Pratikum Laboratorium Elektronika Digital: Micro Modul 2

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan
2. Alat dan Bahan
3. Dasar Teori

4. Tugas Pendahuluan
5. Video Simulasi
6. Rangkaian Flowchart
7. Listing Program

8. Analisa

9. Link Download

*klik teks untuk menuju

MODUL II

MIKROKONTROLLER ARDUINO 2560

1. Tujuan [kembali]
a. Merangkai dan menguji aplikasi output pada mikrokontroller Arduino
b. Merangkai dan menguji input pada mikrokontroller Arduino
c. Merangkai dan menguji I/O pada mikrokontroller Arduino

2. Alat dan Bahan [kembali]
a. Module Arduino
b. LCD

c. LED

d. Seven Segment

e. Buzzer

f. LCD
g. Motor servo

h. Jumper
i. Sensor LM35
j. Keypad
k. Sensor Ultrasonic
l. Dot matrix

3. Dasar Teori [kembali]
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

I. 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.

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. SEVENT 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.

Berdasarkan cara kerjanya, tujuh segmen dibagi menja

D. BUZZER

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm)

E. LCD

berikut penjelasan kakinya yaitu:

F. JUMPER

Sebagai konektor antar modul satu dengan modul lainnya

G. MOTOR STEPPER

(Motor stepper )mengubah pulsa-pulsa listrik yang diberikan menjadi gerakan-gerakan diskrit rotor yang disebut langkah (steps). Nilai rating dari suatu motor stepper diberikan dalam langkah per putaran (steps per revolution). Motor stepper umumnya mempunyai kecepatan dan [torsi] yang rendah.

Motor stepper bekerja berdasarkan pulsa-pulsa yang diberikan pada lilitan fasenya dalam urut-urutan yang tepat. Selain itu, pulsa-pulsa itu harus juga menyediakan arus yang cukup besar pada lilitan fase tersebut. Karena itu untuk pengoperasian motor stepper pertama-tama harus mendesain suatu sequencer logic untuk menentukan urutan pencatuan lilitan fase motor dan kemudian menggunkan suatu penggerak (driver) untuk menyediakan arus yang dibutuhkan oleh lilitan fase

H. SENSOR LM35

Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik.

I. KEYPAD

Penyusun tombol pada keypad dapat dibuat dari bermacam-macam bahan/komponen, seperti switch metal, switch karbon, dan resistif/kapasitif (touch panel). Penggunaan bahan tersebut disesuaikan dengan kebutuhan akan sensifitas, aksi penekanan, dan kebutuhan akan suatu tombol khusus. Bahan switch metal pada keypad digunakan untuk kebutuhan keypad atau tombol-tombol dengan arus yang besar. Keypad dengan bahan carbon dipakai untuk kebutuhan tombol-tombol dengan arus kecil. Biasanya itu digunakan untuk alat-alat digital yang hanya memilikitegangan 0 dan 5v. Penerapan bahan banyak kita jumpai seperti pada keypad remot tv, remot ac, joy stick, serta masih banyak lainnya.

J. SENSOR ULTRASONIC

Sensor ultrasonik PING terdiri dari tiga bagian utama yaitu :

Transmitter Gelombang Ultrasonik

Receiver Gelombang Ultrasonik

Rangkaian kontrol

Transmitter berfungsi sebagai pemancar gelombang ultrasonik. Gelombang yang dipancarkan memiliki frekuensi 40KHz. Gelombang ini akan dipancarakan dengan kecepatan 344.424m/detik atau 29.034uS per centimeter. Jika didepan terdapat halangan atau objek maka gelombang tersebut akan memantul. Pantulan gelombang akan dideteksi oleh receiver. Rangkaian kontrol akan mendeteksi pantulan gelombang dan menghitung lama waktu saat gelombang dipancarkan dan gelombang terdeteksi pantulannya. Lama waktu pemantulan gelombang ini akan dikonversi menjadi sinyal digital dalam bentuk pulsa. Sinyal inilah yang nantinya diolah oleh mikrokontroler atau mikroprosesor sehingga didapat nilai jarak antara objek dan sensor. Nilai jarak dapat diperoleh melalui rumus berikut ini :

Jarak (cm) = Lama Waktu Pantul (uS) / 29.034 / 2

Rumus jarak didapat dari pembagian lama waktu pantul dengan kecepatan gelombang ultrasonik dan dibagi 2 karena pada saat pemantulan terjadi dua kali jarak tempuh antara sensor dengan objek. Yaitu pada saat gelombang dipancarkan dari transmitter ke objek dan pada saat gelombang memantul ke receiver ultrasonik.

K. DOTMATRIX

Dot matrix adalah susunan titik-titik dua dimensi yang digunakan untuk menampilkan karakter-karakter, simbol atau gambar. Dahulu dot matrix digunakan pada printer-printer tua dan banyak perangkat tampilan digital. Pada printer, titik-titik tersebut adalah daerah yang diredupkan. Sedangkan pada display, titik-titik tersebut adalah daerah yang bercahaya. Sebagaimana pada LED atau CRT display cara kerjanya titik-titik yang sebelumnya mati, bercahaya sesuai sesuai obyek yang diinginkan.

