Modul III Mikroprosesor & Mikrokontroler
Modul III Communication
1. Tujuan [Kembali]
a. Memahami
prinsip kerja UART, SPI, dan I2C
b. Mengaplikasikan
protokol komunikasi UART, SPI, dan I2C pada Arduino
2. Alat dan bahan [Kembali]
a. Arduino
b. Push
button
c. LED
d. Resistor
e. Potensiometer
f.
Power supply
3. Dasar teori [Kembali]
a. Universal
Asynchronous Reciever 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 bootloader |
32
KB of which 0.5 KB used by |
|
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