M1 - General Input & Output
General Input & Output
- Merangkai dan menguji aplikasi output pada mikrokontroller Arduino
-
Merangkai dan menguji input pada mikrokontroller Arduino
- Merangkai dan menguji I/O pada mikrokontroller Arduino
A. Alat
a). Instrument
Multimeter
b). Probes
Logic Probe
c). Generators
Power Supply
B. Bahan
Resistor
a). Komponen Input
Keypad
b). Komponen Output
LED
LCD
Seven Segment
c). Komponen Lainnya
-Mikrokontroler
Modul Arduino
A. Resistor
Resistor merupakan komponen penting dan sering dijumpai
dalam sirkuit Elektronik. Boleh dikatakan hampir setiap sirkuit Elektronik
pasti ada Resistor. Tetapi banyak diantara kita yang bekerja di perusahaan
perakitan Elektronik maupun yang menggunakan peralatan Elektronik tersebut
tidak mengetahui cara membaca kode warna ataupun kode angka yang ada ditubuh
Resistor itu sendiri.
Seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah
diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri
dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada
juga yang 5 Gelang.
Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna
lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor
yang bersangkutan.
Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor :
Tabel Kode Warna Resistor
Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna :
Cara menghitung nilai resistor 4 gelang
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut
dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan
toleransi 10%.
Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :
Cara Menghitung Nilai Resistor 5 Gelang Warna
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut
dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5
Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm
dengan toleransi 10%.
Contoh-contoh perhitungan lainnya :
Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5%
toleransi
Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10%
toleransi
Cara menghitung Toleransi :
2.200 Ohm dengan Toleransi 5% =
2200 – 5% = 2.090
2200 + 5% = 2.310
ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm
B. Komponen Input
-Keypad
Keypad adalah bagian penting dari suatu perangkat elektronika yang
membutuhkan interaksi manusia. Keypad berfungsi sebagai interface antara
perangkat (mesin) elektronik dengan manusia atau dikenal dengan istilah HMI
(Human Machine Interface). Matrix keypad 4×4 pada artikel ini merupakan salah
satu contoh keypad yang dapat digunakan untuk berkomunikasi antara manusia
dengan mikrokontroler. Matrix keypad 4×4 memiliki konstruksi atau susunan yang
simple dan hemat dalam penggunaan port mikrokontroler. Konfigurasi keypad
dengan susunan bentuk matrix ini bertujuan untuk penghematan port
mikrokontroler karena jumlah key (tombol) yang dibutuhkan banyak pada suatu
sistem dengan mikrokontroler. Konstruksi matrix keypad 4×4 untuk mikrokontroler
dapat dibuat seperti pada gambar berikut. Konstruksi Matrix Keypad 4×4 Untuk
Mikrokontroler Konstruksi matrix keypad 4×4 diatas cukup sederhana, yaitu
terdiri dari 4 baris dan 4 kolom dengan keypad berupas saklar push buton yang
diletakan disetiap persilangan kolom dan barisnya. Rangkaian matrix keypad
diatas terdiri dari 16 saklar push buton dengan konfigurasi 4 baris dan 4 kolom.
8 line yang terdiri dari 4 baris dan 4 kolom tersebut dihubungkan dengan port
mikrokontroler 8 bit. Sisi baris dari matrix keypad ditandai dengan nama Row1,
Row2, Row3 dan Row4 kemudian sisi kolom ditandai dengan nama Col1, Col2, Col3
dan Col4. Sisi input atau output dari matrix keypad 4×4 ini tidak mengikat,
dapat dikonfigurasikan kolom sebagi input dan baris sebagai output atau
sebaliknya tergantung programernya.
Proses Scaning Matrix Keypad 4×4 Untuk
Mikrokontroler Proses scaning untuk membaca penekanan tombol pada matrix keypad
4×4 untuk mikrokontroler diatas dilakukan secara bertahap kolom demi kolom dari
kolom pertama sampai kolom ke 4 dan baris pertama hingga baris ke 4. Program
untuk scaning matrix keypad 4×4 dapat bermacam-macam, tapi pada intinya sama.
Misal kita asumsikan keypad aktif LOW (semua line kolom dan baris dipasang
resistor pull-up) dan dihubungkan ke port mikrokontrolr dengan jalur kolom adalah
jalur input dan jalur baris adalah jalur output maka proses scaning matrix
keypad 4×4 diatas dapat dituliskan sebagai berikut.
C. Komponen Output
-LED (Light Emiting Diode)
LED adalah suaatu semikonduktor yang memancarkan
cahaya, LED mempunyai kecenderungan polarisasi. LED mempunyai kutub positif dan negatif (p-n)
dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat
dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke
satu arah dan tidak ke arah sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya
akan ada sedikit arus yang melewati LED. Ini menyebabkan LED tidak akan
mengeluarkan emisi cahaya.
-Liquid
Crystal Display (LCD)
Liquid Crystal
Display (LCD) adalah sebuah peralatan elektronik yang berfungsi untuk menampilkan
output sebuah sistem dengan cara membentuk suatu citra atau gambaran pada
sebuah layar. Secara garis besar komponen penyusun LCD terdiri dari kristal
cair (liquid crystal) yang diapit oleh 2 buah elektroda transparan dan 2 buah
filter polarisasi (polarizing filter).
Gambar
Penampang komponen penyusun LCD
Keterangan:
1. Film
dengan polarizing filter vertical untuk memolarisasi cahaya yang masuk.
2. Glass
substrate yang berisi kolom-kolom elektroda Indium tin oxide (ITO).
3. Twisted
nematic liquid crystal (kristal cair dengan susunan terpilin).
4. Glass
substrate yang berisi baris-baris elektroda Indium tin oxide (ITO).
5. Film
dengan polarizing filter horizontal untuk memolarisasi cahaya yang masuk.
6.
Reflektor cahaya untuk memantulkan cahaya yang masuk LCD kembali ke mata
pengamat.
Sebuah
citra dibentuk dengan mengombinasikan kondisi nyala dan mati dari pixel-pixel
yang menyusun layar sebuah LCD. Pada umumnya LCD yang dijual di pasaran sudah
memiliki integrated circuit tersendiri sehingga para pemakai dapat mengontrol
tampilan LCD dengan mudah dengan menggunakan mikrokontroler untuk mengirimkan
data melalui pin-pin input yang sudah tersedia.
Kaki-kaki yang
terdapat pada LCD
-Seven Segment
Layar tujuh segmen ini seringkali digunakan pada jam digital, meteran elektronik, dan perangkat elektronik lainnya yang menampilkan informasi numerik. Layar tujuh segmen ini terdiri dari 7 buah LED yang membentuk angka 8 dan 1 LED untuk titik/DP. Angka yang ditampilkan di seven segmen ini dari 0-9. Cara kerja dari seven segmen disesuaikan dengan LED. LED merupakan komponen diode yang dapat memancarkan cahaya. kondisi dalam keadaan ON jika sisi anode mendapatkan sumber positif dari Vcc dan katode mendapatkan sumber negatif dari ground.
D. Komponen Lainnya
-Arduino
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. Arduino yang kita gunakan dalam praktikum ini
adalah Arduino Uno
yang menggunakan chip AVR ATmega 328P. Dalam memprogram Arduino, kita bisa menggunakan
komunikasi serial agar Arduino dapat berhubungan dengan komputer
ataupun perangkat lain.
Adapun spesifikasi dari Arduino
Uno ini adalah sebagai berikut :
Bagian-bagian arduino uno:
-Power USB
Digunakan untuk menghubungkan Papan
Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.
-Power jack
Supply atau sumber listrik untuk
Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.
-Crystal Oscillator
Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino. Jumlah cetak
menunjukkan 16000
atau 16000 kHz, atau 16 MHz.
-Reset
Digunakan untuk mengulang program Arduino
dari awal atau Reset.
-Digital Pins I / O
Papan Arduino UNO memiliki 14 Digital Pin. Berfungsi untuk memberikan nilai logika (
0 atau 1 ). Pin berlabel " ~ " adalah pin-pin PWM ( Pulse Width
Modulation ) yang dapat digunakan untuk menghasilkan PWM.
-Analog Pins
Papan Arduino UNO
memiliki 6 pin analog A0 sampai A5. Digunakan untuk membaca
sinyal atau sensor analog seperti sensor jarak, suhu
dsb, dan mengubahnya menjadi nilai digital.
-LED Power Indicator
Lampu ini akan menyala
dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan baik.
Bagian - bagian pendukung:
-RAM
RAM (Random Access Memory) adalah tempat penyimpanan
sementara pada komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap, tidak
memperdulikan letak data tersebut dalam memori atau acak. Secara umum ada 2
jenis RAM yaitu SRAM (Static Random Acces Memory) dan DRAM (Dynamic Random
Acces Memory).
ROM (Read-only Memory) adalah perangkat keras pada
computer yang dapat menyimpan data secara permanen tanpa harus
memperhatikan adanya sumber listrik. ROM terdiri dari Mask ROM, PROM,
EPROM, EEPROM.
Block Diagram Mikrokontroler ATMega 328P pada Arduino UNO
Adapun block diagram mikrokontroler ATMega 328P dapat
dilihat pada gambar berikut:
Block diagram dapat digunakan untuk memudahkan / memahami
bagaimana kinerja dari mikrokontroler ATMega 328P.
Pin-pin ATMega 328P:
Rangkaian Mikrokontroler ATMega 328P
pada Arduino UNO
Komentar
Posting Komentar