Dot matrix banyak digunakan untuk menampilkan informasi pada mesin-mesin, jam, indikator keberangkatan kereta api dan perangkat lainnya yang membutuhkan display sederhana untuk resolusi yang terbatas. Display ini terdiri dari LED yang tersusun secara matrix berbentuk segi empat (bentuk selain segi empat juga ada) sehingga dengan menyalakan/mematikan lampu yang diinginkan, teks atau grafik yang dapat ditampilkan. Pengendali dot matrix mengkonversi instruksi dari decoder ke dalam sinyal elektris yang dapat menyalakan atau mematikan lampu sehingga tampilan yang diinginkan dapat terjadi.

4. Tugas Pendahuluan [kembali]

Pada rangkaian diatas merupakan pengaplikasian arduino diamana keypad sebagai input dan LCD dan LED sebagai output atau indikator dari input yang telah diberikan arduino menjalankan perintah sesuai dengan program yang yang telah dirancang dengam menggunakan bahasa pemograman arduino
5. Video Simulasi [kembali]

6. Rangkaian Flowchart [kembali]

7. Listing Program [kembali]

#include <Keypad.h>
#include <LiquidCrystal.h>

int led3 = 10;
int led1 = 8;
int led2 = 9;
int led4 = 13;
int switchh = 53;
const int PIN_RS = 12;
const int PIN_E = 11;
const int PIN_D4 = 7;
const int PIN_D5 = 6;
const int PIN_D6 = 5;
const int PIN_D7 = 4;

LiquidCrystal lcd(PIN_RS,PIN_E, PIN_D4,
PIN_D5, PIN_D6, PIN_D7);

const int BARIS = 4; // 4 Baris
const int KOLOM = 3; // 3 Kolom
// Menyatakan tombol-tombol keypad
char tombol[BARIS][KOLOM] = {
{'1','2','3'},
{'4','5','6'},
{'7','8','9'},
{'#','0','*'}
};

//Menyambungkan baris keypad ke pin arduino
byte bariskeypad[BARIS] = { 14, 15, 16, 17 };
//Menyambungkan kolom keypad ke pin arduino
byte kolomkeypad[KOLOM] = { 18, 19, 20 };

//Aktifkan keypad
Keypad kpd = Keypad( makeKeymap(tombol),
bariskeypad, kolomkeypad,BARIS, KOLOM );

void setup()
{
lcd.begin(16, 2);
    pinMode(led1,OUTPUT);
    pinMode(led2,OUTPUT);
    pinMode(led3,OUTPUT);
    pinMode(led4,OUTPUT);

pinMode (switchh, INPUT);

digitalWrite(led1, LOW);
digitalWrite(led2, LOW);
digitalWrite(led3, LOW);
digitalWrite(led4, LOW);

Serial.begin(9600);

}

void loop()
{
   if (digitalRead(switchh)==1)                           //Kondisi If saat switchh==1
{                                                                    //Pembuka program
    char tombol = kpd.getKey();                        //Deklarasi tombol sepagai pemanggilan fungsi keypad
    if(tombol)                                                     //Jika if itu tombol
    {                                                                  //Pembuka program
      switch (tombol)                                          //Jika switch itu tombol
      {                                                                //Pembuka program
      case '5':                                             //Jika tombol keypad 1 ditekan
        lcd.clear();                                                //Membersihkan LCD
        lcd.setCursor(0,1);                                    //Memposisikan tulisan di baris ke-0 dan kolom ke-1
        lcd.print("SEMANGAT");                       //Mencetak tulisan di PRAKTIKUM di lcd

//menyala secara bergilir kekiri
digitalWrite(led1, HIGH);
digitalWrite(led2, LOW);
digitalWrite(led3, LOW);
digitalWrite(led4, LOW);
delay(100);
digitalWrite(led1, LOW);
digitalWrite(led2, HIGH);
digitalWrite(led3, LOW);
digitalWrite(led4, LOW);
delay(100);
digitalWrite(led1, LOW);
digitalWrite(led2, LOW);
digitalWrite(led3, HIGH);
digitalWrite(led4, LOW);
delay(100);
digitalWrite(led1, LOW);
digitalWrite(led2, LOW);
digitalWrite(led3, LOW);
digitalWrite(led4, HIGH);
delay(100);
         }
    }
    }
    else if (digitalRead(switchh)==0);                           //Kondisi If saat switchh==0
{ lcd.clear();                                                //Membersihkan LCD
    digitalWrite(led1, LOW);
    digitalWrite(led2, LOW);
    digitalWrite(led3, LOW);
    digitalWrite(led4, LOW);


}
}

8. Analisa [kembali]
Pada percobaan yang telah dilakukan rangkaian dan program berhasil dimana indikator LCD dan LED berjalan sesuai dengan perintah program arduino yang telah dirancang indikator LCD menampilkan kata "Semangat" dan indikator LED akan hidup secara bergantian dari kiri ke kanan dimana delay 100ms sesaui dengan dengan input pada switch 5 yang telah dirancang pada program arduino untuk switch lain blm digunakan sebenarnya bisa saja tinggal merancang program arduino saja.

9. Link Download [kembali]

Pratikum Laboratorium Elektronika Digital

Sabtu, 02 Desember 2017

Micro Modul 2