Bab 3 Perancangan Alat
3.4. Flowchart Program
Perancangan perangkat lunak secara keseluruhan dari perancangan kontrol pencahayaan pada ruang baca ini, penulis menggambarkan dalam bentuk flowchart agar lebih mudah dipahami. Diagram alur perancangan program seperti flowchartyang terlihat pada gambar 3.8 berikut ini,
Penjelasan dari Flowchart sebagai berikut, program dimulai saat sensor LDR mendeteksi perubahan intensitas cahaya disekitarnya. Nilai analog yang terbaca oleh sensor yang masuk ke pin A0 Arduino akan diolah menjadi nilai lux berdasarkan perhitungan dalam program yang telah diunduh ke Arduino. Kemudia nilai tersebut dibandingkan dengan nilai referensi (yaitu 300 lux), dan Arduino akan mengeksekusi perbandingan nilai tersebut. Jika nilai iluminasi yang dideteksi oleh sensor kurang dari 300 lux dimmer akan bekerja menambah kecerahan lampu. Dan sebaliknya, jika nilai iluminasinya lebih dari 300 lux, dimmer akan bekerja mengurangi kecerahan lampu.
BAB 4
HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
Setelah dilakukan perancangan dan pembuatan alat pada bab sebelumnya, pada bab ini akan dilakukan pengujian dan pembahasan dari perancangan tersebut. Adapun proses pengujian tersebut meliputi pengujian Arduino dan LCD, pengujian sensor, pengujian dimmer lampu, dan pengujian sistem secara keseluruhan.
4.1.Pengujian Arduino dan LCD
Pengujian Arduino dan LCD dilakukan dengan mengupload salah satu program ke Arduino. Jika program tersebut berjalan lancar maka dapat dipastikan Arduino dan LCD dalam keadaan baik. Dalam pengujian Arduino dan blok LCD ini dilakukan dengan mengupload kode program seperti pada Gambar 4.1 dan hasilnya terlihat seperti pada Gambar 4.2 berikut ini.
Gambar.4.2. Pengujian Blok LCD
Dari hasil pengujian tersebut, terlihat bahwa eksekusi program dapat berjalan.Hal ini menunjukkan bahwa Arduino dan LCD dalam keadaan baik.
4.2.Pengujian Sensor
Berdasarkan prinsip kerja LDR dimana Resistansi LDR akan berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang dikenainya atau yang ada disekitarnya. Pada perancangan alat ini, perubahan resistansi LDR dijadikan parameter fisis dalam pengukuran intensitas cahayauntuk mendapatkan nilai iluminasi yang sebenarnya. Namun pin input analog dari Arduino hanya mengukur tegangan, tidak mengukur resistansi. Ada beberapa perhitungan yang harus dilakukan untuk mendapatkan nilai resistansi LDR. Beberapa perhitungan tersebut diinput dalam program yang diunduh ke Arduino, seperti berikut :
• Membaca input analog pada pin A0 arduino :
ldrRawData = analogRead(A0);
• Data yang diukur pada pin A0 Arduino, dikonversi menjadi tegangan resistor dengan perhitungan input data analog pada pin A0 Arduino di bagi dengan nilai bit max (1023) dan dikalikan dengan Vin (5V) :
resistorVoltage = (float)ldrRawData / MAX_ADC_READING * ADC_REF_VOLTAGE;
• Menghitung nilai tegangan LDR dengan perhitungan Vin di kurang dengan tegangan resistor di atas ;
• Tahap ini menghitung nilai resistansi LDR dengan perhitungan tegangan LDR dibagi dengan teganagan resistor di kali dengan Vin :
ldrResistance = ldrVoltage/resistorVoltage * REF_RESISTANCE;
Dari tahapan-tahapan perhitungan di atas, diperoleh data resistansi LDR vs Lux Meter Standar sebagai berikut :
Tabel 4.1.Data Iluminasi (lux) dan Resistansi LDR Level Dimmer Iluminasi Lux Meter
Standar (lux) Resistansi LDR
30 100 8614.28 40 225 4040.35 45 318 2629.73 50 440 2033.85 55 562 1636.65 60 712 1365.35 65 879 1150.77 70 1035 1006.50 75 1215 882.95 80 1284 792.56 5 1299 737.83 90 1316 685.14 95 1326 648.69 100 1329 599.22 105 1334 578.57 110 1337 558.22 115 1340 544.83 120 1347 525
Dari hasil pengujian pada tabel 4.3 di atas terlihat hubungan antara resistansi LDR dan iluminasi yangberbanding terbalik(tidak linier).Semakin besar intensitas cahaya yang diterima sensor, maka semakin kecil resistansi LDR.Dan sebaliknya, semakin rendah intensitas cahaya yang diterima sensor, maka semakin besar juga resistansi LDR.Hasil pengujian tersebut terlihat dalam grafik pada gambar 4.3 di bawah ini.
Gambar 4.3. Grafik Iluminasi dan Resistansi LDR Yang Tidak Linier
Namun pada perancangan alat ini kita membutuhkan hubungan resistansi dan iluminasi yang berbanding lurus (linier).Didapatkan persamaan linier yang digunakan untuk merepresentasikan resistansi LDR agar linier mendekati iluminasi yang sebenarnya.Persamaan ini didapat dengan melogaritmakan data resistansi dan iluminasi lux meter standar tersebut. Persamaan fungsi linier tersebut terlihat dalam grafik pada gambar 4.4 berikut ini.
0 2000 4000 6000 8000 10000 0 500 1000 1500 LD R Re si st a n ce lux Meter
Gambar 4.4 Grafik Iluminasi dan Resistansi LDR Yang Linier
Dari grafik pada gambar 4.4 tersebut didapat persamaan linear (y = mx+b) yaitu y=-1,4051x+7,09756. Karena persamaan ini didapat dari data yang dilogaritmakan, maka persamaan ini juga dilogaritmakan untuk mendapatkan hasil pengujian yang linier.Sehingga persamaan ini menghasilkan rumus akhir :
y = mx+b
log(y) = log (mx+b) 10log� = 10�log�+log� y = 10log��
. 10log� y = 10log��
. 10� y = ��. 10�
Dari persamaan y = mx+b sebelumnya, didapat rumus akhir yang digunakan yaitu y = ��.10�, dimana :
y adalah nilai Lux yang akan di hitung x adalah resistansi LDR m = -1,4051 b = 107,09756 = 12518931 y = -1.4051+ 7.09756 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 0 1 2 3 4 lo g (L D R ) log(Lux) log(LDR) vs log(lux) Linear (log(LDR) vs log(lux))
maka,didapat hasil akhir :
Lux dihitung = �������������−1,4051.12518931
Persamaan tersebut yang kemudian dijadikan koefisien pengkalibrasian perubahan resistansi LDR dalam program yang diunduh ke Aduino agar bisa menghasilkan iluminasi yang sebenarnya.Setelah didapat koefisien kalibrasi tersebut, dilakukan pengujian keakuratan hasil kalibrasi antara alat yang dirancang dengan Lux Meter Standar.Hasil pengujian terlihat pada tabel 4.2 berikut ini.
Tabel 4.2. Data Pengujian Iluminasi Alat Rancangan Terhadap Alat Standar
Level Dimer
Iluminasi Lux Meter Standar
(lux)
Iluminasi Pada Alat Yang Dirancang (lux) % Error Pengujian 30 100 98.87 1.13 40 225 213.24 5.22 45 318 329.76 3.69 50 440 428.05 2.71 55 562 533.69 5.03 60 712 698.5 1.89 65 879 843.1 4.08 70 1035 1012.26 2.19 75 1215 1183.58 2.58 80 1284 1210.3 5.73 85 1299 1241.25 4.44 90 1316 1297.86 1.37 95 1326 1305.58 1.53 100 1329 1338.11 0.68 105 1334 1350.75 1.25 110 1337 1376.53 2.95
115 1340 1392.22 3.89
120 1347 1410.75 4.73
Rata-rata % Error 3.06
Perbandingan hasil pengujian antara dua variabel tersebut dapat terlihat dalam grafik pada gambar 4.5 berikut ini. Dari hasil pengujian ini terlihat bahwa pembacaan iluminasi pada alat yang dirancang sudah mendekati linier dengan alat standar dengan rata-rata %error sebesar 3,06%. Hal ini menunjukkan bahwa kalibrasi sudah dapat digunakan.
Gambar 4.5.Grafik Perbandingan Pengujian Iluminasi Alat Terhadap Alat Standar
4.3.Pengujian Dimmer Lampu
Pengujian dimmer lampu disini dilakukan dengan cara mengubah-ubah nilai PWM yang telah tertanam di Arduino dan mengukur outputnya dengan multimeter. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah perancangan dimmer lampu sudah bisa bekerja memberikan tegangan untuk mengontrol lampu dalam menghasilkan iluminasi sesuai dengan nilai referensi. Adapun hasil pengujian dapat dilihat pada tabel 4.3 berikut ini
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 0 500 1000 1500 2000 Lu x M e te r S ta n d a r Alat Rancangan Lux meter Standar (Lux) vs Alat Rancangan (Lux)
Lux Meter Standar
Tabel 4.3. Pengujian Dimmer Lampu Level Dimmer Tegangan (V/AC)
30 81,29 40 105,50 45 118,9 50 130,3 55 140,0 60 149,5 65 158,7 70 167,0 75 175,1 80 182,1
Dari hasil pengujian pada tabel 4.3.diatas dapat dilihat bahwa nilai tegangan berubah secara liniear sesuai dengan nilai pwm yang diberikan. Dimana semakin tinggi nilai pwm yang diberikan semakin tinggi juga tegangan yang dihasilkan, perbandingan seperti yang terlihat dalam grafilk pada gambar 4.6 berikut ini.Dari hasil pengujian tersebut terlihat bahwa rangkaian driver lampu sudah dapat digunakan.
Gambar 4.6. Grafik Perbandingan Tegangan (V/AC) Dengan Nilai PWM 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 L e v e l D i m m e r Tegangan (V/AC) Level Dimer Tegangan (V/AC)
4.4.Pengujian Sistem Secara Keseluruhan
Pada bagian ini akan dilakukan pengujian keseluruhan alat yang telah dirancang dibandingkan terhadap lux meter standar. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah alat dapat bekerja dengan baik terhadap kondisi ruangan sesuai yang diharapkan atau tidak.Pengujian ini dilakukan pada ruangan berukuran 3x4�2.Alat yang dirancang diaplikasikan diatas meja belajar dengan luas 1x1�2. Jarak alat ke permukaan meja belajar yaitu 110 cm.Pengujian ini di lakukan pada kondisi ruangan terang dan pada kondisi ruangan gelap, untuk melihat perbandingan kinerja alat di kondisi ruangan yang berbeda. Hasil pengujian ini terlihat pada tabel 4.4dan 4.5 berikut ini,
Tabel 4.4.Data Pengujian Keseluruhan Alat Kondisi Ruang Terang Terbuka Jarak Alat Ke Permukaan Bidang Uji 110 cm
Kondisi Level Dimmer
Iluminasi Pada Lux Meter Standar
(Lux)
Iluminasi Pada Alat Yang Di rancang
(Lux)
Alat Mati 0 104 101
Alat Hidup 63 303 300
Tambah Cahaya 0 1741 1757
Tabel 4.5. Data Pengujian Keseluruhan Alat Kondisi Ruangan Gelap Jarak Alat Ke Permukaan Bidang Uji 110 cm
Kondisi Level Dimmer
Iluminasi Pada Lux Meter Standar
(Lux)
Iluminasi Pada Alat Yang Di rancang
(Lux)
Alat Mati 0 14 11
Alat Hidup 67 303 300
Dari hasil pengujian secara keseluruhan di atas, terlihat bahwa alat dapat bekerja memberikan iluminasi sesuai referensi (300lux) dengan menyesuaikan kondisi ruangan sekitarnya.Pada saat iluminasi ruangan kurang dari 300 lux, alat dapat bekerja menghasilkan iluminasi 300 lux. Dan pada saat di beri tambahan cahayadimana kondisi ruangan lebih dari 300 lux, alat secara otomatis akan mati.Dan alat akan menyala lagi pada saat kondisi ruangan kurang dari 300lux.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari percobaan dan pembahasan yang telah dilakukan pada bab sebelumnya didapat beberapa kesimpulan antara lain :
1. Penggunaan sensor LDR dalam percobaan ini dikatakan masih kurang baik. Hubungan resistansi LDR dengan iluminasi merupakan hubungan linier yang kurang bagus.
2. Hasil pengujian kalibrasi sensor LDR membuktikan bahwa hasil pembacaan sudah mendekati linear dengan pembacaan Lux Meter Standar, dengan error 3,06%
3. Perancangan skematik keseluruhan rangkaian dan program sudah sesuai dengan kebutuhan, berdasarkan hasil pengujian secara keseluruhan pada perbandingan kondisi ruangan gelap dan terang, alat sudah bisa menghasilkan iluminasi referensi yaitu 300 lux.
4. Alat ini sudah bisa bekerja dengan baik terhadap kondisi di ruangan sekitar. Apabila iluminasi pada ruangan yang dideteksi sensor kurang dari 300 lux, alat ini sudah bisa bekerja menghasilkan iluminasi sebesar 300 lux. Dan apabila iluminasi ruangan lebih dari 300 lux, alat ini akan mati secara otomatis
5.2. Saran
Beberapa saran yang ingin diberikan sehubung dengan pelaksanaan tugas akhir ini antara lain sebagai berikut
1. Dari literatur-literatur yang sudah dicari, untuk pembacaan iluminasi yang lebih baik, penggunaan Digital Light Sensor BHI750 lebih mumpuni di banding sensor LDR dalam perancangan alat kontrol iluminasi
2. Untuk percobaan-percobaan kedepannya sebaiknya konstruksi alat dirancang lebih baik lagi agar pengaplikasian alat lebih mudah dan efisien
3. Untuk perancangan selanjutnya dapat mencoba sumber penerangan lain selain lampu pijar
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1.Pencahayaan
Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) cahaya adalah sinar atau terang (dari sesuatu yang bersinar seperti matahari, bulan, lampu, lilin, dsb) yang memungkinkan mata menangkap benda-benda disekitarnya. Cahaya sendiri dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu :
A. Cahaya Alami
Cahaya alami adalah cahaya yang bersumber dari penerangan atau sinar alam sepertimatahari, lahar panas, fosfor di pohon-pohon, kilat dan kunang-kunang. Cahaya alami memiliki beberapa kelebihan diantaranya,
• Bersifat alami (natural), manusia pada dasarnya tidak ingin dicabut dari alam dan ingin selalu berada didalam atau dekat dengan alam.
• Tersedia berlimpah
• Tersedia secara gratis
• Memiliki spektrum cahaya lengkap
• Memiliki daya panas dan kimiawi yang diperlukan bagi makhluk hidup di bumi.
• Dinamais, arah sinar matahari selalu berubah oleh rotasi bumi maupun peredarannya saat mengelilingi matahari.
• Lebih alami bagi irama tubuh
Disamping kelebihannya cahaya alami juga memiliki kekurangan, diantaranya,
• Pada bangunan berlantai banyak dan gemuk (berdenah rumit) sulit untuk memanfaatkan cahaya alami matahari (walau ada teknologi serat kaca yang dapat menyalurkan cahaya jauh kedalam ruangan)
• Intensitas cahaya tidak mudah diatur, dapat sangat menyilaukan atau sangat redup
• Sering membawa serta panas masuk ke dalam B. Cahaya Buatan
Cahaya buatan adalah cahaya yang bersumber dari sinar atau pencahayaan buatan seperti bola lampu, lilin, lampu sentir, dsb.Pencahayaan buatan diperlukan karena kita tidak dapat sepenuhnya bergantung pada ketersediaan cahaya alami.Misalnya pada malam hari atau diluar yang tak terjangkau oleh cahaya alami.Dengan demikian sudah semestinya pencahayaan buatan bersifat saling mendukung dengan pencahayaan alami (tidak dapat dikatakan mana yang lebih unggul). Pencahayaan buatan diperlukan bila :
• Tidak tersedia cahaya alami siang hari, saat antara matahari terbenan dan terbit
• Tidak tersedia cukup cahaya alami dari matahari, saat mendung tebal, intensitas cahaya bola langit akan berkurang
• Cahaya alami dari matahari tidak dapat menjangkau tempat tertentu didalam ruangan yang jauh dari jendela
• Diperlukan cahaya merata pada ruang lebar. Pada ruangan yang lebar, hanya lokasi disekitar jendela saja yang terang, sedangkan bagian tengah akan menjadi redup. Hal ini terutama terjadi pada ruangan lebar, luas dan terletak dibawah lantai lain sehingga tidak dapat dibuat lubang cahaya di atap. Namun jika ruang luas tersebut dapat diberi atap transparan, tidaklah terlalu disarankan untuk daerah tropis karena ruangan akan menjadi sangat panas.
• Diperlukan untuk fungsi khusus
Sebagai tambahan, pencahayaan buatan tidak akan dapat sepenuhnya menggantikan pencahayaan alami dari matahari. Sinar matahari membawa efek fisik, kimia, dan psikologis yang tidak seutuhnya dapat digantikan oleh sinar lampu.Makhluk hidup (manusia, hewan dan tumbuhan) pada dasarnya sangat terkait oleh alam. Oleh karena itu mengasingkan manusia secara total dari pencahayaan alami tentu tidak disarankan karena akan membawa dampak merugikan baik secara fisik maupun mental
2.2.Istilah-Istilah dan Pengertian dalam Pencahayaan
Beberapa istilah-istilah yang sering digunakan dalam penghitungan pencahayaan adalah sebagai berikut :
a. Intensitas Cahaya
Intensitas cahaya (light intensity, luminous intensity), diukur dengan Candela (cd)) adalah kuat cahaya yang dikeluarkan oleh sebuah sumber cahaya ke arah tertentu.penggambaran intensitas cahaya dapat dilihat pada gambar 2.1. berikut ini,
Gambar 2.1.Penggambaran Intensitas Cahaya
b. Fluk Cahaya
Fluk cahaya (luminous flux, diukur dengan Lumen (lm)) adalah banyak cahaya yang dipancarkan ke segala arah oleh sebuah sumber cahaya per satuan waktu (biasanya per detik).Penggambaran fluk cahaya dapat dilihat pada gambar 2.2.berikut ini,
c. Iluminansi Cahaya
Iluminan (illuminancediukur dengan Lux (lx), lumen/�2
) adalah banyaknya cahaya yang datang pada suatu unit bidang. Iluminasi (illumination) adalah cahaya yang datang pada suatu objek.Pengambaran iluminansi cahaya dapat dilihat pada gambar 2.3.berikut ini,
Gambar 2.3.Penggambaran Lux (Iluminasi)
d. Luminansi Cahaya
Luminan (Luminance, diukur dengan candela/�2
) adalah intensitas cahaya yang dipancarkan, dipantulkan, atau diteruskan oleh suatu unit bidang yang diterangi,
Gambar 2.4.Penggambaran Luminan
Untuk lebih jelasnya mengenai besaran, lambang, satuan dan lambang satuan dalam pencahayaan dapat dilihat pada tabel 2.1 berikut.
Tabel 2.1.Simbol dan Satuan Dalam Cahaya
NO. Kesatuan Simbol Satuan Simbol
Satuan 1 Kuat Cahaya (Intensitas Cahaya)
I
Lilin (candela, candlepower)
cd
2 Arus cahaya (yaitu jumlah banyaknya cahaya (Q) per satuan waktu (t)) ; Ф = Q/t
Ф Lumen lm
3 Arus cahaya yang datang (iluminan) per satuan luas permukaan ; E = Q/A
E Lux lx
4 Arus cahaya yang pergi (luminan)
per satuan luas permukaan; IL=I/A IL cd/�2
cd/�2
Dalam kenyataannya, menghitung penerangan tidak semudah yang dibayangkan. Banyak faktor yang mempengaruhi di suatu titik, antara lain distribusi intensitas cahaya luminer, efisiensi, bentuk dan ukuran ruang, pantulan permukaan, serta ketinggian lampu dari bidang kerja. Dari segi pengarahan cahaya dikenal istilah pencahayaan langsung (direct lighting), yaitu pencahayaan dengan mengarahkan sinar langsung ke bidang kerja atau objek. Lawan dari pencahayaan langsung adalah pencahayaan tidak langsung (indirect lighting), yaitu pencahayaan dengan cara memantulkan sinar terlebih dahulu (misalnya ke langit-langit dan ke dinding). Pencahayaan tak langsung sangat baur sehingga menimbulkan suasana lembut.Pada umumnya lampu memberikan gabungan antara kedua pencahayaan tersebut.
Berdasarkan cakupannya dikenal istilah pencahayaan umum (general lighting), yaitu pencahayaan merata untuk seluruh ruangan dan dimaksudkan untuk memberikan terang merata, walaupun mungkin minimal, agar tidak terlalu gelap.Berbeda dengan pencahayaan umum, pencahayaan kerja (task lighting) adalah pencahayaan fungsional untuk kerja visual tertentu, biasanya disesuaikan dengan
standar kebutuhan penerangan bagi suatu jenis kerja.pencahayaan yang secara khusus diarahkan ke objek tertentu untuk memperkuat penampilannya (fungsi estetik) disebut pencahayaan aksen (accent lighting). Cahaya ambien (ambient light) adalah cahaya keseluruhan dalam suatu ruang yang merupakan efek gabungan dari pencahayaan umum, aksen, dll.Pada umumnya lampu dapat memberikan pencahayaan dari beberapa definisi pencahayaan tersebut. Ada banyak lampu yang tersedia di toko (Prasasto,2009).
Dalam penelitian ini, penulis menggunakan bola lampu pijar soft tone 100W sebagai sumber penerangan. Adapun beberapa alasan digunakannya bola lampu pijar dalam penelitian ini karena kelebihan lampu ini antara lain sebagai berikut :
• Biaya awal yang rendah
• Pengaturan intensitas cahaya (terang/redup) mudah dan murah (dengan memakai dimmer)
• Dalam penelitian tidak membutuhkan pencahayaan yang tinggi, dimana bola lampu pijar hanya cocok untuk pencahayaan yang rendah
• Pemakaian sangat luwes
• Tidak terpengaruh oleh suhu dan kelembapan
• Perlengkapannya sederhana dan dapat ditangani dengan sederhana
Tetapi di balik kelebihannya, lampu pijar memiliki kekurangan antara lain :
• Umur pendek (750-1000 jam), makin rendah watt umur bola lampu semakin pendek
• Untuk negara tropis, panas dari lampu akan menambah beban AC
• Warna yang cenderung hangat, secara psikologis akan membuat suasana ruang kurang sejuk
2.3.Arduino
2.3.1. Sekilas Tentang Arduino
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya terdapat komponen utama, yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan
jenis AVR dari perusahaan Atmel. Pembuatan Arduino dimulai pada tahun 2005, dimana sebuah situs perusahaan komputer Olivetti di Ivrea Italia, membuat perangkat untuk mengendalikan proyek desain interaksi siswa supaya lebih murah dibandingkan sistem yang ada pada saat itu. Dilanjutkan pada bulan Mei 2011, dimana sudah lebih dari 300.000 unit Arduino terjual.Pendiri dari Arduino itu sendiri bernama Massimo Banzi dan David Cuartielles sebagai founder.Awalnya mereka memberikan nama proyek itu dengan sebutan Arduin dari Ivrea tetapi seiring dengan perkembangan zaman, nama proyek itu diubah menjadi Arduino yang berarti “teman yang kuat” atau dalam versi Bahasa inggrisnya dikenal dengan sebutan “Hardwin”.Secara umum Arduino terdiri dari 2 bagian, yaitu :
1. Hardware berupa papan input/output (I/O) yang open source
2. Software Arduino yang juga open source, meliputi software Arduino IDE untukmenulis program dan driver untuk koneksi dengan komputer.
Saat ini ada bermacam-macam bentuk dan jenis Arduino yang disesuaikan dengan peruntukannya, tidak hanya board (papan) Arduno yang disediakan, tetapi juga terdapat modul siap pakai (shield), juga aksesoris seperti USB adaptor dan sebagainya.Pada penelitian kali ini penulis menggunakan Arduino Uno.
2.3.2. Papan/BoardArduino Uno
Arduino Uno adalah papan mikrokontroler berbasis ATmega328 yang memiliki 14 pin digital Input/Output (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai Output PWM), 6 Input analog, clock speed 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP, dan tombol reset. Board ini menggunakan daya yang terhubung ke komputer dengan kabel USB atau daya eksternal dengan adaptor AC-DC atau baterai.Papan/Board ArduinoUNO dapat dilihat pada gambar 2.5. berikut ini,
Gambar. 2.5. Papan/BoardArduino UNO
Adapun spesifikasi dari Board Arduino diatas ialah :
• Mikrokontroler ATmega328
• Tegangan Operasi 5V
• Tegangan Input (Disarankan) 7-12V
• Batas Tegangan Input 6-20V
• Pin Digital Input/Output 14 (Dimana 6 pin Output PWM)
• Pin Analog Input 6 pin
• Arus DC per I/O pin yaitu 40mA
• Arus DC untuk pin 3,3V 50mA
• Flash memory 32KB (ATmega328), dimana 0,5 KB digunakan oleh bootloader
• SRAM 2KB (ATmeg328)
• EEPROM 1KB (ATmega 328)
• Clock 16MHz
2.3.3. Fitur AVR ATMega328
ATMega328 adalah mikrokontroller keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses
eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroller ini memiliki beberapa fitur antara lain :
• 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.
• 32 x 8-bit register serba guna.
• Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.
• 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
• Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanent karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.
• Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.
• Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.
• Master / Slave SPI Serial interface.
Mikrokontroler ATmega328 memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism.Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program.Konsep inilah yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock. 32 x 8-bit register serba guna digunakan untuk mendukung operasi pada ALU ( Arithmatic Logic unit ) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tidak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data. Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X ( gabungan R26 dan R27 ), register Y ( gabungan R28 dan R29 ), dan register Z ( gabungan R30 dan R31 ).
Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit.Setiap alamat memori program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit. Selain register serba guna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan teknik memory mapped I/O selebar 64
byte. Beberapa register ini digunakan untuk fungsi khusus antara lain sebagai register control Timer/ Counter, Interupsi, ADC, USART, SPI, EEPROM, dan fungsi I/O lainnya. Register – register ini menempati memori pada alamat 0x20h – 0x5Fh.Gambar 2.6 berikut memperlihatkan pin-pin Mikrokontroler ATMega328, pada gambar 2.7, 2.8 dan 2.9 berikut merupakan konfigurasi dari port Mikrokontroler ATMega328, dan pada gambar 2.10 memperlihatkan tampilan architecture ATmega328 :
Gambar 2.6. Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega 328
Gambar 2.8. Konfigurasi Port C
Gambar 2.10.Architecture ATmega328
2.3.4. Kelebihan Arduino
Arduino menyederhanakan proses kerja dengan mikrokontroler, sekaligus menawarkan beberapa macam kelebihan, diantarnya :
• Arduino mudah didapatkan dipasaran dan memiliki harga yang cukup terjangkau dipasaran
• Sederhana dan mudah pemrogramannya, karena software Arduino dilengkapi dengan kumpulan library yang cukup lengkap
• Tidak perlu perangkat chip programmer, karena didalamnya sudah ada bootloader yang akan menangani upload program dari computer
• Sudah memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna laptop yang tidak memiliki port serial/RS232 bisa menggunakannya
• Memiliki modul siap pakai (shield) yang bisa ditancapkan pada board Arduino, misalnya shield GPS, Ethernet, SD Card, dll.
2.3.5. Catu Daya
Arduino dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya
