*klik teks untuk menuju
Modul I
Arduino Basic
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
- Module Arduino
- LED
- Seven Segmen
- Motor
- LCD
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.
Beberapa
fitur dari Arduino Mega 2560 ini adalah :
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
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
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.
- · 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.
- · Tombol RESET
Reset adalah pin untuk memberikan sinyal
reset melaui tombol atau rangkaian eksternal.
- · Jack Baterai/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.
A. 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.
B. 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
C. Seven Segmen
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.
Berdasarkan cara kerjanya, tujuh segmen dibagi menja
D. Motor DC
Pada
dasarnya beberapa aplikasi yang menggunakan motor DC harus dapat mengatur
kecepatan dan arah putar dari motor DC itu sendiri. Untuk dapat melakukan
pengaturan kecepatan motor DC dapat menggunakan metode PWM (Pulse Width
Modulation) sedangkan untuk mengatur arah putarannya dapat menggunakan
rangkaian H-bridge yang tersusun dari 4 buah transistor. Tetapi dipasaran telah
disediakan IC L293D sebagai driver motor DC yang dapat mengatur arah putar dan
disediakan pin untuk input yang berasal dari PWM untuk mengatur kecepatan motor
DC.
Sebelum
membahas tentang IC L293D, alangkah baiknya jika kita membahas driver motor DC
menggunakan rangkaian analog terlebih dahulu.
Jika
diinginkan sebuah motor DC yang dapat diatur kecepatannya tanpa dapat mengatur
arah putarnya, maka kita dapat menggunakan sebuah transistor sebagai driver.
Untuk mengatur kecepatan putar motor DC digunakan PWM yang dibangkitkan melalui
fitur Timer pada mikrokontroler. Sebagian besar power supply untuk motor DC
adalah sebesar 12 V, sedangkan output PWM dari mikrokontroler maksimal sebesar
5 V. Oleh karena itu digunakan transistor sebagai penguat tegangan. Dibawah ini
adalah gambar driver motor DC menggunakan transistor.
Sedangkan
jika diinginkan sebuah motor DC yang dapat diatur kecepatan atau arah putarnya
maka digunakanlah rangkaian H-brigde yang tersusun dari 4 buah transistor.
Dari
gambar diatas jika diinginkan motor DC
berputar searah jarum jam maka harus mengaktifkan transistor1 dan transistor4
dengan cara memberikan logika high pada kaki Basis transistor tersebut.
Sedangkan untuk berputar berlawanan arah jarum jam maka harus mengaktifkan
transistor2 dan transistor 3 dengan cara memberikan logika high pada kaki Basis
transistor tersebut. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar dibawah ini.
Dari
gambar diatas terlihat jelas bahwa dengan mengaktifkan transistor1 dan
transistor4 akan menyebabkan motor DC berputar searah jarum jam. Dimana arus listrik akan mengalir dari power
supply (12 V) melalui transistor1, lalu ke motor DC, lalu ke transistor4 dan
akan berakhir di ground. Begitu juga sebaliknya untuk putaran berlawanan arah
jarum jam.
Sedangkan
untuk pengaturan kecepatannya anda dapat menghubungkan output PWM ke kaki basis
transistor1 untuk putaran searah jarum jam. Dan untuk putaran berlawanan arah
jarum jam, output PWM dapat dihubungkan kekaki basis transistor- transistor
Berikut
adalah rangkaian dari driver l293D
- Input dan Output
Pada
gambar diatas kita bisa melihat bahwa terdapat 4 input dan 4 output. pada pin
input akan mengatur dan mengontrol pin output masing-masing, yaitu Input 1 akan
menggontrol Output 1 dan seterusnya. Pin input akan dihubungkan dengan
kontroller, seperti mikrokontroller ATmega misalnya, yang berfungsi untuk
memberikan sinyal untuk mengontrol IC L293d tersebut. Sinyal yang diberi berupa
logika 1 (high) atau 0 (low). Ketika pin input mendapatkan logika 1 (high) maka
ouptunya akan aktif dan sebaliknya jika diberi logika 0 (low) maka output akan
nonaktif atau mati (kalau logika saya disini nilai 1 akan dihubungkan dengan
input daya pada VCC2, sedangkan saat diberi nilai 0 maka terhubung pada GND).
Motor akan berputar jika pada kedua output (misal ouput 1 dan ouput 2) memiliki
sinyal yan berbeda, jika masing-masing menerima logika 1 dan 0 atau 0 dan 1
maka motor DC dapat bergerak, namun jika memiliki nilai logika yang sama yaitu
0 dan 0 atau 1 dan 1 maka motor DC akan berhenti atau tidak berputar.
- Pin Enable
Pada
rangkaian diatas juga terdapat dua pin Enable yang berada pada pin ke 1 dan 9
yang berguna untuk mengkaktifkan fungsi input dan output. Pada Enable 1 akan
mengontrol input dan output 1 dan 2, sedangkan pada Enable 2 akan mengontrol
Input dan output 3 dan 4. Bagaimana cara kerja pin Enable? apa pengaruhnya
dengan input dan output? Jadi, jika saya logikakan pin Enable ini memberi jalan
untuk masing-masing input dan output untuk aktif atau tidak, cukup memberi
tegangan sebesar 4,5v-5,5v pada pin ini maka output dan input yang dikontrolnya
dapat digunakan, maka jika tidak diberikan tegangan pada pin Enable maka input
dan outputnya tidak bisa bekerja.
- VCC 1 dan VCC 2
Kedua
pin ini memiliki peran yang berbeda, dimana VCC 1 akan digunakan untuk memberi power
atau tegangan listrik pada IC L293D agar bisa bekerja dan sedangkan VCC 2
berfungsi untuk memberi arus untuk motor DC yang ingin digunakan atau di
kontrol. IC tersebut dapat bekerja pada tegangan sekitar 4,4v-5,5v DC agar
bekerja maksimal. jadi maksimal suplay daya untuk VCC1 hanya sebesar 4,4v-5,5v
DC saja. Untuk VCC 2 kita bisa menyuplay daya sebesar 3v-16v (tegangan tersebut
sudah saya coba, untuk lebih dari 16v saya sendiri belum pernah coba).
Apakah
VCC1 dan VCC2 bisa disambungkan?
Bisa
saja, jika motor DC yang ingin kita kontrol membutuhkan tegangan hanya sebanyak
5v saja, lebih dari itu antara VCC1 dan VCC 2 tidak dapat dihubungkan karna
akan menyebabkan IC L293D panas dan kebakar.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar