Tugas Pendahuluan 2 Modul 3




Tugas Pendahuluan Modul 3
Percobaan 3 Kondisi 5
1. Prosedur
[Kembali]
1. Rangkai komponen sesuai percobaan dan kondisi yang dipilih.
2. Buat program menggunakan Arduino IDE.
3. Transfer program yang telah dibuat ke Arduino yang ada di Proteus.
4. Uji coba program di simulasi sesuai dengan kondisi yang diinginkan.
5. Proses selesai setelah uji coba berhasil dilakukan.

2. Hardware dan Diagram Blok [Kembali]

a. Hardware
1. Modul Arduino Uno


spesifikasi: 





3. Keypad



b. diagram blok


3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [Kembali]

A. Rangkaian Simulasi



B. Prinsip Kerja

MASTER
Arduino master berfungsi untuk membaca input yang diberikan oleh keypad kemudian menerjemahkan input tersebut menjadi sebuah pesan sesuai dengan kondisi yang diberikan. berdasarkan kondisi, key A- D menampilkan huruf A- D secara berturut- turut. ketika key 1, 2, dan 3, ditekan, maka inputan tersebut akan diterjemahkan menjadi pesan "A". Jika key 4, 5, 6 ditekan, maka inputan tersebut akan ditulisan sebagai pesan "B". Ketika tombol yang ditekan adalah 7, 8, 9 maka inputan tersebut akan diterjemahkan menjadi pesan "C" sedangkan ketika input yang diberikan selain yang ditulisakn sbeelumnya, maka diterjemahkan menjadi pesan "D". Kemudian pesan tersebut akan dikirimkan oleh arduino master ke arduino slave melalui komunikasi I2C.

SLAVE

Arduino slvae berfungsi untuk menerima pesan yang dikirimkan oeh arduino master. Arduino salve dihubungkan dengan LCD sebagai output untuk menampilkan instruksi yang dibawa oelh pesan. Berdasarkan kondisi, huruf akan ditempilkan akan mengalami blinking pada kolom pertama. Ketika pesan yang diterima adalah A, maka LCD akan menampilkan huruf "A", ketika pesan yang diterima adalah B, maka LCD akan menampilkan huruf "B", ketika pesan yang diterima adalah C, maka LCD akan menampilkan huruf "C", sedangkan ketika pesan yang diterima adalah D, maka LCD akan menampilkan huruf "D". Pesan tersebut diterima oleh arduino slave melalui komunikasi I2C.

4. Flowcharth dan Listing Program [Kembali]

a. Flowcharth

Master

Slave


b. Listing Program

Master:

#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] = {9, 8, 7, 6};
char colPins[COLS] = {5, 4, 3};
Keypad keypad = Keypad(makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS);

void setup() {
  Wire.begin(); // join i2c bus (address optional for master)
}

void loop() {
  char key = keypad.getKey();
  if (key) {
    char letter;
    if (key == '1' || key == '2' || key == '3') {
      letter = 'A';
    } else if (key == '4' || key == '5' || key == '6') {
      letter = 'B';
    } else if (key == '7' || key == '8' || key == '9') {
      letter = 'C';
    } else {
      letter = 'D';
    }
    Wire.beginTransmission(4); // transmit to device #4
    Wire.write(letter);
    Wire.endTransmission(); // stop transmitting
    delay(100); // Added delay for stability
  }
}

Slave:

#include <LiquidCrystal.h>
#include <Wire.h>

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); // Sesuaikan pin sesuai dengan koneksi LCD
char receivedLetter;
bool letterReceived = false;

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
}

void loop() {
  if (letterReceived) {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
      lcd.clear();
      lcd.setCursor(0, 0);
      lcd.print(receivedLetter);
      delay(300); // Wait for 300ms
      lcd.clear(); // Clear LCD
      delay(300); // Wait for another 300ms
    }
    letterReceived = false; // Reset letterReceived flag
  }
}

void receiveEvent(int howMany) {
  receivedLetter = Wire.read(); // Read the received character
  letterReceived = true; // Set the flag to indicate letter received
}


5. Kondisi [Kembali]
Percobaan 3 Kondisi 5

Key A- D menampilkan huruf A- D secara berturut- turut, huruf yang ditampilkan mengalami blinking pada kolom pertama.


5. Video Simulasi [Kembali]




7. Download File [Kembali]



Download HMTL Klik disini
Download Simulasi Rangkaian Klik disini
Download Program Klik disini
Download Video Simulasi Klik disini
Download Datasheet ARDUINO UNO klik disini
Download Datasheet Dipswitch  klik disini
Download Datasheet LED klik disini








tugas pendahuluan 1 modul 3




Tugas Pendahuluan Modul 3
Percobaan 1 Kondisi 5
1. Prosedur
[Kembali]
1. Rangkai komponen sesuai percobaan dan kondisi yang dipilih.
2. Buat program menggunakan Arduino IDE.
3. Transfer program yang telah dibuat ke Arduino yang ada di Proteus.
4. Uji coba program di simulasi sesuai dengan kondisi yang diinginkan.
5. Proses selesai setelah uji coba berhasil dilakukan.

2. Hardware dan Diagram Blok [Kembali]

a. Hardware
1. Modul Arduino Uno


spesifikasi: 





2. LED




3. Dipswitch
spesifikasi:



b. diagram blok

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [Kembali]

A. Rangkaian Simulasi


B. Prinsip Kerja

MASTER
Arduino master berfungsi untuk membaca input dari dipwsitch dan kemudian mengirimkan pesan tersebut ke arduino slave berdasarkan kondisi yang diberikan oleh arduino master. Dipswitch berfungsi sebagai input yang terhubung ke pin 2- 8 arduino yang mana empat dipswitch pertama dalam kondisi pull down dan terhubung ke pin 2, 3, 4, 5 sedangkan empat switch lainnya dalam kondisi pull- up dan terhubung ke pin 6, 7, 8, 9 arduino. Switch ini akan memberikan logika 1 atau 0 pada pin input. Arduino master akan membaca input dari dipswitch kemudian menerjemahkannya ke dalam bentuk pesan yang akan dikirimkan kepada arduino slave. Pada kondisi pertama, ketika 2 switch pull down dan 1 switch pull up maka arduino master akan menerjemahkannya menjadi satu pesan yang disini ditandai dengan "r"  yang mana nantinya akan berfungsi untuk menghidupkan LED secara running. Pada kondisi kedua, ketika 3 switch pull down dan 4 switch pull up, maka akan ditulisakna sebagai pesan "b" yang mana ini berfungsi untuk menghidupkan LED secara blink. kedua pesan ini akan dikirimkan ke arduino slave melalui komunikasi UART melalui pin Tx dan Rx.

SLAVE
Arduino master berfungsi sebagai penerima pesan dari arduino master dan mengendalikan LED sesuai dengan pesan yang diterima dari arduino. LEd dihubungkan dengan pin 2- 9 arduino dan dikontrol melalui pesan yang diterima. Ketika pesan yang diterima adalah "r", maka arduino slave akan mengaktifkan LED secara running, sedangkan ketika pesan yang diterima adalah "b", maka arduino slave akan mengaktifkan LED secara blink. Pesan diterima oleh arduino slave melalui pin Tx dan Rx melalui komunikasi UART. 


4. Flowchart dan Listing Program [Kembali]

a. Flowchart




b. 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

bool b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8;

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 == LOW && b6 == LOW && b5 == LOW &&
      b4 == LOW && b3 == LOW && b2 == HIGH && b1 == HIGH) {
    // Mengaktifkan running LED
    Serial.write('r');
  } else if (b8 == HIGH && b7 == HIGH && b6 == HIGH && b5 == HIGH &&
             b4 == HIGH && b3 == LOW && b2 == LOW && 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);
    }
  }
}

5. Kondisi [Kembali]
Percobaan 1 Kondisi 5

4 switch dalam pull-down dan 4 switch dalam pull-up, 2 switch pull-down dan 1 switch pull up mengaktifkan running LED,3 switch pull down dan 4 switch pull up mengaktifkan blinking LED


5. Video Simulasi [Kembali]



7. Download File [Kembali]


Download HMTL Klik disini
Download Simulasi Rangkaian Klik disini
Download Program Klik disini
Download Video Simulasi Klik disini
Download Datasheet ARDUINO UNO klik disini
Download Datasheet Dipswitch  klik disini
Download Datasheet LED klik disini








MODUL 3

 



Modul 3
COMMUNICATION

1. Pendahuluan[Kembali]

    1. Asistensi dilakukan 3x dengan lama pertemuan 20 menit (Rabu, Kamis, Jumat).
    2. Praktikum dilakukan 1x dengan lama pertemuan 90 menit (Selasa).
    3. Laporan akhir (format sesuai dengan isi blog) dikumpulkan pada hari Kamis.

2. Tujuan[Kembali]

  1. Memahami prinsip kerja UART, SPI, dan I2C
  2. Mengaplikasikan protokol komunikasi UART, SPI, dan I2C pada Arduino

3. Alat dan Bahan[Kembali]

        1. Arduino


        2. Push Button


        3. LED


        4. Resistor



        5. Potensiometer

        6. Power Supply

4. Dasar Teori[Kembali]

        1. 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.

        2. 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.

        3. Inter Integrated Circuir (12C)

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 12C
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.

        4. 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 :


Kumparan ABCD terletak dalam medan magnet serba sama dengan kedudukan  sisi  aktif  AD  dan  CB  yang  terletak  tepat  lurus  arah fluks magnet. Sedangkan sisi AB dan DC ditahan pada bagian tengahnya, sehingga apabila sisi AD dan CB berputar karena adanya gaya lorentz, maka kumparan ABCD akan berputar. 
Hasil perkalian gaya dengan jarak pada suatu titik tertentu disebut momen, sisi aktif AD dan CB akan berputar pada porosnya karena pengaruh momen putar (T). Setiap sisi kumparan aktif AD dan CB pada gambar diatas akan mengalami momen putar sebesar :

T = Fxr

dimana :

T = momen putar (Nm) F = gaya tolak (newton)
r = jarak sisi kumparan pada sumbu putar (meter)

Pada daerah dibawah kutub-kutub magnet besarnya momen putar tetap karena besarnya gaya lorentz. Hal ini berarti bahwa kedudukan garis netral sisi sisi kumparan akan berhenti berputar. Supaya motor dapat berputar terus dengan baik, maka perlu ditambah jumlah kumparan yang digunakan. Kumparan- kumparan harus diletakkan sedemikian rupa sehingga momen putar yang dialami setiap sisi kumparan akan saling membantu dan menghasilkan putaran yang baik. Dengan pertimbangan teknis, maka kumparan-kumparan yang berputar tersebut dililitkan pada suatu alat yang disebut jangkar, sehingga lilitan kumparan itupun disebut lilitan jangkar. Struktur Motor DC dapat dilihat pada gambar berikut ini.
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. 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.

        5. 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.

        6. 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 4 : Perak = Toleransi 10%
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
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%

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
Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi

        6. 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. 

        6. 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.

MODUL 4 PRATIKUM uP dan uC

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI     1. Pendahuluan     2. Tujuan     3. Alat dan Bahan     4. Dasar Teori     5. Percob...