LAPORAN PRAKTIKUM MIKROPROSESOR & MIKROKONTROLER IDENTIFIKASI BOARD ARDUINO UNO
Oleh :
Nama : Putri Amelia NIM : 42221016 Kelas : 3A TRJT
D4 TEKNOLOGI REKAYASA JARINGAN TELEKOMUNIKASI TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG
2021
1. TUJUAN PRAKTIKUM
• Mengidentifikasi board Arduino UNO
• Mengidentifikasi board digital dan analog
• Mengidentifikasi port serial
2. DASAR TEORI
Arduino adalah inovasi terbaru di dunia mikrokontroler. Ini merupakan platform mikrokontroler berbasis satu papan yang bersifat open-source, yang berasal dari platform Wiring. Arduino memiliki tingkat fleksibilitas yang tinggi, baik dari segi perangkat lunak maupun perangkat keras, yang memudahkan dalam perancangan dan pembuatan proyek elektronik di berbagai bidang. Arduino menggunakan IC ATMega sebagai perangkat IC programnya, dan memiliki bahasa pemrograman khusus yang sering disebut sebagai bahasa pemrograman Processing. Meskipun bahasa ini mirip dengan bahasa C, cara penulisannya lebih mendekati bahasa manusia. Saat ini, Arduino telah menjadi platform mikrokontroler yang paling populer di seluruh dunia.
Kemudahan dalam mempelajarinya dan mengaplikasikannya menjadikannya pilihan utama dalam bidang robotika dan elektronika..
2.1 Sejarah Arduino
Jika dilihat dari latar belakangnya, Arduino pada awalnya adalah hasil dari tesis yang ditulis oleh seorang mahasiswa asal Kolombia bernama Hernando Barragan di Universitas Ivrea di Italia. Tesis ini berjudul "Arduino-La rivoluzione dell'open hardware" atau "Arduino - Revolusi Open Hardware." Pada tahun 2005, Massimo Banzi dan David Cuartielles mengembangkan tesis tersebut dan memberikan nama
"Arduino," yang dalam bahasa Italia berarti "teman berani.".
Pada awalnya, tujuan dikembangkannya arduino adalah membuat sebuah perangkat mikrokontroller yang murah, fleksibel, dan mudah dipelajari siapa saja bahkan orang yang awam sekalipun. Saat ini tim pengembang Arduino adalah Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino, David Mellis, dan Nicholas Zambetti. Mereka mengupayakan 4 hal dalam Arduino ini, yaitu:
1. Harga yang terjangkau.
2. Dapat dijalankan di berbagai sistem operasi, Windows, Linux, Mac, dan sebagainya.
3. Software dan Hardware sederhana sehingga mudah dipelajari.
4. Hardware maupun software open source.
Arduino memiliki berbagai kelebihan dibandingkan dengan mikrokontroller lain.
Sesuai dengan empat hal yang diupayakan pengembang arduino maka Arduino memiliki kelebihan yaitu:
a. Soket USB adalah soket kabel USB yang disambungkan kekomputer atau laptop.
Yang berfungsi untuk mengirimkan program ke arduino dan juga sebagai port komunikasi serial. Jadi tidak diperlukan lagi Downloader Eksternal untuk mendownload Program ke IC Arduino.
b. Input/output digital dan input analog dalam Arduino fungsinya adalah membaca atau mengirim data berupa data Analog maupun Digital dari Rangkaian Terintegrasi dengan Arduino. Biasanya Pin Input/ Output Analog dan Digital berada pada barisan terpisah.
c. Catu Daya pada Arduino bisa menggunakan Socket USB dan terdapat pula Socket DC 12V untuk tipe tertentu. Di dalam Board Arduino sudah tersedia IC regulator Untuk menstabilkan dan menyuplay tegangan ke modul Arduino.
d. Ukuran Fisik untuk satu board arduino reltif kecil karena dibangun menggunakan komponen SMD (surface mounted Device) yaitu komponen yang sangat kecil , biasanya terdapat pada board hp dan motherboard sehingga sangat ringkas dan tahan terhadap berbagai situasi.
Arduino Uno merupakan salah satu jenis yang paling umum digunakan dan memiliki banyak variasi. Versi terbaru dari Arduino Uno adalah Arduino Uno R3 (Revisi 3), yang dilengkapi dengan mikrokontroler ATmega328. Arduino Uno R3 memiliki 14 pin I/O digital dan 6 pin input analog. Untuk melakukan pemrograman, Anda dapat menggunakan koneksi USB tipe A ke tipe B.
2.2 Spesifikasi UNO
Microcontroller : ATmega328P Operating Voltage : 5V
Input Voltage (recommended)
: 7-12V
Input Voltage (limit) : 6-20V
Digital I/O Pins : 14 (of which 6 provide PWM output)
PWM Digital I/O Pins : 6 Analog Input Pins : 6 DC Current per I/O Pin : 20 mA DC Current for 3.3V Pin : 50 mA
Flash Memory 32 KB : (ATmega328P)
SRAM : 2 KB (ATmega328P)
EEPROM : 1 KB (ATmega328P)
Clock Speed : 16 MHz
LED_BUILTIN : 13
Length : 68.6 mm
Width : 53.4 mm
Weight : 25 g
2.3 Langkah-langkah Pemrograman Arduino
• Program yang ditulis dalam bahasa Arduino dikenal sebagai sketches atau sketsa. Sketsa dasar terdiri dari 3 bagian yaitu:
1. Deklarasi Variabel
2. Inisialisasi: ditulis dalam fungsi setup ().
3. Kode kontrol: ditulis dalam fungsi loop ().
• Sketsa disimpan dengan ekstensi .ino. Operasi apa pun seperti verifikasi, membuka sketsa, menyimpan sketsa dapat dilakukan dengan tombol pada toolbar atau menggunakan tool menu.
• Sketsa sebaiknya disimpan di sketchbook directory.
• Pilih board arduino yang tepat pada tool menu dan nomor port serial.
• Klik tombol upload atau pilih upload dari tool menu. Sehingga coding diupload oleh bootloader ke mikrokontroler.
Beberapa fungsi dasar program Adruino adalah:
• digitalRead (pin) : Membaca nilai digital pada pin yang diberikan.
• digitalWrite (pin, value) : Menulis nilai digital ke pin yang diberikan.
• pinMode (pin, mode) : Mengatur pin ke mode input atau output.
• analogRead (pin) : Membaca dan mengembalikan nilai pada pin yang diberikan.
• analogWrite (pin, value) : Menulis nilai ke pin itu.
• serial.begin (baud rate) : Mengatur kecepatan bit komunikasi serial.
(https://www.elprocus.com/arduino-basics-and-design/)
3. ALAT DAN BAHAN
• Arduino Uno
• Datasheet Atmega328P
4. LANGKAH PERCOBAAN
a. Identifikasi komponen/pin board Arduino Uno pada gambar 2 dengan mengisi tabel 1 di bawah ini.
b. Sebutkan dan jelaskan fungsi setiap komponen/pin tersebut pada tabel. 1
Tabel 1
Komponen/pin Deskripsi komponen/pin Fungsi
A B C D E F G H I J K L M N O
c. Sebutkan fungsi dasar program Adruino yang berhubungan dengan pin Arduino Uno pada gambar 2 dan tabel 2.
Tabel 2
Komponen/pin Deskripsi komponen/pin Fungsi
A B C D E F G H I J K
L M N O
5. PERTANYAAN
a. Jelaskan perbedaan program pin input/output digital dan analog!
b. Jelaskan prinsip kerja komunikasi serial!
c. Jelaskan apa yang dimaksud dengan baud rate!
d. Jika diperlukan program arduino dengan 16 pin output digital, bagaimana program ini didesain menggunakan board Arduino Uno?
6. HASIL PERCOBAAN
• Tabel 1
Komponen/pin Deskripsi
komponen/pin Fungsi
A Pin Digital
digunakan untuk input digital (seperti memberi tahu jika tombol ditekan) dan output digital (seperti menyalakan daya LED).
B Pin Analog membaca tegangan dan sinyal yang dihasilkan oleh sensor analog
C Pin PWM
dapat digunakan untuk membangkitkan PWM. PWM sendiri berfungsi untuk mengatur kecepatan motor, atau kecerahan lampu dan lain lain.
D Pin Serial (Tx-
Rx) digunakan untuk komunikasi data serial.
E Mikrokontroler
IC sebagai otak dari papan Arduino
F Pin Vin digunakan untuk memberi daya ke papan Arduino dari sumber daya eksternal
G Pin GND pin yang berfungsi sebagai kutub negatif dari arduino
H Pin 5V Supply 5 Volt output I Pin 3,3V Supply 3,3 Volt output
J LED sebagai lampu indikator
K Pin AREF
digunakan untuk mengatur tegangan referensi eksternal (antar 0 dan 5 Volts) sebagai batas atas untuk pin input analog input.
L Crystal
Oscillator
menghasilkan detak-detak (frekuensi) yang dikirim kepada mikrokontroler
M Power port
dapat digunakan untuk memberi input daya pada papan arduino dengan tegangan maksimal 12V dan arus maksimal 2A
N USB port
dapat digunakan untuk memberi daya pada papan arduino, mengupload/memasukkan program dan komunikasi serial antara PC dan Arduino
O Tombol reset me-restart program yang dimuat pada Arduino
• Tabel 2
Komponen/pin Deskripsi
komponen/pin Fungsi
A Pin Digital
pinMode (pin, mode) : Mengatur pin ke mode input atau output.
digitalRead (pin) : Membaca nilai digital pada pin yang diberikan.
digitalWrite (pin, value) : Menulis nilai digital ke pin yang diberikan.
B Pin Analog
pinMode (pin, mode) : Mengatur pin ke mode input atau output.
analogRead (pin) : Membaca dan mengembalikan nilai pada pin yang diberikan.
analogWrite (pin, value) : Menulis nilai ke pin itu.
C Pin PWM analogWrite (pin, value) : Menulis nilai ke pin itu.
D Pin Serial (Tx-Rx) serial.begin(baud rate ) mengatur awal komunikasi serial dengan mengatur kecepatan bit
serial.available ( ) serial.read ( )
E Mikrokontroler IC Mengendalikan fungsi sistem elektronik melalui program tertanam.
F Pin Vin Menerima tegangan input untuk pasokan daya eksternal Arduino.
G Pin GND Menyediakan jalur untuk menghubungkan ke ground (tanah) sirkuit.
H Pin 5V Memberikan tegangan 5 volt sebagai sumber daya positif.
I Pin 3,3V Memberikan tegangan 3,3 volt sebagai sumber daya positif.
J LED Menghasilkan cahaya saat diberi tegangan
K Pin AREF analogReference() : untuk mengatur tegangan referensi
L Crystal Oscillator Menghasilkan osilasi presisi untuk sinkronisasi waktu dalam sirkuit.
M Power port Menerima pasokan daya eksternal untuk mengoperasikan perangkat.
N USB port Menghubungkan perangkat Arduino ke komputer untuk pengaturan dan komunikasi.
O Tombol reset Memulai ulang mikrokontroler dan programnya secara manual jika diperlukan.
7. JAWABAN PERTANYAAN
1. Jelaskan perbedaan program pin input/output digital dan analog!
Jawab :
Program pin input/output digital berfokus pada mengendalikan perangkat yang memiliki dua kondisi diskrit, seperti LED (nyala/matikan), sementara program pin input/output analog digunakan untuk mengirim atau membaca data dalam bentuk tegangan variabel dalam rentang tertentu, cocok untuk perangkat yang memerlukan sinyal analog, seperti motor servo atau lampu LED yang dapat diatur intensitas cahayanya.
2. Jelaskan prinsip kerja komunikasi serial!
Jawab :
Prinsip kerja komunikasi serial adalah metode pengiriman data bit demi bit secara berurutan melalui satu jalur komunikasi tunggal, dengan data yang dimulai dari bit awal, diikuti oleh data sebenarnya, bit paritas jika diperlukan, dan bit akhir. Kecepatan transmisi (baud rate) mengatur seberapa cepat bit-bit tersebut dikirimkan.
3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan baud rate!
Jawab :
Baud rate adalah ukuran kecepatan komunikasi serial yang mengindikasikan berapa banyak simbol atau perubahan keadaan yang dapat ditransmisikan dalam satu detik melalui jalur komunikasi. Baud rate diukur dalam baud, yang setara dengan simbol per detik. Ini menentukan seberapa cepat bit-bit data dapat dikirim melalui saluran komunikasi dan perlu disetel dengan benar pada perangkat pengirim dan penerima untuk memastikan komunikasi yang tepat. Sebagai contoh, pada baud rate 9600, 9600 simbol atau perubahan keadaan dapat ditransmisikan dalam satu detik.
4. Jika diperlukan program arduino dengan 16 pin output digital, bagaimana program ini didesain menggunakan board Arduino Uno?
Jawab :
Arduino UNO dapat diprogram dengan menggunakan perangkat lunak Arduino IDE. Untuk memilih papan "Arduino Uno," Anda dapat melakukannya melalui opsi dalam menu "Tools > Board," yang juga mencakup pengaturan untuk mikrokontroler yang ada di dalam papan tersebut. Jika Anda membutuhkan lebih dari 12 pin digital, ada pilihan untuk menggunakan pin analog. Sesuai dengan spesifikasi (datasheet) Arduino UNO, pin analog dapat difungsikan sebagai pin digital dengan penomoran pin yang berbeda, sebagai contoh:
Pin A0 dapat digunakan sebagai Pin 14 Pin A1 dapat digunakan sebagai Pin 15 Pin A2 dapat digunakan sebagai Pin 16 Pin A3 dapat digunakan sebagai Pin 17 Pin A4 dapat digunakan sebagai Pin 18 Pin A5 dapat digunakan sebagai Pin 19
8. KESIMPULAN
Arduino adalah sebuah platform mikrokontroler berbasis papan tunggal yang memiliki sifat open-source dan berasal dari platform Wiring. Keunggulan utamanya adalah tingkat fleksibilitas yang tinggi dalam hal perangkat keras dan perangkat lunak, menjadikannya pilihan yang sangat sesuai untuk berbagai aplikasi di bidang elektronik.
Salah satu varian populer dari Arduino adalah Arduino UNO, yang menggunakan mikrokontroler ATmega328 sebagai komponen intinya. Arduino UNO memiliki beragam fitur yang memudahkan penggunaannya. Di dalamnya terdapat 14 pin digital yang dapat digunakan baik sebagai input maupun output, dengan 6 di antaranya mendukung sinyal PWM.
Selain itu, Arduino UNO dilengkapi dengan 6 pin input analog, osilator Kristal berkecepatan 16 MHz, port USB, jack daya, header ICSP, dan tombol reset. Seluruh komponen ini dirancang untuk memfasilitasi pengguna dalam menghubungkan Arduino UNO ke komputer melalui kabel USB, memberikan daya melalui adaptor AC ke DC, atau bahkan menggunakan baterai sebagai sumber daya tambahan.
