4. Percobaan
Percobaan
*klik teks untuk menuju
1. Tujuan (back)
· Merangkai dan menguji
aplikasi output pada mikrokontroller Arduino
· Merangkai dan menguji
input pada mikrokontroller Arduino
· Merangkai dan menguji
I/O pada mikrokontroller Arduino
· Module
Arduino
· LED
· Seven Segmen
· Motor
· LCD
A.Arduino (back)
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 pada prkatikum ini adalah arduino mega yang menggunakan chip AVR ATmega
2560 yang memiliki fasilitas PWM, komunikasi serial, ADC, timer, interupt, SPI
dan I2C. Sehingga Arduino bisa digabungkan bersama modul atau alat lain dengan
protocol yang berbeda-beda. Bahasa pemograman yang digunakan adalah bahasa C.
Tetapi bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana
sehingga lebih mudah dalam memprogramnya. Dalam memprogram arduino, kita bisa
menggunakan serial komunikasi agar arduino dapat berhubungan dengan komputer
ataupun aplikasi lain.
Beberapa
fitur dari Arduino Mega 2560 ini adalah :
Microcontroller
|
ATmega2560
|
Operating
Voltage
|
5V
|
Input
Voltage (recommended)
|
7-12V
|
Input
Voltage (limits)
|
6-20V
|
Digital
I/O Pins
|
54 (of
which 15 provide PWM output)
|
Analog
Input Pins
|
16
|
DC Current
per I/O Pin
|
20 mA
|
DC Current
for 3.3V Pin
|
50 mA
|
Flash
Memory
|
256 KB of
which 8 KB used by bootloader
|
SRAM
|
8 KB
|
EEPROM
|
4 KB
|
Clock
Speed
|
16 MHz
|
BAGIAN-BAGIAN
DARI ARDUINO MEGA 2560
·
· Soket USB
Soket USB adalah soket untuk kabel USB yang disambungkan ke komputer atau
laptop.
Berfungsi
untuk mengirimkan program ke Arduino dan juga sebagai port komunikasi serial.
· Input / Output Digital
Input/Output Digital atau digital pin adalah pin-pin untuk menghubungkan
Arduino dengan
komponen
atau rangkaian digital. Pada Arduino Mega
terdapat 53 I/O Digital dimana 16
diantaranya
dapat dijadikan sebagai output PWM
·
· Input Analog
Input Analog atau analog pin adalah pin-pin yang berfungsi untuk menerima
sinyal dari komponen atau rangkaian analog. Misalnya dari potensiometer, sensor
suhu, sensor cahaya, dsb.
Terdapat 16
input analog pada arduino mega 2560.
·
· Pin POWER
Pin-pin catu daya adalah pin yang memberikan tegangan untuk komponen atau rangkaian
yang dihubungkan dengan Arduino. Pada bagian catu daya ini terdapat juga pin
Vin dan Reset.Vin digunakan untuk memberikan tegangan langsung kepada Arduino
tanpa melalui tegangan USB atau adaptor.
·
· Tombol RESET
Reset adalah pin untuk memberikan sinyal reset melaui tombol atau rangkaian
eksternal.
·
· Jack Baterai/Adaptor
Soket baterai atau adaptor digunakan untuk menyuplai Arduino dengan
tegangan dari baterai/adaptor 9V pada saat Arduino sedang tidak
disambungkan ke komputer. Kalau Arduino sedang disambungkan ke komputer melalui
USB, Arduino mendapatkan suplai tegangan dari USB, jadi tidak perlu memasang
baterai/adaptor saat memprogram Arduino.
B. LED (back)
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) 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
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.
Berdasarkan
cara kerjanya, tujuh segmen dibagi menja
Pada dasarnya beberapa aplikasi yang menggunakan motor
DC harus dapat mengatur kecepatan dan arah putar dari motor DC itu sendiri.
Untuk dapat melakukan pengaturan kecepatan motor DC dapat menggunakan metode
PWM (Pulse Width Modulation) sedangkan untuk mengatur arah putarannya dapat
menggunakan rangkaian H-bridge yang tersusun dari 4 buah transistor. Tetapi
dipasaran telah disediakan IC L293D sebagai driver motor DC yang dapat mengatur
arah putar dan disediakan pin untuk input yang berasal dari PWM untuk mengatur
kecepatan motor DC.
Sebelum membahas tentang IC L293D, alangkah
baiknya jika kita membahas driver motor DC menggunakan rangkaian analog
terlebih dahulu.
Jika diinginkan sebuah motor DC yang dapat diatur
kecepatannya tanpa dapat mengatur arah putarnya, maka kita dapat menggunakan
sebuah transistor sebagai driver. Untuk mengatur kecepatan putar motor DC
digunakan PWM yang dibangkitkan melalui fitur Timer pada mikrokontroler.
Sebagian besar power supply untuk motor DC adalah sebesar 12 V, sedangkan
output PWM dari mikrokontroler maksimal sebesar 5 V. Oleh karena itu digunakan
transistor sebagai penguat tegangan. Dibawah ini adalah gambar driver motor DC
menggunakan transistor.
Sedangkan
jika diinginkan sebuah motor DC yang dapat diatur kecepatan atau arah putarnya
maka digunakanlah rangkaian H-brigde yang tersusun dari 4 buah transistor.
Dari gambar diatas jika diinginkan motor DC berputar searah
jarum jam maka harus mengaktifkan transistor1 dan transistor4 dengan cara
memberikan logika high pada kaki Basis transistor tersebut. Sedangkan untuk
berputar berlawanan arah jarum jam maka harus mengaktifkan transistor2 dan
transistor 3 dengan cara memberikan logika high pada kaki Basis transistor
tersebut. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar dibawah ini.
Dari gambar diatas terlihat jelas bahwa dengan mengaktifkan
transistor1 dan transistor4 akan menyebabkan motor DC berputar searah jarum
jam. Dimana arus listrik akan mengalir dari power supply (12 V) melalui
transistor1, lalu ke motor DC, lalu ke transistor4 dan akan berakhir di ground.
Begitu juga sebaliknya untuk putaran berlawanan arah jarum jam.
Sedangkan
untuk pengaturan kecepatannya anda dapat menghubungkan output PWM ke kaki basis
transistor1 untuk putaran searah jarum jam. Dan untuk putaran berlawanan arah
jarum jam, output PWM dapat dihubungkan kekaki basis transistor- transistor
Berikut adalah
rangkaian dari driver l293D
·
Input dan
Output
Pada gambar diatas kita bisa melihat bahwa terdapat 4
input dan 4 output. pada pin input akan mengatur dan mengontrol pin output
masing-masing, yaitu Input 1 akan menggontrol Output 1 dan seterusnya. Pin
input akan dihubungkan dengan kontroller, seperti mikrokontroller ATmega
misalnya, yang berfungsi untuk memberikan sinyal untuk mengontrol IC L293d
tersebut. Sinyal yang diberi berupa logika 1 (high) atau 0 (low). Ketika pin
input mendapatkan logika 1 (high) maka ouptunya akan aktif dan sebaliknya jika
diberi logika 0 (low) maka output akan nonaktif atau mati (kalau logika saya
disini nilai 1 akan dihubungkan dengan input daya pada VCC2, sedangkan saat
diberi nilai 0 maka terhubung pada GND). Motor akan berputar jika pada kedua
output (misal ouput 1 dan ouput 2) memiliki sinyal yan berbeda, jika
masing-masing menerima logika 1 dan 0 atau 0 dan 1 maka motor DC dapat
bergerak, namun jika memiliki nilai logika yang sama yaitu 0 dan 0 atau 1 dan 1
maka motor DC akan berhenti atau tidak berputar.
·
Pin Enable
Pada rangkaian diatas juga terdapat dua pin Enable
yang berada pada pin ke 1 dan 9 yang berguna untuk mengkaktifkan fungsi input
dan output. Pada Enable 1 akan mengontrol input dan output 1 dan 2, sedangkan
pada Enable 2 akan mengontrol Input dan output 3 dan 4. Bagaimana cara kerja
pin Enable? apa pengaruhnya dengan input dan output? Jadi, jika saya logikakan
pin Enable ini memberi jalan untuk masing-masing input dan output untuk aktif
atau tidak, cukup memberi tegangan sebesar 4,5v-5,5v pada pin ini maka output
dan input yang dikontrolnya dapat digunakan, maka jika tidak diberikan tegangan
pada pin Enable maka input dan outputnya tidak bisa bekerja.
·
VCC 1 dan
VCC 2
Kedua pin ini memiliki peran yang berbeda, dimana VCC
1 akan digunakan untuk memberi power atau tegangan listrik pada IC L293D agar
bisa bekerja dan sedangkan VCC 2 berfungsi untuk memberi arus untuk motor DC
yang ingin digunakan atau di kontrol. IC tersebut dapat bekerja pada tegangan
sekitar 4,4v-5,5v DC agar bekerja maksimal. jadi maksimal suplay daya untuk
VCC1 hanya sebesar 4,4v-5,5v DC saja. Untuk VCC 2 kita bisa menyuplay daya
sebesar 3v-16v (tegangan tersebut sudah saya coba, untuk lebih dari 16v saya
sendiri belum pernah coba).
Apakah VCC1
dan VCC2 bisa disambungkan?
Bisa saja, jika motor DC yang ingin kita kontrol
membutuhkan tegangan hanya sebanyak 5v saja, lebih dari itu antara VCC1 dan VCC
2 tidak dapat dihubungkan karna akan menyebabkan IC L293D panas dan kebakar.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar