Modul I
GENERAL INPUT DAN OUTPUT
1. Tujuan [Kembali]
- Merangkai dan menguji aplikasi output pada mikrokontroller Arduino
- Merangkai dan menguji input pada mikrokontroller Arduino
- Merangkai dan menguji I/O pada mikrokontroller Arduino
2. Alat dan Bahan [Kembali]
- Multimeter
- Arduino
3. LED
4. LCD
5. Sevent Segment
6. Keypad
7. Resistor
8. Logic Probe
9. Power Suply
3. Dasar Teori [Kembali]
A. 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 pada prkatikum ini adalah arduino mega yang menggunakan chip AVR ATmega 2560 yang memiliki fasilitas PWM, komunikasi serial, ADC, timer, interupt, SPI dan I2C. Sehingga Arduino bisa digabungkan bersama modul atau alat lain dengan protocol yang berbeda-beda. Bahasa pemograman yang digunakan adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga lebih mudah dalam memprogramnya. Dalam memprogram arduino, kita bisa menggunakan serial komunikasi agar arduino dapat berhubungan dengan komputer ataupun aplikasi lain.
Microcontroller | ATmega2560 |
Operating Voltage | 5V |
Input Voltage (recommended) | 7-12V |
Input Voltage (limits) | 6-20V |
Digital I/O Pins | 54 (of which 15 provide PWM output) |
Analog Input Pins | 16 |
DC Current per I/O Pin | 20 mA |
DC Current for 3.3V Pin | 50 mA |
Flash Memory | 256 KB of which 8 KB used by bootloader |
SRAM | 8 KB |
EEPROM | 4 KB |
Clock Speed | 16 MHz |
BAGIAN-BAGIAN DARI ARDUINO MEGA 2560
Soket USB adalah soket untuk kabel USB yang disambungkan ke komputer atau laptop.
Berfungsi untuk mengirimkan program ke Arduino dan juga sebagai port komunikasi serial.
· Input / Output Digital.
Input/Output Digital atau digital pin adalah pin-pin untuk menghubungkan Arduino dengan
komponen atau rangkaian digital. Pada Arduino Mega terdapat 53 I/O Digital dimana 16
diantaranya dapat dijadikan sebagai output PWM.
Input Analog atau analog pin adalah pin-pin yang berfungsi untuk menerima sinyal dari komponen atau rangkaian analog. Misalnya dari potensiometer, sensor suhu, sensor cahaya, dsb.
Terdapat 16 input analog pada arduino mega 2560.
c. Pin POWER
Pin-pin catu daya adalah pin yang memberikan tegangan untuk komponen atau rangkaian yang dihubungkan dengan Arduino. Pada bagian catu daya ini terdapat juga pin Vin dan Reset.Vin digunakan untuk memberikan tegangan langsung kepada Arduino tanpa melalui tegangan USB atau adaptor.
Soket baterai atau adaptor digunakan untuk menyuplai Arduino dengan tegangan dari baterai/adaptor 9V pada saat Arduino sedang tidak disambungkan ke komputer. Kalau Arduino sedang disambungkan ke komputer melalui USB, Arduino mendapatkan suplai tegangan dari USB, jadi tidak perlu memasang baterai/adaptor saat memprogram Arduino.
B. LED
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.
C. 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
D. 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.
E. 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.
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 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%.
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%.
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
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
F. Logic Probe
Probe logika adalah probe uji genggam berbiaya rendah yang digunakan untuk menganalisis dan memecahkan masalah status logis dari rangkaian digital. Ketika banyak sinyal perlu diamati atau direkam secara bersamaan, penganalisis logika digunakan sebagai gantinya.
G. Power Supply
Dalam bahasa Indonesia, Power Supply berarti Sumber Daya. Fungsi dari power supply adalah memberikan daya arus listrik ke berbagai komponen.
Sumber energi listrik yang berasal dari luar masih berbentuk alternating current (AC). Ketika energi listrik masuk ke power supply, maka energi listrik akan dikonversi menjadi bentuk direct current (DC). Daya DC inilah yang kemudian disalurkan ke semua komponen yang ada di dalam chasing komputer agar dapat bekerja.
H. Multimeter Multimeter adalah suatu alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur tiga jenis besaran listrik yaitu arus listrik, tegangan listrik, dan hambatan listrik. Sebutan lain untuk multimeter adalah AVO-meter yang merupakan singkatan dari satuan Ampere, Volt, dan Ohm .
I. Keypad
keypad matriks adalah solusi untuk inputan cukup banyak dengan menggunakan sedikit pin mikrokontroller.Keypad matriks umumnya terdiri dari tombol / Push Button NO (Normally Open) yang dirangkai dengan susunan baris dan kolom sehingga membentuk matriks. Susunan matriks inilah yang menyebabkan banyak tombol dengan mengunakan sedikit pin mikrokontroller. Jika susunan matriks 4 baris dan 4 kolom atau matriks 4x4 maka banyak tombol yang dicapai adalah 16 buah tombol (maksimum 28 tombol) sedangkan matriks 4x3 sebanyak 12 tombol (maksimum 21 tombol).
Untuk mengakses keypad yang terhubung secara matriks seperti pada gambar 2 yaitu menggunakan cara sistem scanning.
Setiap pin baris dan pin kolom tidak terhubung satu sama lain.Saklar-saklar atau tombol tersebut jika ditekan akan menyebabkan pin baris dan pin kolom terhubung. Ketika S1 di tekan maka S1 akan menghubungkan baris 1 dengan kolom 1, ketika S3 ditekan maka S3 menghubungkan baris 1 dengan kolom 3, ketika S12 ditekan maka S12 menghubungkan baris 3 dengan kolom 4, dan sebagainya. Oleh sebab itu mikrokontroller harus mendeteksi terhubungnya pin baris dan pin kolom tersebut satupersatu agar tidak terjadi kesalahan pembacaan data yang selanjutnya didefiniskan sebagai suatu karakter. Untuk mencegah terjadinya kesalahan maka salah satu harus dijadikan output dan lainnnya dijadikan input yaitu kolom menjadi output dan baris menjadi input (disesuaikan dengan perancangan hardwarenya).
Metode scanning keypad adalah mendeteksi hubungan pin baris dan kolom karena tombol ditekan, secara berurutan, bergantian dan satu-persatu. Lebih jelasnya sebagai berikut :
§ Pin-pin kolom menjadi output dan pin-pin baris menjadi input.
§ Pin kolom dan pin baris kondisi awalnya (default) berlogika 1 semua.
§ Output pin kolom 1 berlogika 0 lalu deteksi :
· Jika input baris 1 berubah logika menjadi 0 maka karakter ‘1’
· Jika input baris 2 berubah logika menjadi 0 maka karakter ‘4’
· Jika input baris 3 berubah logika menjadi 0 maka karakter ‘7’
· Jika input baris 4 berubah logika menjadi 0 maka karakter ‘*’
§ Pin kolom dan pin baris kembali berlogika 1 semua.
§ Output pin kolom 2 berlogika 0 lalu deteksi :
· Jika input baris 1 berubah logika menjadi 0 maka karakter ‘2’
· Jika input baris 2 berubah logika menjadi 0 maka karakter ‘5’
· Jika input baris 3 berubah logika menjadi 0 maka karakter ‘8’
· Jika input baris 4 berubah logika menjadi 0 maka karakter ‘0’
§ Pin kolom dan pin baris kembali berlogika 1 semua.
§ Output pin kolom 3 berlogika 0 lalu deteksi :
· Jika input baris 1 berubah logika menjadi 0 maka karakter ‘3’
· Jika input baris 2 berubah logika menjadi 0 maka karakter ‘6’
· Jika input baris 3 berubah logika menjadi 0 maka karakter ‘9’
· Jika input baris 4 berubah logika menjadi 0 maka karakter ‘#’
§ Pin kolom dan pin baris kembali berlogika 1 semua.
§ Output pin kolom 4 berlogika 0 lalu deteksi :
· Jika input baris 1 berubah logika menjadi 0 maka karakter ‘A’
· Jika input baris 2 berubah logika menjadi 0 maka karakter ‘B’
· Jika input baris 3 berubah logika menjadi 0 maka karakter ‘C’
· Jika input baris 4 berubah logika menjadi 0 maka karakter ‘D’
Download File
Datasheet LCD download
Datasheet LED download
Datasheet Keypad download
Datasheet Arduino UNO download
Datasheet Sevent Segment download
Tidak ada komentar:
Posting Komentar