Mikro 2024 Modul 1
Modul I
General Input and Output
- Asistensi dilakukan 3x dengan lama pertemuan 20 menit (Rabu, Kamis, Jumat)
- Praktikum dilakukan 1x dengan lama pertemuan 90 menit (Selasa)
- Laporan akhir (format sesuai dengan isi blog) dikumpulkan pada hari Kamis
- Merangkai dan menguji aplikasi output pada mikrokontroller arduino
- Merangkai dan menguji input pada mikrokontroller arduino
- Merangkai dan menguji I/O pada mikrokontroller arduino
1. Pendahuluan [Kembali]
2. Tujuan [Kembali]
3. Alat dan Bahan [Kembali]
.jpg)
.jpg)
4. Dasar Teori [Kembali]
A. 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-2Masukkan 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 = 1Gelang ke 2 : Hitam = 0Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105Gelang 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-2Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3Masukkan 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 = 1Gelang ke 2 : Hitam = 0Gelang ke 3 : Hijau = 5Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105Gelang 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% toleransiKuning, 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% = 2.0902200 + 5% = 2.310ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm
B. Komponen Input
-Keypad
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 pada artikel ini merupakan salah satu contoh keypad yang dapat digunakan untuk berkomunikasi antara manusia dengan mikrokontroler. Matrix keypad 4×4 memiliki konstruksi atau susunan yang simple dan hemat dalam penggunaan port 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. Konstruksi Matrix Keypad 4×4 Untuk Mikrokontroler Konstruksi matrix keypad 4×4 diatas cukup sederhana, yaitu terdiri dari 4 baris dan 4 kolom dengan keypad berupas saklar push buton yang diletakan disetiap persilangan kolom dan barisnya. Rangkaian matrix keypad diatas terdiri dari 16 saklar push buton dengan konfigurasi 4 baris dan 4 kolom. 8 line yang terdiri dari 4 baris dan 4 kolom tersebut dihubungkan dengan port mikrokontroler 8 bit. Sisi baris dari matrix keypad ditandai dengan nama Row1, Row2, Row3 dan Row4 kemudian sisi kolom ditandai dengan nama Col1, Col2, Col3 dan Col4. Sisi input atau output dari matrix keypad 4×4 ini tidak mengikat, dapat dikonfigurasikan kolom sebagi input dan baris sebagai output atau sebaliknya tergantung programernya.
Proses Scaning Matrix Keypad 4×4 Untuk Mikrokontroler 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. Program untuk scaning matrix keypad 4×4 dapat bermacam-macam, tapi pada intinya sama. 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.
-Dip Swtich
DIP switch, atau Dual Inline Package switch, adalah jenis saklar yang terdiri dari beberapa saklar kecil yang terpasang dalam paket berbentuk baris ganda pada rangkaian elektronik terpadu atau modul. Setiap saklar memiliki dua posisi, ON dan OFF, yang digunakan untuk konfigurasi atau pengaturan pada perangkat elektronik, seperti menetapkan alamat atau parameter lainnya. DIP switch umumnya memberikan kemudahan penggunaan tanpa memerlukan keahlian khusus dalam pengaturan, meskipun beberapa pengembang kini beralih ke metode konfigurasi yang lebih canggih.
DIP switch, atau Dual Inline Package switch, bekerja berdasarkan prinsip sederhana saklar elektronik yang dapat berada dalam dua posisi, ON (hidup) atau OFF (mati). Dalam konteks penggunaannya pada rangkaian terpadu atau modul, setiap saklar DIP switch merepresentasikan satu bit informasi. Ketika saklar dalam posisi ON, itu menghubungkan pin terkait, sementara posisi OFF memutuskan hubungan. Pengaturan atau konfigurasi tertentu dapat dicapai dengan mengatur posisi ON atau OFF dari masing-masing saklar DIP switch sesuai dengan kebutuhan aplikasi. DIP switch sering digunakan untuk pengaturan alamat atau parameter lainnya dalam rangkaian elektronik tanpa memerlukan pemrograman atau perangkat lunak tambahan.
-Push Button.png)
Push Button Module adalah modul elektronika yang dirancang untuk mendeteksi tekanan tombol atau saklar oleh pengguna. Modul ini biasanya terdiri dari tombol fisik yang ditekan untuk memungkinkan aliran arus atau sinyal saat ditekan dan memutus aliran ketika dilepaskan. Push Button Module sering digunakan dalam proyek-proyek elektronika dan mikrokontroler sebagai antarmuka antara pengguna dan sistem. Modul ini dapat terhubung ke pin input pada mikrokontroler atau perangkat elektronik lainnya, dan ketika tombol ditekan, dapat memicu aksi tertentu, seperti memulai atau menghentikan suatu proses, atau mengganti kondisi atau mode operasi pada sistem. Keberadaan Push Button Module memudahkan implementasi interaksi manusia-mesin dalam berbagai aplikasi elektronika.
Push Button Module bekerja berdasarkan prinsip saklar elektronik yang terdapat di dalamnya. Modul ini memiliki dua terminal yang terhubung oleh saklar yang secara default terbuka. Saat tombol ditekan, saklar tersebut menutup, menciptakan jalur listrik dan memungkinkan arus mengalir. Ketika tombol dilepaskan, saklar membuka kembali dan memutus aliran listrik. Push Button Module biasanya dihubungkan ke mikrokontroler atau sirkuit logika lainnya, dan ketika tombol ditekan, perubahan status saklar diinterpretasikan sebagai sinyal input yang memicu aksi tertentu dalam program atau sistem, menjadikannya antarmuka yang efektif untuk interaksi pengguna dalam proyek elektronika atau mikrokontroler.
-Sensor Infrared
Sensor infrared (IR) adalah perangkat elektronika yang dirancang untuk mendeteksi radiasi inframerah dalam spektrum elektromagnetik. Radiasi inframerah adalah bentuk radiasi panas yang tidak terlihat oleh mata manusia. Sensor infrared mengonversi energi radiasi inframerah menjadi sinyal listrik yang dapat diukur. Ada dua jenis sensor infrared utama: sensor pasif dan sensor aktif.
1. Sensor Infrared Pasif: Sensor ini mendeteksi radiasi inframerah yang dipancarkan atau dipantulkan oleh objek atau tubuh yang memiliki suhu lebih tinggi daripada nol absolut. Sensor pasif sering digunakan dalam aplikasi deteksi gerak (PIR sensor) untuk mengidentifikasi perubahan suhu yang terkait dengan pergerakan manusia atau objek.
2. Sensor Infrared Aktif: Sensor ini menghasilkan radiasi inframerah sendiri dan kemudian mendeteksi pantulan atau perubahan dalam pantulan tersebut. Sensor ini sering digunakan dalam aplikasi pengukuran jarak (seperti sensor ultrasonik atau lidar) dan komunikasi inframerah.
Sensor infrared memiliki berbagai aplikasi, termasuk di dalam pengendalian jarak jauh, perangkat keamanan, sistem kendali otomatis, dan perangkat medis. Keunggulan sensor infrared termasuk kemampuan bekerja dalam kondisi cahaya rendah atau gelap dan kemampuan mengukur suhu objek tanpa kontak fisik.
Prinsip kerja sensor infrared tergantung pada jenis sensor dan aplikasinya. Secara umum, prinsip kerja sensor infrared melibatkan deteksi radiasi inframerah dan konversi energi inframerah menjadi sinyal listrik yang dapat diukur. Ada dua jenis utama sensor infrared: sensor pasif dan sensor aktif.
1. Sensor Infrared Pasif: - Deteksi Radiasi: Sensor pasif mendeteksi radiasi inframerah yang dipancarkan atau dipantulkan oleh objek atau tubuh yang memiliki suhu lebih tinggi daripada nol absolut. Ini dapat mencakup perubahan suhu yang terkait dengan pergerakan manusia atau objek. -Konversi Menjadi Sinyal Listrik: Ketika radiasi inframerah tertangkap, sensor mengonversinya menjadi sinyal listrik melalui elemen detektor termal atau pyroelektrik. - Aplikasi: Sensor pasif, seperti sensor deteksi gerak PIR (Passive Infrared), sering digunakan dalam sistem keamanan atau otomatisasi rumah untuk mendeteksi perubahan suhu yang diindikasikan oleh pergerakan.
2. Sensor Infrared Aktif: - Pancaran Radiasi: Sensor aktif menghasilkan sendiri radiasi inframerah, kemudian mendeteksi pantulan atau perubahan dalam pantulan tersebut. - Konversi Menjadi Sinyal Listrik: Sinyal pantulan atau perubahan dalam intensitas pantulan diukur dan dikonversi menjadi sinyal listrik oleh elemen detektor seperti fotodioda atau fototransistor. - Aplikasi: Sensor infrared aktif digunakan dalam pengukuran jarak (lidar, sensor ultrasonik) dan komunikasi inframerah.
Prinsip kerja sensor infrared memanfaatkan sifat radiasi inframerah yang tidak terlihat oleh mata manusia dan kemudian mengonversinya menjadi bentuk sinyal yang dapat diolah untuk berbagai aplikasi.
-Sensor LDR
Sensor LDR (Light Dependent Resistor), juga dikenal sebagai fotoresistor, adalah jenis sensor yang sensitif terhadap intensitas cahaya. Prinsip kerja LDR didasarkan pada perubahan resistansinya tergantung pada tingkat cahaya yang diterimanya. Ketika cahaya mengenai LDR, resistansinya menurun, dan sebaliknya, saat kondisi gelap, resistansinya meningkat.
LDR umumnya terbuat dari semikonduktor yang memiliki resistivitas yang sangat sensitif terhadap tingkat pencahayaan. Ketika cahaya menyinari LDR, energi foton mengeksitasi elektron dalam struktur semikonduktor, sehingga resistansi menurun. Pengukuran resistansi LDR dapat digunakan untuk mengukur intensitas cahaya di sekitarnya.
Aplikasi umum dari sensor LDR termasuk dalam sistem pengaturan otomatis pencahayaan, seperti lampu jalan yang menyala otomatis saat gelap, atau dalam perangkat sensor cahaya untuk kamera atau ponsel pintar. Penggunaan LDR dalam berbagai proyek elektronika memungkinkan respons otomatis terhadap kondisi pencahayaan, menawarkan solusi hemat energi dan efisien.
Prinsip kerja sensor LDR (Light Dependent Resistor) didasarkan pada perubahan resistansinya terhadap intensitas cahaya yang diterimanya. LDR terbuat dari material semikonduktor khusus yang memiliki resistivitas yang sangat sensitif terhadap tingkat pencahayaan. Ketika cahaya mengenai LDR, energi foton dari cahaya tersebut menghasilkan elektron-elektron berenergi tinggi dalam struktur semikonduktor, sehingga meningkatkan konduktivitas dan menurunkan resistansi sensor.
Jadi, pada kondisi cahaya yang cukup, LDR memiliki resistansi yang rendah, memungkinkan arus listrik untuk mengalir dengan mudah melalui sensor. Sebaliknya, pada kondisi gelap, resistansi LDR meningkat, membatasi arus listrik yang dapat mengalir. Pengukuran resistansi LDR dapat digunakan sebagai indikator intensitas cahaya di sekitar sensor.
Aplikasi umum dari prinsip ini adalah dalam rangkaian pengaturan otomatis pencahayaan. Sebagai contoh, ketika lingkungan menjadi gelap, resistansi LDR meningkat, dan ini dapat digunakan untuk mengaktifkan atau mengatur lampu secara otomatis. Penggunaan sensor LDR membuat perangkat dapat merespons secara otomatis terhadap kondisi pencahayaan, menjadikannya berguna dalam berbagai proyek elektronika dan sistem kontrol otomatis.
C. Komponen Output
-LED (Light Emiting Diode)
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.
-Liquid Crystal Display (LCD)
Liquid Crystal Display (LCD) adalah sebuah peralatan elektronik yang berfungsi untuk menampilkan output sebuah sistem dengan cara membentuk suatu citra atau gambaran pada sebuah layar. Secara garis besar komponen penyusun LCD terdiri dari kristal cair (liquid crystal) yang diapit oleh 2 buah elektroda transparan dan 2 buah filter polarisasi (polarizing filter).
Gambar Penampang komponen penyusun LCDKeterangan:1. Film dengan polarizing filter vertical untuk memolarisasi cahaya yang masuk.2. Glass substrate yang berisi kolom-kolom elektroda Indium tin oxide (ITO).3. Twisted nematic liquid crystal (kristal cair dengan susunan terpilin).4. Glass substrate yang berisi baris-baris elektroda Indium tin oxide (ITO).5. Film dengan polarizing filter horizontal untuk memolarisasi cahaya yang masuk.6. Reflektor cahaya untuk memantulkan cahaya yang masuk LCD kembali ke mata pengamat.
Sebuah citra dibentuk dengan mengombinasikan kondisi nyala dan mati dari pixel-pixel yang menyusun layar sebuah LCD. Pada umumnya LCD yang dijual di pasaran sudah memiliki integrated circuit tersendiri sehingga para pemakai dapat mengontrol tampilan LCD dengan mudah dengan menggunakan mikrokontroler untuk mengirimkan data melalui pin-pin input yang sudah tersedia.
Kaki-kaki yang terdapat pada LCD
-Seven Segment
Layar tujuh segmen ini seringkali digunakan pada jam digital, meteran elektronik, dan perangkat elektronik lainnya yang menampilkan informasi numerik. Layar tujuh segmen ini terdiri dari 7 buah LED yang membentuk angka 8 dan 1 LED untuk titik/DP. Angka yang ditampilkan di seven segmen ini dari 0-9. Cara kerja dari seven segmen disesuaikan dengan LED. LED merupakan komponen diode yang dapat memancarkan cahaya. kondisi dalam keadaan ON jika sisi anode mendapatkan sumber positif dari Vcc dan katode mendapatkan sumber negatif dari ground.
-Dot matriks.png)
Dot matrix 8x8 adalah tipe tampilan atau display yang terdiri dari susunan titik-titik (dot) dalam format matriks berukuran 8x8. Artinya, terdapat 8 baris dan 8 kolom titik, membentuk total 64 titik yang dapat diatur untuk menampilkan karakter, grafik, atau pola tertentu. Setiap titik atau elemen dalam matriks dapat dinyalakan atau dimatikan secara independen, memungkinkan pembentukan berbagai karakter atau gambar.
Penggunaan dot matrix 8x8 umumnya ditemukan pada layar kecil pada perangkat-perangkat seperti jam digital, alat pengukur, atau panel informasi kecil. Tampilan ini dapat diatur untuk menampilkan angka, huruf, atau bahkan animasi sederhana dengan mengatur kombinasi titik-titiknya.
Kontrol dot matrix 8x8 melibatkan sinyal untuk setiap baris dan kolom, diatur untuk menyalakan atau mematikan setiap titik sesuai kebutuhan untuk membentuk karakter atau gambar yang diinginkan. Kelebihan dot matrix adalah fleksibilitasnya dalam menampilkan informasi yang beragam dengan jumlah titik yang relatif kecil, meskipun resolusi tampilannya terbatas.
Prinsip kerja dot matrix 8x8 didasarkan pada kemampuan setiap titik atau elemen dalam matriks untuk diatur secara independen, membentuk gambar atau karakter tertentu. Matriks ini terdiri dari 8 baris dan 8 kolom titik, menciptakan total 64 titik yang dapat dinyalakan atau dimatikan. Prinsip kerja umumnya melibatkan kontrol terhadap setiap baris dan kolom untuk menyalakan atau mematikan titik-titik sesuai dengan informasi yang ingin ditampilkan.
Langkah-langkah umum prinsip kerja dot matrix 8x8:
1. Pemilihan Baris (Rows): Sinyal arus diterapkan pada satu baris pada satu waktu. Ini berarti satu per satu, setiap baris akan diaktifkan.
2. Pemilihan Kolom (Columns): Pada saat yang sama, sinyal tegangan diterapkan pada satu atau lebih kolom yang ingin diaktifkan.
3. Penyalaan atau Pemadaman Titik: Pada persimpangan antara baris dan kolom yang diaktifkan, titik-titik yang diinginkan dinyalakan dengan memberikan arus. Pada titik-titik lain di matriks, yang tidak diaktifkan, titik tetap dimatikan.
4. Pemindahan Ke Baris dan Kolom Selanjutnya: Proses ini diulang secara berulang-ulang untuk setiap baris dan kolom secara berurutan, sehingga kesan visual karakter atau gambar terbentuk.
Kontrol ini dapat dilakukan dengan menggunakan mikrokontroler atau driver display khusus yang mengontrol aliran arus dan tegangan pada setiap baris dan kolom. Dengan cara ini, dot matrix 8x8 dapat menampilkan berbagai karakter, angka, atau bahkan grafik dengan mengatur kombinasi titik-titiknya sesuai kebutuhan.
D. Komponen Lainnya
-ArduinoArduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya terdapat utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang kita gunakan dalam praktikum ini adalah Arduino Uno yang menggungakan 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 :
Arduino Uno
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. 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.
Bagian - bagian pendukung:-RAM
RAM (Random Access Memory) adalah tempat penyimpanan sementara pada komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap, tidak memperdulikan letak data tersebut dalam memori atau acak. Secara umum ada 2 jenis RAM yaitu SRAM (Static Random Acces Memory) dan DRAM (Dynamic Random Acces Memory).-ROM
ROM (Read-only Memory) adalah perangkat keras pada computer yang dapat menyimpan data secara permanen tanpa harus memperhatikan adanya sumber listrik. ROM terdiri dari Mask ROM, PROM, EPROM, EEPROM.
Block Diagram Mikrokontroler ATMega 328P pada Arduino UNO
Adapun block diagram mikrokontroler ATMega 328P dapat dilihat pada gambar berikut:
Block diagram dapat digunakan untuk memudahkan / memahami bagaimana kinerja dari mikrokontroler ATMega 328P.
Pin-pin ATMega 328P:
Rangkaian Mikrokontroler ATMega 328P pada Arduino UNO
A. Resistor
Tabel Kode Warna 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 :
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
B. Komponen Input
-Keypad
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 pada artikel ini merupakan salah satu contoh keypad yang dapat digunakan untuk berkomunikasi antara manusia dengan mikrokontroler. Matrix keypad 4×4 memiliki konstruksi atau susunan yang simple dan hemat dalam penggunaan port 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. Konstruksi Matrix Keypad 4×4 Untuk Mikrokontroler Konstruksi matrix keypad 4×4 diatas cukup sederhana, yaitu terdiri dari 4 baris dan 4 kolom dengan keypad berupas saklar push buton yang diletakan disetiap persilangan kolom dan barisnya. Rangkaian matrix keypad diatas terdiri dari 16 saklar push buton dengan konfigurasi 4 baris dan 4 kolom. 8 line yang terdiri dari 4 baris dan 4 kolom tersebut dihubungkan dengan port mikrokontroler 8 bit. Sisi baris dari matrix keypad ditandai dengan nama Row1, Row2, Row3 dan Row4 kemudian sisi kolom ditandai dengan nama Col1, Col2, Col3 dan Col4. Sisi input atau output dari matrix keypad 4×4 ini tidak mengikat, dapat dikonfigurasikan kolom sebagi input dan baris sebagai output atau sebaliknya tergantung programernya.
Proses Scaning Matrix Keypad 4×4 Untuk Mikrokontroler 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. Program untuk scaning matrix keypad 4×4 dapat bermacam-macam, tapi pada intinya sama. 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.
DIP switch, atau Dual Inline Package switch, adalah jenis saklar yang terdiri dari beberapa saklar kecil yang terpasang dalam paket berbentuk baris ganda pada rangkaian elektronik terpadu atau modul. Setiap saklar memiliki dua posisi, ON dan OFF, yang digunakan untuk konfigurasi atau pengaturan pada perangkat elektronik, seperti menetapkan alamat atau parameter lainnya. DIP switch umumnya memberikan kemudahan penggunaan tanpa memerlukan keahlian khusus dalam pengaturan, meskipun beberapa pengembang kini beralih ke metode konfigurasi yang lebih canggih.
DIP switch, atau Dual Inline Package switch, bekerja berdasarkan prinsip sederhana saklar elektronik yang dapat berada dalam dua posisi, ON (hidup) atau OFF (mati). Dalam konteks penggunaannya pada rangkaian terpadu atau modul, setiap saklar DIP switch merepresentasikan satu bit informasi. Ketika saklar dalam posisi ON, itu menghubungkan pin terkait, sementara posisi OFF memutuskan hubungan. Pengaturan atau konfigurasi tertentu dapat dicapai dengan mengatur posisi ON atau OFF dari masing-masing saklar DIP switch sesuai dengan kebutuhan aplikasi. DIP switch sering digunakan untuk pengaturan alamat atau parameter lainnya dalam rangkaian elektronik tanpa memerlukan pemrograman atau perangkat lunak tambahan.
-Push Button
.png)
Push Button Module adalah modul elektronika yang dirancang untuk mendeteksi tekanan tombol atau saklar oleh pengguna. Modul ini biasanya terdiri dari tombol fisik yang ditekan untuk memungkinkan aliran arus atau sinyal saat ditekan dan memutus aliran ketika dilepaskan. Push Button Module sering digunakan dalam proyek-proyek elektronika dan mikrokontroler sebagai antarmuka antara pengguna dan sistem. Modul ini dapat terhubung ke pin input pada mikrokontroler atau perangkat elektronik lainnya, dan ketika tombol ditekan, dapat memicu aksi tertentu, seperti memulai atau menghentikan suatu proses, atau mengganti kondisi atau mode operasi pada sistem. Keberadaan Push Button Module memudahkan implementasi interaksi manusia-mesin dalam berbagai aplikasi elektronika.
Push Button Module bekerja berdasarkan prinsip saklar elektronik yang terdapat di dalamnya. Modul ini memiliki dua terminal yang terhubung oleh saklar yang secara default terbuka. Saat tombol ditekan, saklar tersebut menutup, menciptakan jalur listrik dan memungkinkan arus mengalir. Ketika tombol dilepaskan, saklar membuka kembali dan memutus aliran listrik. Push Button Module biasanya dihubungkan ke mikrokontroler atau sirkuit logika lainnya, dan ketika tombol ditekan, perubahan status saklar diinterpretasikan sebagai sinyal input yang memicu aksi tertentu dalam program atau sistem, menjadikannya antarmuka yang efektif untuk interaksi pengguna dalam proyek elektronika atau mikrokontroler.
-Sensor Infrared
Sensor infrared (IR) adalah perangkat elektronika yang dirancang untuk mendeteksi radiasi inframerah dalam spektrum elektromagnetik. Radiasi inframerah adalah bentuk radiasi panas yang tidak terlihat oleh mata manusia. Sensor infrared mengonversi energi radiasi inframerah menjadi sinyal listrik yang dapat diukur. Ada dua jenis sensor infrared utama: sensor pasif dan sensor aktif.
1. Sensor Infrared Pasif: Sensor ini mendeteksi radiasi inframerah yang dipancarkan atau dipantulkan oleh objek atau tubuh yang memiliki suhu lebih tinggi daripada nol absolut. Sensor pasif sering digunakan dalam aplikasi deteksi gerak (PIR sensor) untuk mengidentifikasi perubahan suhu yang terkait dengan pergerakan manusia atau objek.
2. Sensor Infrared Aktif: Sensor ini menghasilkan radiasi inframerah sendiri dan kemudian mendeteksi pantulan atau perubahan dalam pantulan tersebut. Sensor ini sering digunakan dalam aplikasi pengukuran jarak (seperti sensor ultrasonik atau lidar) dan komunikasi inframerah.
Sensor infrared memiliki berbagai aplikasi, termasuk di dalam pengendalian jarak jauh, perangkat keamanan, sistem kendali otomatis, dan perangkat medis. Keunggulan sensor infrared termasuk kemampuan bekerja dalam kondisi cahaya rendah atau gelap dan kemampuan mengukur suhu objek tanpa kontak fisik.
Prinsip kerja sensor infrared tergantung pada jenis sensor dan aplikasinya. Secara umum, prinsip kerja sensor infrared melibatkan deteksi radiasi inframerah dan konversi energi inframerah menjadi sinyal listrik yang dapat diukur. Ada dua jenis utama sensor infrared: sensor pasif dan sensor aktif.
1. Sensor Infrared Pasif:
- Deteksi Radiasi: Sensor pasif mendeteksi radiasi inframerah yang dipancarkan atau dipantulkan oleh objek atau tubuh yang memiliki suhu lebih tinggi daripada nol absolut. Ini dapat mencakup perubahan suhu yang terkait dengan pergerakan manusia atau objek.
-Konversi Menjadi Sinyal Listrik: Ketika radiasi inframerah tertangkap, sensor mengonversinya menjadi sinyal listrik melalui elemen detektor termal atau pyroelektrik.
- Aplikasi: Sensor pasif, seperti sensor deteksi gerak PIR (Passive Infrared), sering digunakan dalam sistem keamanan atau otomatisasi rumah untuk mendeteksi perubahan suhu yang diindikasikan oleh pergerakan.
2. Sensor Infrared Aktif:
- Pancaran Radiasi: Sensor aktif menghasilkan sendiri radiasi inframerah, kemudian mendeteksi pantulan atau perubahan dalam pantulan tersebut.
- Konversi Menjadi Sinyal Listrik: Sinyal pantulan atau perubahan dalam intensitas pantulan diukur dan dikonversi menjadi sinyal listrik oleh elemen detektor seperti fotodioda atau fototransistor.
- Aplikasi: Sensor infrared aktif digunakan dalam pengukuran jarak (lidar, sensor ultrasonik) dan komunikasi inframerah.
Prinsip kerja sensor infrared memanfaatkan sifat radiasi inframerah yang tidak terlihat oleh mata manusia dan kemudian mengonversinya menjadi bentuk sinyal yang dapat diolah untuk berbagai aplikasi.
-Sensor LDR
Sensor LDR (Light Dependent Resistor), juga dikenal sebagai fotoresistor, adalah jenis sensor yang sensitif terhadap intensitas cahaya. Prinsip kerja LDR didasarkan pada perubahan resistansinya tergantung pada tingkat cahaya yang diterimanya. Ketika cahaya mengenai LDR, resistansinya menurun, dan sebaliknya, saat kondisi gelap, resistansinya meningkat.
LDR umumnya terbuat dari semikonduktor yang memiliki resistivitas yang sangat sensitif terhadap tingkat pencahayaan. Ketika cahaya menyinari LDR, energi foton mengeksitasi elektron dalam struktur semikonduktor, sehingga resistansi menurun. Pengukuran resistansi LDR dapat digunakan untuk mengukur intensitas cahaya di sekitarnya.
Aplikasi umum dari sensor LDR termasuk dalam sistem pengaturan otomatis pencahayaan, seperti lampu jalan yang menyala otomatis saat gelap, atau dalam perangkat sensor cahaya untuk kamera atau ponsel pintar. Penggunaan LDR dalam berbagai proyek elektronika memungkinkan respons otomatis terhadap kondisi pencahayaan, menawarkan solusi hemat energi dan efisien.
Prinsip kerja sensor LDR (Light Dependent Resistor) didasarkan pada perubahan resistansinya terhadap intensitas cahaya yang diterimanya. LDR terbuat dari material semikonduktor khusus yang memiliki resistivitas yang sangat sensitif terhadap tingkat pencahayaan. Ketika cahaya mengenai LDR, energi foton dari cahaya tersebut menghasilkan elektron-elektron berenergi tinggi dalam struktur semikonduktor, sehingga meningkatkan konduktivitas dan menurunkan resistansi sensor.
Jadi, pada kondisi cahaya yang cukup, LDR memiliki resistansi yang rendah, memungkinkan arus listrik untuk mengalir dengan mudah melalui sensor. Sebaliknya, pada kondisi gelap, resistansi LDR meningkat, membatasi arus listrik yang dapat mengalir. Pengukuran resistansi LDR dapat digunakan sebagai indikator intensitas cahaya di sekitar sensor.
Aplikasi umum dari prinsip ini adalah dalam rangkaian pengaturan otomatis pencahayaan. Sebagai contoh, ketika lingkungan menjadi gelap, resistansi LDR meningkat, dan ini dapat digunakan untuk mengaktifkan atau mengatur lampu secara otomatis. Penggunaan sensor LDR membuat perangkat dapat merespons secara otomatis terhadap kondisi pencahayaan, menjadikannya berguna dalam berbagai proyek elektronika dan sistem kontrol otomatis.
-LED (Light Emiting Diode)
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.
-Liquid Crystal Display (LCD)
Liquid Crystal Display (LCD) adalah sebuah peralatan elektronik yang berfungsi untuk menampilkan output sebuah sistem dengan cara membentuk suatu citra atau gambaran pada sebuah layar. Secara garis besar komponen penyusun LCD terdiri dari kristal cair (liquid crystal) yang diapit oleh 2 buah elektroda transparan dan 2 buah filter polarisasi (polarizing filter).
Gambar Penampang komponen penyusun LCD
Keterangan:
1. Film dengan polarizing filter vertical untuk memolarisasi cahaya yang masuk.
2. Glass substrate yang berisi kolom-kolom elektroda Indium tin oxide (ITO).
3. Twisted nematic liquid crystal (kristal cair dengan susunan terpilin).
4. Glass substrate yang berisi baris-baris elektroda Indium tin oxide (ITO).
5. Film dengan polarizing filter horizontal untuk memolarisasi cahaya yang masuk.
6. Reflektor cahaya untuk memantulkan cahaya yang masuk LCD kembali ke mata pengamat.
Sebuah citra dibentuk dengan mengombinasikan kondisi nyala dan mati dari pixel-pixel yang menyusun layar sebuah LCD. Pada umumnya LCD yang dijual di pasaran sudah memiliki integrated circuit tersendiri sehingga para pemakai dapat mengontrol tampilan LCD dengan mudah dengan menggunakan mikrokontroler untuk mengirimkan data melalui pin-pin input yang sudah tersedia.
Kaki-kaki yang terdapat pada LCD
-Seven Segment
Layar tujuh segmen ini seringkali digunakan pada jam digital, meteran elektronik, dan perangkat elektronik lainnya yang menampilkan informasi numerik. Layar tujuh segmen ini terdiri dari 7 buah LED yang membentuk angka 8 dan 1 LED untuk titik/DP. Angka yang ditampilkan di seven segmen ini dari 0-9. Cara kerja dari seven segmen disesuaikan dengan LED. LED merupakan komponen diode yang dapat memancarkan cahaya. kondisi dalam keadaan ON jika sisi anode mendapatkan sumber positif dari Vcc dan katode mendapatkan sumber negatif dari ground.
-Dot matriks
.png)
Dot matrix 8x8 adalah tipe tampilan atau display yang terdiri dari susunan titik-titik (dot) dalam format matriks berukuran 8x8. Artinya, terdapat 8 baris dan 8 kolom titik, membentuk total 64 titik yang dapat diatur untuk menampilkan karakter, grafik, atau pola tertentu. Setiap titik atau elemen dalam matriks dapat dinyalakan atau dimatikan secara independen, memungkinkan pembentukan berbagai karakter atau gambar.
Penggunaan dot matrix 8x8 umumnya ditemukan pada layar kecil pada perangkat-perangkat seperti jam digital, alat pengukur, atau panel informasi kecil. Tampilan ini dapat diatur untuk menampilkan angka, huruf, atau bahkan animasi sederhana dengan mengatur kombinasi titik-titiknya.
Kontrol dot matrix 8x8 melibatkan sinyal untuk setiap baris dan kolom, diatur untuk menyalakan atau mematikan setiap titik sesuai kebutuhan untuk membentuk karakter atau gambar yang diinginkan. Kelebihan dot matrix adalah fleksibilitasnya dalam menampilkan informasi yang beragam dengan jumlah titik yang relatif kecil, meskipun resolusi tampilannya terbatas.
Prinsip kerja dot matrix 8x8 didasarkan pada kemampuan setiap titik atau elemen dalam matriks untuk diatur secara independen, membentuk gambar atau karakter tertentu. Matriks ini terdiri dari 8 baris dan 8 kolom titik, menciptakan total 64 titik yang dapat dinyalakan atau dimatikan. Prinsip kerja umumnya melibatkan kontrol terhadap setiap baris dan kolom untuk menyalakan atau mematikan titik-titik sesuai dengan informasi yang ingin ditampilkan.
Langkah-langkah umum prinsip kerja dot matrix 8x8:
1. Pemilihan Baris (Rows): Sinyal arus diterapkan pada satu baris pada satu waktu. Ini berarti satu per satu, setiap baris akan diaktifkan.
2. Pemilihan Kolom (Columns): Pada saat yang sama, sinyal tegangan diterapkan pada satu atau lebih kolom yang ingin diaktifkan.
3. Penyalaan atau Pemadaman Titik: Pada persimpangan antara baris dan kolom yang diaktifkan, titik-titik yang diinginkan dinyalakan dengan memberikan arus. Pada titik-titik lain di matriks, yang tidak diaktifkan, titik tetap dimatikan.
4. Pemindahan Ke Baris dan Kolom Selanjutnya: Proses ini diulang secara berulang-ulang untuk setiap baris dan kolom secara berurutan, sehingga kesan visual karakter atau gambar terbentuk.
Kontrol ini dapat dilakukan dengan menggunakan mikrokontroler atau driver display khusus yang mengontrol aliran arus dan tegangan pada setiap baris dan kolom. Dengan cara ini, dot matrix 8x8 dapat menampilkan berbagai karakter, angka, atau bahkan grafik dengan mengatur kombinasi titik-titiknya sesuai kebutuhan.
-Arduino
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya terdapat utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang kita gunakan dalam praktikum ini adalah Arduino Uno yang menggungakan 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 :
Arduino Uno
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. 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.
Bagian - bagian pendukung:
-RAM
RAM (Random Access Memory) adalah tempat penyimpanan sementara pada komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap, tidak memperdulikan letak data tersebut dalam memori atau acak. Secara umum ada 2 jenis RAM yaitu SRAM (Static Random Acces Memory) dan DRAM (Dynamic Random Acces Memory).
-ROM
ROM (Read-only Memory) adalah perangkat keras pada computer yang dapat menyimpan data secara permanen tanpa harus memperhatikan adanya sumber listrik. ROM terdiri dari Mask ROM, PROM, EPROM, EEPROM.
Block Diagram Mikrokontroler ATMega 328P pada Arduino UNO
Adapun block diagram mikrokontroler ATMega 328P dapat dilihat pada gambar berikut:
Block diagram dapat digunakan untuk memudahkan / memahami bagaimana kinerja dari mikrokontroler ATMega 328P.
Pin-pin ATMega 328P:
Rangkaian Mikrokontroler ATMega 328P pada Arduino UNO
Download File- Datasheet Resistor download file-Datasheet Arduino UNO download file-Datasheet Keypad download file-Datasheet Seven Segment download file-Datasheet LCD download file-Datasheet LED download file
Tidak ada komentar:
Posting Komentar