Arduino adalah platform prototipe perangkat keras sumber terbuka yang dapat digunakan untuk membuat proyek berbasis pemrograman. Dari penjelasan di atas kita dapat memahami bahwa Arduino merupakan platform prototyping perangkat keras open source yang dapat digunakan untuk membuat proyek berbasis pemrograman.
Jenis-Jenis Arduino
Arduino Uno
Arduino Uno R3 memiliki 14 pin I/O digital (6 pin diantaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 pin input analog, 2x3 pin ICSP (untuk pemrograman Arduino dengan software lain) dan kabel USB. Berikut spesifikasi Arduino Uno R3 dikutip dari https://store.Arduino.cc/usa/Arduino-uno-rev3.
Arduino Due
Ia memiliki dua saluran DAC (Digital-Analog-Converter) bawaan (Arduino lain memiliki ADC tetapi tidak memiliki DAC yang merupakan fungsi pelengkap ADC -- ADC mengubah sinyal analog menjadi digital, DAC mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog sebenarnya .Bedakan dengan output analog simulasi PWM). Sumber catu daya dapat diambil dari port USB atau catu daya eksternal antara 6 ~ 16 Volt DC (disarankan antara 7 ~ 12 VDC).
Arduino Mega
Tegangan 5V: Tegangan listrik yang diatur yang digunakan untuk memberi daya pada mikrokontroler dan komponen lain di papan Arduino. Pin IOREF : Pin pada board Arduino ini berfungsi untuk memberikan referensi tegangan yang bekerja pada mikrokontroler (atau VCC untuk board tersebut).
Arduino Fio
Jalur ini biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset pada pelindung yang memblokir motherboard Arduino. Arduino jenis ini dilengkapi dengan prosesor ATMega168V (versi daya rendah) dan ATMega328V yang sering digunakan untuk membuat proyek unik.
Arduino Nano
Arduino Pro Mini
Untuk mengumpankan program ke dalam mikrokontroler, Arduino Pro Mini menggunakan alat tambahan berupa CH340G Converter yang digunakan sebagai downloader.
Arduino Micro
Pengenalan Aplikasi Arduino IDE
Instalasi Arduino IDE
Perlu diketahui bahwa ada aplikasi Arduino IDE yang memerlukan instalasi dan ada pula yang tidak. Pengenalan Aplikasi Arduino IDE | 29 Tekan tombol Next, lalu pilih folder untuk menyimpan aplikasi Arduino IDE.
Project 1 - LED Berkedip
- Light Emitting Diode (LED)
- Rangkaian Lampu Berkedip
- Program Lampu Berkedip
- Upload Program ke Board Arduno Uno
Buatlah rangkaian seperti Gambar 3.4. Untuk membuat rangkaiannya, sambungkan kaki LED negatif (kaki pendek/katoda) ke GND disertai resistor 330 Ohm, sedangkan kaki LED positif (kaki panjang/anoda) dihubungkan ke pin 10 Arduino. Program di atas juga bisa kita dapatkan langsung ke aplikasi Arduino IDE yang ada di perpustakaan, caranya buka File Menu → 01.Basics → Blink (Gambar 3.5), kemudian akan muncul sketsa baru dengan program untuk membuat LED berkedip. Jika muncul pesan seperti pada Gambar 3.7 maka proses kompilasi berhasil dan tidak ada kesalahan pada sketsa.
Tunggu beberapa detik jika kita melihat LED RX dan TX pada board Arduino berkedip. Setelah beberapa detik akan muncul pesan “Done uploading” seperti pada Gambar 3.10 yang menunjukkan bahwa proses upload berhasil. Untuk project lainnya sama saja, hanya saja jika kita menggunakan board arduino yang berbeda dengan arduino uno, maka anda hanya perlu mengganti jenis board yang digunakan saja.
Project 2 - LED Lampu Lalu Lintas
Rangkaian Simulasi Lampu Lalu Lintas
Hubungkan pin positif LED merah ke pin 10 Arduino - Hubungkan pin positif LED kuning ke pin 9 Arduino - Hubungkan pin positif LED hijau ke pin 8 Arduino.
Program Simulasi Lampu Lalu Lintas
Untuk pemasangan kabel jumper bisa berbeda warna atau berbeda lubangnya, asal komponen dan kabel penghubungnya sesuai dengan gambar di atas. Program dimulai dengan lampu merah menyala selama 10 detik yang berarti pengemudi dilarang melintas, kemudian dilanjutkan dengan lampu kuning selama 2 detik yang menandakan pengemudi siap melaju. Setelah itu, lampu hijau menyala dan lampu merah kuning padam selama 10 detik, artinya pengendara boleh melintas.
Dengan mengikuti kembali struktur program selangkah demi selangkah, kita dapat memahami cara kerja lampu merah yang kita lihat di persimpangan jalan. Untuk mendapatkan hasil yang maksimal silahkan mencoba program diatas dan gunakan timing yang tepat untuk lampu merah saat ini.
Project 3 - Sensor Cahaya (LDR)
Rangkaian Sensor Cahaya
Program Sensor Cahya
Seperti proyek sebelumnya, program ini dimulai dengan menginisialisasi variabel yaitu ledPin pada pin keluaran 13 dan ldrPin pada pin analog A0. Serial.begin berfungsi untuk membuka port data serial untuk komunikasi serial, mengirim atau menerima data dari serial. Lanjutkan dengan pengujian kondisi, jika nilai input analog kurang dari 200 maka LED akan menyala (keadaan gelap).
Jika input analog lebih besar dari 200, LED akan mati (keadaan lampu), dan di jendela tampilan serial akan muncul Terang, LED mati: "nilai analog".
Project 4 - Sensor Gerak (PIR)
Rangkaian Sensor Gerak
Pada proyek ini akan dibuat alat untuk mendeteksi gerakan menggunakan sensor PIR dan outputnya berupa LED sebagai peringatan jika ada gerakan. Masukkan program berikut pada aplikasi Arduino IDE lalu upload ke Arduino Uno menggunakan kabel USB Downloader. Tidak hanya itu, ketika pirState yang kita setel sebagai default LOW berubah menjadi HIGH, peringatan "Motion Detected!" muncul.
Ketika nilainya LOW, LED mati dan pirState masih dalam keadaan default, sehingga muncul pesan.
Project 5 - Module LCD 16x2
- Modul LCD 16x2 dengan I2C Konverter
- Menambahkan Library IDE Arduino
- Rangkaian LCD 16x2 dengan I2C Konverter
- Program
LCD memiliki 16 pin output yang dapat langsung dihubungkan ke pin LCD 16x2 (disolder permanen) dan memiliki 4 pin input (VCC, GND, SDA, SCL). Pada proyek ini kami menggunakan modul I2C Converter dengan IC tipe PCF8574T dengan alamat LCD 16 kata dan 2 baris yaitu 0x27. Dengan menggunakan modul Arduino dalam suatu proyek, misalnya modul LCD 16x2 dengan konverter I2C, ada kalanya aplikasi Arduino IDE akan mendeteksi kesalahan pada program setelah kita kompilasi, seperti terlihat pada Gambar 7.3.
Untuk itu kita perlu menambahkan perpustakaan untuk modul yang kita gunakan baik online maupun offline di Arduino IDE. Kemudian ketik pada kolom pencarian untuk mencari perpustakaan yang kita perlukan, dalam hal ini kita akan menambahkan Perpustakaan LiquidCrystal I2C. Penggunaan modul konverter I2C ini dibantu oleh perpustakaan Wire.h yang tersedia di Arduino IDE.
Project 6 - Sensor Jarak (HC-SR04)
- Sensor Ultrasonik
- Rangkaian Sensor Jarak
- Program Sensor Jarak
- Project 7 - Sensor Jarak (HC-SR04)
Pin Trigger untuk memicu sinyal dari sensor dan pin Echo untuk menangkap sinyal pantulan dari objek. Cara penggunaan alat ini adalah ketika kita memberikan tegangan positif pada pin trigger sebesar 10uS, maka sensor akan mengirimkan 8 langkah sinyal ultrasonik dengan frekuensi 40kHz. Pasang sensor ultrasonik HC-SR04 pada PCB dimana VCC ke 5V pada PCB, Trig ke pin 10 pada Arduino, Echo ke pin 11 pada Arduino dan GND ke GND pada PCB.
Trigger berfungsi sebagai keluaran atau pembangkit sinyal ultrasonik dan Echo berfungsi sebagai masukan atau penerima sinyal. Ketika trigPin HIGH, sensor memancarkan sinyal ultrasonik selama 10 μs, diikuti dengan trigPin menjadi LOW, sensor berhenti memancarkan sinyal ultrasonik. Pada saat yang sama, fungsi pulseIn akan memerintahkan sistem untuk menunggu hingga pin Echo berada pada posisi HIGH.
Rangkaian
Sensor ultrasonik HC-SR04, dimana VCC ke VCC pada papan sirkuit, Trig ke pin 10 Arduino, Echo ke pin 11 Arduino dan GND ke GND papan sirkuit.
Program
Untuk program yang lebih pendek kita dapat menambahkan perpustakaan khusus pada modul USG HC-SR04 dengan kata kunci HCSR04 oleh Martin Sosic. Program diatas diawali dengan menginisialisasi library dari LCD 16x2 yang disertai dengan modul I2C Converter dan sensor ultrasonik HC-SR04. Jadi kode distanceSensor UltraSonicDistanceSensor adalah kode default yang berasal dari perpustakaan sensor ultrasonik HC-SR04, jadi kita perlu menggunakannya saat menggunakan perpustakaan ini.
