Dasar Teori
06.27
Modul II
Mikrokontroller Arduino Mega 2560
1.1 Tujuan [kembali]
a. Mempelajari output mikrokontroller arduino
b. Mempelajari input mikrokontroller arduino
a. Mempelajari output mikrokontroller arduino
b. Mempelajari input mikrokontroller arduino
a. Mikrokontroler Arduino Mega 2560
b. LED
c. Seven Segment
d. Jumper
e. LCD
f. Motor DC
g. Keypad
h. Switch
g. Keypad
h. Switch
Teori Keypad
22.21
Keypad adalah bagian penting dari suatu perangkat elektronika yang membutuhkan interaksi manusia. Keypad berfungsi sebagai interface antara perangkat (mesin) elektronik dengan manusia atau dikenal dengan istilah HMI (Human Machine Interface). Matrix keypad 4×4 merupakan salah satu contoh keypad yang dapat digunakan untuk berkomunikasi antara manusia dengan mikrokontroler. Konfigurasi keypad dengan susunan bentuk matrix ini bertujuan untuk penghematan port mikrokontroler karena jumlah key (tombol) yang dibutuhkan banyak pada suatu sistem dengan mikrokontroler. Konstruksi matrix keypad 4×4 untuk mikrokontroler dapat dibuat seperti pada gambar berikut:
Proses scaning untuk membaca penekanan tombol pada matrix keypad 4×4 untuk mikrokontroler diatas dilakukan secara bertahap kolom demi kolom dari kolom pertama sampai kolom ke 4 dan baris pertama hingga baris ke 4. Misal kita asumsikan keypad aktif LOW (semua line kolom dan baris dipasang resistor pull-up) dan dihubungkan ke port mikrokontrolr dengan jalur kolom adalah jalur input dan jalur baris adalah jalur output maka proses scaning matrix keypad 4×4 diatas dapat dituliskan sebagai berikut.
·
Mengirimkan logika Low untuk kolom 1 (Col1) dan logika HIGH untuk kolom yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111, atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan maka data pembacaan baris akan 1111.
·
Mengirimkan logika Low untuk kolom 2 (Col2) dan logika HIGH untuk kolom yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111, atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan maka data pembacaan baris akan 1111.
·
Mengirimkan logika Low untuk kolom 3 (Col3) dan logika HIGH untuk kolom yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111, atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan maka data pembacaan baris akan 1111.
Mengirimkan logika Low untuk kolom 4 (Col4) dan logika HIGH untuk kolom yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111, atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan maka data pembacaan baris akan 1111.
Prinsip Kerja Clock dan Rangkaian Clock
22.17
Rangakaian clock berfungsi untuk pembentuk/membangkitkan pulsa/gelombang kotak secara terus-menerus dan rangkaian ini tidak mempunyai kondisi stabil/setimbang. Rangkaian clock termasuk golongan Astabil Multivibrator dengan IC 555. Output rangkaian clock digunakan untuk input rangkaian-rangkaian logika yang sekuensial (berhubungan dengan waktu). Yang termasuk rangkaian logika sekuensial contohnya: Flip-Flop, Shift Register, dan Counter. Adapun fungsi rangkaian clock yaitu, untuk mengatur jalannya data dalam penggeseran ke kanan atau ke kiri, maupun dalam perhitungan/pencacahan bilangan biner. Yang dimaksud rangkaian Astabil Multivribator Adalah multivribator yang tidak stabil tegangan output-nya (tegangan pengeluarannya berubah-ubah) tanpa adanya sinyal masukan yang diberikan. Rangakaian clock dengan IC 555 besrta pulsa-pulsa pada pin 3dan pin 6 ditunjukkan pada gambar ini.
Pada gambar rangkaian clock diatas akan dijabarkan mengenai cara kerja dari sistem rangkaian tersebut. Pada simbol C akan naik melebihi kira-kira 2/3 Vcc jika ada tegangan yang masuk ke dalam rangkaian tersebut. Dan ada penggunaan rumus tersendiri jika Kapasitor C mulai dikosongkan dengan menggunakan komponen Rb . Rumus yang terjadi adalah :
T : Rb x C
Keluaran atau output akan naik dan juga tinggi jika tegangan di Kapasitor (C) mulai turun hingga mencapai rumus ( Vcc/3). Komponen IC 555 memiliki besar tegangan yang akan naik dan turun secara eksponensial. Gelombang segi empat menjadi bentuk dari keluaran atau output komponan IC 555 ini. Bentuk keluaran yang tidak simetri ini disebabkan waktu yang dibutuhkan untuk pengisian lebih lama dibandingkan dengan waktu untuk pengosongan komponen ini. Dan keadaan keluaran yang rendah lebih cepat dibandingkan dengan kadar keluaran yang lebih tinggi. Dan perhitungan untuk menentukan asimetris dari keluaran atau output rangkaian clock menggunakan rumus :
W : 0.693 (RA + Rb) * C
T : 0.693 * Rb * C
T : W + t
Dan W adalah lebar pulsa sementara t adalah waktu atau lama periode dengan besarnya frekuensi dihitung F : 1/T.
Rangkaian Aplikasi CLOCK
Flip-Flop
Rangkaian logika dengan dua output yang saling berlawanan.
dua kondisi kerja FF:
(1) Q = 0, Q’=1 :
(2) Q = 1, Q’ = 0 .
Macam Macam FLIP-FLOP :
1. RS-FLIP-FLOP
(1) Q = 0, Q’=1 :
(2) Q = 1, Q’ = 0 .
Macam Macam FLIP-FLOP :
1. RS-FLIP-FLOP
2. CRS FLIP-FLOP
3. T FLIP-FLOP
4. J-K FLIP-FLOP
Prinsip Kerja dan Rangkaian Reset
22.09 Pin RESET pada mikrokontroler ATMEL AVR adalah aktif LOW. Jika sebuah sinyal LOW diaplikasikan pada pin ini, maka mikrokontroler akan direset. Peresetan sistem dilakukan dengan tujuan:
Untuk ‘melepas’ semua pin (kecuali pin-pin XTAL) untuk masuk ke keadaan tri-state, menginisialisasi semua Register I/O, dan mereset program counter (PC=0).
Untuk memasuki mode pemrograman paralel.
Jalur RESET memiliki resistor pull-up internal berukuran 100K-500K ohm. Secara teori, resistor pull-up tersebut berfungsi menahan pin RESET pada logika HIGH dan tidak mengambang.
Pada lingkungan dengan noise yang tinggi, maka resistor pull-up internal saja tidaklah cukup. Adanya spike dapat menyebabkan munculnya sinyal RESET yang tidak diinginkan. Oleh karena itu perlu adanya rangkaian eksternal yang secara aktif menjaga kondisi pin RESET tetap HIGH kecuali dilakukan RESET.
Rangkaian dapat digunakan untuk mengamankan pin RESET dari munculnya sinyal RESET yang tidak diinginkan yang diakibatkan oleh noise dan spike. Akan tetapi jika mikrokontroler AVR yang kita gunakan memiliki rangkaian Brown-out internal, maka kita hanya perlu menambahkan beberapa komponen eksternal saja. Berikut adalah rangkaian RESET yang direkomendasikan ATMEL.
Percobaan Motor DC
04.43
Tambahkan 3 buah LED, dengan menggunakan input keypad, tekan angka 1 pada keypad motor satu akan berputar pelan kearah kiri dan motor dua akan berputar pelan kearah kanan yang arahnya tampil pada LCD lalu led 1 akan hidup.
Prosedur Percobaan:
1. Pastikan semua supply dalam keadaan off
2. Hubungkan jumper seperti rangkaian dibawah
3. Buatlah listing program yang telah ada pada modul
4. Periksakan rangkaian kepada asisten yang mengawas
5. Hidupkan semua supply
6. Upload program dari laptop/PC ke modul
7. Tekan tombol Reset
8. Amati percobaan, jika tidak sesuai perbaiki rangkaian atau program
9. Jika sesuai, maka selesai dan demokan pada asisten yang mengawas
10. Jelaskan prinsip kerja + program dan hubungan keduanya kepada asisten
11. Demokan ke pembimbing praktikum
12. Matikan supply
03.46
PRAKTIKUM MIKROPROSESOR DAN MIKROKONTROLERMIKROKONTROLER ARDUINO MEGA 2560PENGATURAN KECEPATAN PUTARAN MOTOR DC
1. TUJUAN
a. Mempelajari output mikrokontroller arduino
b. Mempelajari input mikrokontroller arduino
2. TEORI KOMPONEN
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 :
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.
