuk kembali ke kondisi awal. Pada atmega 128 reset akan aktif low karena pada atmega reset terdapat garis diatasnya (inverter). Jika nilai masukan nya 0 ketika masuk ke reset akan menjadi 1 oleh karena itu reset pada atmega akan aktif low.