Lalu kode lcd.init ini merupakan inisialisasi LCD yang kita gunakan, jika tidak kita tulis maka setelah kita load programnya tidak akan ada respon. Jika kode ini tidak dimasukkan, LCD akan gelap meskipun data ditampilkan. Diawali dengan baris ke-1 yang menunjukkan “Jarak Benda =”, kemudian baris ke-2 menunjukkan hasil pembacaan sinyal digital dari sensor dalam satuan jarak “cm”.
Project 8 - Sensor Suhu (LM35)
- Sensor Suhu LM35
- Rangkaian Sensor Suhu
Untuk membaca data sensor ini kita perlu mengubah data analog berupa tegangan menjadi data digital pada Arduino. LM35 merespon perubahan suhu sebesar 10 mV/derajat Celcius, sehingga kita perlu mengubah nilai tegangan yang dihasilkan menjadi milivolt. Dengan menggunakan Arduino yang menggunakan ADC 10 bit atau sama dengan 1024 dan tegangan referensi yang digunakan adalah 5 V, diperoleh persamaan sebagai berikut.
Pada proyek kali ini kita akan mencoba membuat rangkaian sensor suhu menggunakan sensor suhu LM35N. Kemudian nilai tersebut akan diubah menjadi satuan suhu dengan mengubah data analog yang dibaca menjadi data digital. Kemudian data tersebut akan ditampilkan di monitor serial, sehingga kita perlu menambahkan perintah untuk membuka port data serial untuk komunikasi serial.
Project 9 - Sensor Suhu (LM35)
- Rangkaian
Untuk pemasangan modul konverter I2C, penempatan pin GND berbeda dengan pin sensor GND, karena dapat mempengaruhi hasil pengukuran. Sensor LM35, dimana VCC ke VCC pada papan sirkuit, Output ke pin A0, dan GND ke GND pada papan sirkuit. Dalam konfigurasi void, Serial.begin berfungsi untuk membuka port data serial untuk komunikasi serial baik mengirim atau menerima data dari serial.
Diawali dengan baris 1 yang menunjukkan “TEMPRATURE=”, kemudian baris 2 menunjukkan hasil pembacaan sinyal digital dari sensor dalam satuan Celsius.
Project 10 - Kontrol Motor Stepper
- Motor Stepper
- Rangkaian
- Program
Motor DC mempunyai magnet tetap pada statornya, sedangkan motor stepper mempunyai motor tetap pada rotornya. Bit-bit ini berasal dari terminal masukan motor stepper, yang merupakan kutub magnet motor. Motor stepper tidak dapat bergerak secara terus-menerus, tetapi bergerak secara terpisah dari satu langkah ke langkah berikutnya.
Berdasarkan struktur rotor dan stator pada motor stepper, motor stepper dibedakan menjadi 3 jenis sebagai berikut. Motor stepper jenis ini memiliki rotor yang berbentuk seperti kaleng bulat, tersusun dari lapisan-lapisan magnet permanen yang berselingan dengan kutub-kutub yang berlawanan. Motor stepper tipe hybrid mempunyai struktur yang merupakan gabungan dari kedua motor stepper tipe sebelumnya.
Project 11 - Kontrol Motor DC
- Program
Karena resolusinya 10 bit maka hasil pembacaan nilai digital antara 0 sampai 1023, namun dalam hal ini nilai analog potensiometer dibagi 4 sehingga nilainya berkisar antara 0 sampai 255. Maka analogWriter berfungsi untuk memberikan nilai PWM analog pada output pada pin 9/pin transistor.
Project 12 - Alarm Kebakaran (IR
- Sensor Api Infrared
- Rangkaian
- Program
Pada proyek kali ini kita akan membuat sensor kebakaran dengan menggunakan sensor api infra merah yang dilengkapi dengan alarm dari buzzer. Pada kondisi tidak terdeteksi adanya kebakaran maka sensor akan menghasilkan data digital HIGH, dan sebaliknya ketika sensor mendeteksi adanya kebakaran maka sensor akan menghasilkan data digital LOW. Pada program diatas kita menggunakan pin 10 pada Arduino sebagai input dari sensor, sehingga Arduino membaca data digital dari sensor kebakaran yang digunakan.
Data digital tersebut nantinya akan diolah untuk menyalakan alarm dan LED dengan mengatur pin alarm dan LED sebagai output. Saat sensor dalam keadaan LOW (mendeteksi kebakaran), kita atur pin alarm dan LED ke HIGH atau on. Saat sensor dalam keadaan HIGH (tidak mendeteksi api), atur pin Alarm dan LED ke posisi LOW (mati).
DAFTAR PUSTAKA
BIOGRAFI PENULIS
