a)
Memahami prinsip kerja UART, SPI, dan I2C
b) Mengaplikasikan protokol komunikasi UART, SPI, dan I2C
pada Arduino
LED
A. Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART)
UART
(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) adalah bagian perangkat keras
komputer yang menerjemahkan antara bit-bit paralel data dan bit-bit serial.
UART biasanya berupa sirkuit terintegrasi yang digunakan untuk komunikasi
serial pada komputer atau port serial perangkat periperal.
Cara
Kerja Komunikasi UART
Data
dikirimkan secara paralel dari data bus ke UART1. Pada UART1 ditambahkan start
bit, parity bit, dan stop bit kemudian dimuat dalam satu paket data. Paket data
ditransmisikan secara serial dari Tx UART1 ke Rx UART2. UART2 mengkonversikan
data dan menghapus bit tambahan, kemudia di transfer secara parallel ke data
bus penerima.
B. Serial
Peripheral Interface (SPI)
Serial Peripheral Interface (
SPI ) merupakan salah satu mode komunikasi serial synchrounous kecepatan tinggi
yang dimiliki oleh ATmega 328. Komunikasi SPI membutuhkan 3 jalur yaitu MOSI,
MISO, dan SCK. Melalui komunikasi ini data dapat saling dikirimkan baik
antara mikrokontroller maupun antara mikrokontroller dengan peripheral
lain di luar mikrokontroler.
MOSI : Master Output Slave Input Artinya jika
dikonfigurasi sebagai master maka pin MOSI sebagai output tetapi jika
dikonfigurasi sebagai slave maka pin MOSI sebagai input.
MISO
: Master Input Slave Output Artinya jika dikonfigurasi sebagai master maka pin
MISO sebagai input tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin MISO
sebagai output.
SCLK
: Clock Jika dikonfigurasi sebagai master maka pin CLK berlaku sebagai output
tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin CLK berlaku sebagai input.
SS/CS
: Slave Select/ Chip Select adalah jalur master memilih slave mana yang akan
dikirimkan data.
Cara
Kerja Komunikasi SPI
Sinyal
clock dialirkan dari master ke slave yang berfungsi untuk sinkronisasi. Master
dapat memilih slave mana yang akan dikirimkan data melalui slave select,
kemudian data dikirimkan dari master ke slave melalui MOSI. Jika master butuh
respon data maka slave akan mentransfer data ke master melalui MISO.
C. Inter
Integrated Circuit (I2C)
Inter Integrated Circuit atau sering disebut I2C
adalah standar komunikasi serial dua arah menggunakan dua saluran yang didisain
khusus untuk mengirim maupun menerima data. Sistem I2C terdiri dari saluran SCL
(Serial Clock) dan SDA (Serial Data) yang membawa informasi data
antara I2C dengan pengontrolnya.
Cara Kerja Komunikasi I2C
Pada I2C, data ditransfer
dalam bentuk message yang terdiri dari kondisi start, Address Frame, R/W bit,
ACK/NACK bit, Data Frame 1, Data Frame 2, dan kondisi Stop.
Kondisi start dimana saat
pada SDA beralih dari logika high ke low sebelum SCL.
Kondisi stop dimana saat pada
SDA beralih dari logika low ke high sebelum SCL.
R/W bit berfungsi untuk
menentukan apakah master mengirim data ke slave atau meminta data dari slave.
(logika 0 = mengirim data ke slave, logika 1 = meminta data dari slave)
ACK/NACK bit berfungsi
sebagai pemberi kabar jika data frame ataupun address frame telah diterima
receiver.
D.
ARDUINO
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 dalam praktikum ini
adalah Arduino Uno yang menggunakan chip AVR ATmega 328P. Dalam memprogram
Arduino, kita bisa menggunakan komunikasi serial agar Arduino dapat berhubungan
dengan komputer ataupun perangkat lain.
Adapun spesifikasi dari Arduino Uno ini adalah sebagai berikut :
|
Microcontroller
ATmega328P |
|
Operating
Voltage
5
V |
|
Input
Voltage
(recommended)
7 – 12 V |
|
Input
Voltage
(limit)
6 – 20 V |
|
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 of which 0.5 KB used by bootloader |
|
SRAM
2 KB |
|
EEPROM
1 KB |
|
Clock
Speed
16 MHz |
BAGIAN-BAGIAN
ARDUINO UNO
POWER
USB
Digunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat
koneksi USB.
POWER
JACK
Supply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5
- 12 V.
Crystal
Oscillator
Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino.
Jumlah cetak menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.
Reset
Digunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.
Digital
Pins I / O
Papan Arduino UNO memiliki 14 Digital Pin. Berfungsi untuk memberikan
nilai logika ( 0 atau 1 ). Pin berlabel " ~ "
adalah pin-pin PWM ( Pulse Width Modulation ) yang dapat
digunakan untuk menghasilkan PWM.
Analog
Pins
Papan
Arduino UNO memiliki 6 pin analog A0 sampai A5. Digunakan untuk membaca
sinyal atau sensor analog seperti sensor jarak, suhu dsb, dan mengubahnya
menjadi nilai digital.
LED
Power Indicator
Lampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik
dengan baik.
E.
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.
F. Resistor
Resistor merupakan komponen penting dan sering
dijumpai dalam sirkuit Elektronik. Boleh dikatakan hampir setiap sirkuit
Elektronik pasti ada Resistor. Tetapi banyak diantara kita yang bekerja di
perusahaan perakitan Elektronik maupun yang menggunakan peralatan Elektronik
tersebut tidak mengetahui cara membaca kode warna ataupun kode angka yang ada
ditubuh Resistor itu sendiri.
Seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk
Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor
itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor,
tetapi ada juga yang 5 Gelang.
Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari
gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga
merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.
Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh
Resistor :
Tabel Kode Warna Resistor
Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang
warna :
Cara
menghitung nilai resistor 4 gelang
Masukkan
angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan
angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan
Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10
(10n)
Merupakan
Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh
:
Gelang
ke 1 : Coklat = 1
Gelang
ke 2 : Hitam = 0
Gelang
ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang
ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka
nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan
toleransi 10%.
Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang
warna :
Cara Menghitung Nilai Resistor 5 Gelang Warna
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut
dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5
Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm
dengan toleransi 10%.
Contoh-contoh perhitungan lainnya :
Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5%
toleransi
Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10%
toleransi
Cara menghitung Toleransi :
2.200 Ohm dengan Toleransi 5% =
2200 – 5% = 2.090
2200 + 5% = 2.310
ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm
G. Potensiometer
Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis
Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan
rangkaian elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Sebuah Potensiometer (POT)
terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan
terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di
tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan
pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur
Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah
Potensiometer.
H.
Power Supply
Dalam bahasa Indonesia, Power
Supply berarti Sumber Daya. Fungsi dari power supply adalah memberikan daya
arus listrik ke berbagai komponen. Sumber energi listrik yang berasal dari luar
masih berbentuk alternating current (AC). Ketika energi listrik
masuk ke power supply, maka energi listrik akan dikonversi menjadi bentuk direct
current (DC). Daya DC inilah yang kemudian disalurkan ke semua komponen
yang ada di dalam chasing komputer agar dapat bekerja.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar