Senin, 29 April 2024



MODUL 3
PERCOBAAN 1 KONDISI 7

1. Prosedur
[Kembali]

+ Rangkai semua komponen sesuai kondisi yang dipilih
+ buat program di aplikasi arduino IDE
+ setelah selesai masukkan program ke arduino di proteus
+ jalankan program pada simulasi dan cobakan sesuai dengan modul dan kondisi
+ Selesai

2. Hardware dan diagram blok [Kembali]
    a. hardware


1. Modul Arduino Uno
Spesifikasi Arduino

2.  LED
Bagian-Bagian LED
3. DipSwitch
Spesifikasi:






  b. Digram Blok




3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip kerja [Kembali]
                                        
Rangkaian Sebelum Simulasi






Rangkaian Setelah Simulasi

 Running LED



 Blingking LED




PRINSIP KERJA
   Dalam percobaan ini, dua mikrokontroler Arduino berkomunikasi menggunakan protokol UART. Ada dua perangkat yang terlibat: satu berperan sebagai master dan yang lain sebagai slave. Mereka berkomunikasi dengan mengirim dan menerima data serial. Prosesnya dimulai dengan master yang mengatur komunikasi serial UART pada kecepatan 9600 bps. Master kemudian membaca status dari tombol yang telah ditentukan dan mengirimkan karakter tertentu melalui jalur transmisi serial (TX) ke slave berdasarkan status tombol tersebut.

Slave, setelah diatur, akan terus memonitor jalur penerimaan serial (RX). Ketika mendeteksi data masuk, slave akan membaca karakter dan, tergantung pada karakter yang diterima, akan melakukan tindakan tertentu, seperti mengendalikan LED pada Arduino. Input diatur dengan metode pull up (aktif ketika tinggi) dan pull down (aktif ketika rendah).

Ada dua kondisi yang dapat mengaktifkan LED:

  • Kondisi 1 (r): Jika ada tiga switch pull down dan empat switch pull up yang aktif, maka LED akan beroperasi dalam mode running, di mana LED akan menyala dan mati secara bergantian dan berurutan.
  • Kondisi 2 (b): Jika ada tiga switch pull down dan tidak ada switch pull up yang aktif, maka LED akan beroperasi dalam mode blinking, di mana semua LED akan menyala dan mati secara serentak.

Program akan terus memeriksa kondisi yang terpenuhi melalui fungsi loop. Jika kondisi ‘r’ tidak terpenuhi, maka akan diperiksa kondisi ‘b’. Jika kedua kondisi tidak terpenuhi, maka tidak ada LED yang akan menyala.

Prinsip kerja ini memungkinkan master mengirim instruksi ke slave, yang akan merespons sesuai dengan program yang telah ditentukan. Penting untuk memastikan bahwa pengaturan baud rate dan pengaturan lainnya konsisten agar komunikasi serial UART dapat berjalan dengan lancar. 


4. FlowChart [Kembali]

a. Listing Program 

Master
#define DS1 2
#define DS2 3
#define DS3 4
#define DS4 5
#define DS5 6
#define DS6 7
#define DS7 8
#define DS8 9

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(DS1, INPUT_PULLUP);
  pinMode(DS2, INPUT_PULLUP);
  pinMode(DS3, INPUT_PULLUP);
  pinMode(DS4, INPUT_PULLUP);
  pinMode(DS5, INPUT_PULLUP);
  pinMode(DS6, INPUT_PULLUP);
  pinMode(DS7, INPUT_PULLUP);
  pinMode(DS8, INPUT_PULLUP);
}

void loop() {
  int b8 = digitalRead(DS8);
  int b7 = digitalRead(DS7);
  int b6 = digitalRead(DS6);
  int b5 = digitalRead(DS5);
  int b4 = digitalRead(DS4);
  int b3 = digitalRead(DS3);
  int b2 = digitalRead(DS2);
  int b1 = digitalRead(DS1);

  // Hidupkan LED sesuai dengan kondisi tombol yang ditekan
  if (b8 == HIGH && b7 == HIGH && b6 == HIGH && b5 == HIGH &&
      b4 == HIGH && b3 == HIGH && b2 == HIGH && b1 == LOW) {
    // Mengaktifkan running LED
    Serial.write('r');
  } else if (b8 == LOW && b7 == LOW && b6 == LOW && b5 == LOW &&
             b4 == HIGH && b3 == HIGH && b2 == HIGH && b1 == LOW) {
    // Mengaktifkan blinking LED
    Serial.write('b');
  }
  delay(20);
}

Slave
int led[] = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
char message;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  for (int i = 0; i < 8; i++) {
    pinMode(led[i], OUTPUT);
  }
}

void loop() {
  if (Serial.available()) {
    message = Serial.read();

    if (message == 'r') {
      // Mengaktifkan running LED
      for (int i = 0; i < 8; i++) {
        digitalWrite(led[i], HIGH);
        delay(100);
        digitalWrite(led[i], LOW);
      }
    } else if (message == 'b') {
      // Mengaktifkan blinking LED
      for (int i = 0; i < 8; i++) {
        digitalWrite(led[i], HIGH);
      }
      delay(500);
      for (int i = 0; i < 8; i++) {
        digitalWrite(led[i], LOW);
      }
      delay(500);
    }
  }
}



b. Flowchart

 Master





Slave




5. Kondisi [Kembali]

Percobaan 1 Kondisi 7

4 Switch dalam pull down dan 4 Switch dalam pull up. 3 Switch pull down dan 4 Switch pull up mengaktifkan running LED. 3 Switch pull down dan 0 switch pull-up mengaktifkan blingking LED

6. Video Simulasi [Kembali]





7. Download File [Kembali]

Download HMTL Klik disini
Download Simulasi Rangkaian Klik disini
Download Video Simulasi klik disini
Download Program Master klik  disini
Download  Program Slave klik disini
Download Datasheet ARDUINO UNO klik disini
Download Datasheet DipSW-8  klik disini
Download Datasheet LED klik disini
























MODUL 3
PERCOBAAN 3 KONDISI 4

1. Prosedur
[Kembali]

+ Rangkai semua komponen sesuai kondisi yang dipilih
+ buat program di aplikasi arduino IDE
+ setelah selesai masukkan program ke arduino di proteus
+ jalankan program pada simulasi dan cobakan sesuai dengan modul dan kondisi
+ Selesai

2. Hardware dan diagram blok [Kembali]
    a. hardware


1. Modul Arduino Uno
Spesifikasi Arduino

2.  LCD


spesifikasi:

Tampilan 2 baris @ 16 karakter, 5 x 8 pixel
Display controller: HD44780 (standar industri LCD)
Dilengkapi lampu latar warna biru/hijau/kuning
Sudut pandang lebar dengan tingkat kontras yang dapat diatur dan terlihat jelas
Tegangan kerja: 5V DC
Dimensi modul: 80 x 36 x 12 mm
Dimensi layar tampilan: 64,5 mm x 16 mm

3. Keypad


Spesifikasi:

1.Dimensi: Sekitar 70mm x 77mm x 1mm (Panjang x Lebar x Tinggi)
2. Jumlah Tombol: 12 tombol (3 baris x 4 kolom)
3. Bahan: Membrane (Plastik tipis yang sensitif terhadap tekanan)
4. Tipe Tombol: Tegangan rendah (Low Voltage)
5. Konektor: Biasanya menggunakan pin header untuk dipasang ke breadboard atau PCB
6. Kehidupan Tombol: Dalam jutaan kali tekan (bergantung pada kualitas pembuatan)
7. Resistansi Kontak: Biasanya sekitar 100 Ohm
8. Tegangan Maksimum: Biasanya 24V DC
9. Arus Maksimum: Biasanya 10mA per jalur tombol
10. Rentang Suhu: -20°C hingga +60°C
11. Kecepatan Respons: Biasanya dalam mikrodetik (μs)
12. Interface: Matriks 3x4 (Matrix 3x4)
13. Kompatibilitas: Mendukung mikrokontroler, Arduino, Raspberry Pi, dan perangkat elektronik lainnya dengan pin I/O yang sesuai
14. Indikator LED: Beberapa keypad memiliki LED di bawah tombol untuk memberikan tanda visual saat tombol ditekan


Spesifikasi :
  • Tampilan 2 baris @ 16 karakter, 5 x 8 pixel
  • Display controller: HD44780 (standar industri LCD)
  • Dilengkapi lampu latar warna biru/hijau/kuning
  • Sudut pandang lebar dengan tingkat kontras yang dapat diatur dan terlihat jelas
  • Tegangan kerja: 5V DC
  • Dimensi modul: 80 x 36 x 12 mm
  • Dimensi layar tampilan: 64,5 mm x 16 mm


  b. Digram Blok


3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip kerja [Kembali]
                                        
Rangkaian Sebelum Simulasi





Rangkaian Setelah Simulasi

 Angka Ganjil



Angka Genap





PRINSIP KERJA
  Dalam percobaan ini, dua Arduino saling berinteraksi melalui protokol I2C. Berikut adalah ringkasan dari cara kerja sistem ini:
  • Master Arduino: Memulai dengan mengatur keypad dan I2C. Keypad mendeteksi tekanan tombol dan mengirim nilai yang sesuai ke Arduino slave melalui I2C. Ini memungkinkan master untuk memberikan perintah ke slave berdasarkan masukan pengguna.

  • Loop pada Master: Master terus menunggu input dari keypad. Saat tombol ditekan, master mengirim nilai tombol ke slave dengan menggunakan fungsi transmisi I2C.

  • Slave Arduino: Memulai dengan mengatur LCD dan I2C. LCD menampilkan informasi kepada pengguna. Slave menerima data dari master melalui I2C.

  • Setup pada Slave: Slave menginisialisasi LCD dan menetapkan alamat I2C-nya. Fungsi penerimaan I2C didaftarkan untuk memproses data yang diterima dari master.

  • Loop pada Slave: Slave menunggu data dari I2C. Saat data tiba, slave memproses dan menampilkan data pada LCD sesuai dengan kondisi yang ditentukan dalam program.

  • Kondisi Tampilan LCD: Saat slave menerima angka dari 1 hingga 9, angka tersebut akan ditampilkan pada LCD. Angka ganjil muncul di kolom kedua, sementara angka genap di kolom pertama.

Dengan cara ini, kedua Arduino dapat berkomunikasi dengan lancar melalui I2C, dan LCD menunjukkan output yang sesuai dengan kondisi yang diprogram.


4. FlowChart [Kembali]
a. Listing Program 

Master

//Master Arduino
#include <Keypad.h>
#include <Wire.h>
const byte ROWS = 4;
const byte COLS = 3;
char keys[ROWS][COLS] = {
 {'1', '2', '3'},
 {'4', '5', '6'},
 {'7', '8', '9'},
 {'*', '0', '#'},
};
char rowPins[ROWS] = {13, 12, 11, 10};
char colPins[COLS] = {9, 8, 7};
Keypad keypad = Keypad(makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS);
void setup()
{
 Wire.begin(); // join i2c bus (address optional for master)
}
//byte x = 0;
void loop(){
 
 char key = keypad.getKey();
 
 if (key) {
 Wire.beginTransmission(4); // transmit to device #4
 Wire.write(key);
 Wire.endTransmission(); // stop transmitting
 }
}

Slave

#include <LiquidCrystal.h>
#include <Wire.h>
LiquidCrystal lcd(13, 12, 6, 5, 4, 3); // Sesuaikan pin sesuai dengan koneksi LCD

int receivedData = 0;

void setup()
{
  lcd.begin(16, 2);
  Wire.begin(4); // join i2c bus with address #4
  Wire.onReceive(receiveEvent); // register event
  Serial.begin(9600); // start serial for output

  lcd.print("Silahkan Tekan");
}

void loop()
{
  delay(100);
}

void receiveEvent(int howMany)
{
  receivedData = Wire.read(); // menerima byte sebagai karakter
  Serial.println(receivedData); // mencetak karakter ke Serial Monitor untuk debug

  if (receivedData >= '1' && receivedData <= '9') {
    int number = receivedData - '0';
    lcd.clear();
    if (number % 2 == 0) {
      lcd.setCursor(0, 0); // angka genap di kolom pertama, baris pertama
    } else {
      lcd.setCursor(0, 1); // angka ganjil di kolom kedua, baris kedua
    }
    lcd.print(number);
  }
}




b. Flowchart

 Master


Slave



5. Kondisi [Kembali]

Percobaan 3 Kondisi 4

Key 1-9 menampilkan karakter nomor 1-9 secara berurut, angka ganjil di kolom kedua, dan angka genap di kolom pertama. 

6. Video Simulasi [Kembali]





7. Download File [Kembali]
Download HMTL klik disini
Download Simulasi Rangkaian klik disini
Download Video Simulasi klik disini
Download Program Master klik disini
Download  Program Slave klik disini
Download Datasheet ARDUINO UNO klik disini
Download Datasheet Keypad  klik disini
Download Datasheet LCD klik disini















 


Modul 3
Communication

1. Pendahuluan[Kembali]

  1. Asistensi dilakukan 1x
  2. Praktikum dilakukan 1x
  3. Laporan Akhir dikumpulkan pada hari Sabtu

2. Tujuan[Kembali]
   a) Memahami prinsip kerja UART, SPI, dan I2C
    b) Mengaplikasikan protokol komunikasi UART, SPI, dan I2C pada Arduino

3. Alat dan Bahan[Kembali]


Arduino
Push Button


LED
 
Resistor
 

Potensiometer

 



4. Dasar Teori[Kembali]

    

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.

Mikro 2024 Modul  4 [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI     1. Pendahuluan     2. Tujuan     3. Alat dan Bahan     4. Dasar...