Laporan Akhir Percobaan 1



Percobaan 4

  1. Komponen [kembali]

    Arduino
    Push Button


    LED
     
    Resistor
     

    Potensiometer

     

    Power Supply


    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
  2. Rangkaian Simulasi [kembali]


  3. Flowchart [kembali]



  4. Listing Prgoram[kembali]
  5.   //Master

    #include<SPI.h>    //deklarasi komunikasi SPI                        
    #define buzz 6     //deklarasi pin 6 sebagai buzzer
    #define led 7       //deklarasi pin 7 sebagai led
    #define button 2   // deklarasi pin 2 untuk button 
    int buttonvalue;     
    int x;               // deklarasi nilai x

    void setup (void)  //semua kode dalam fungsi ini dieksekusi sekali

    {
      Serial.begin(115200);   //pengatur kecepatan pengiriman atau penerimaan data     
      
      pinMode(button,INPUT_PULLUP);  //deklarasi button sebagai input pull_up          
      pinMode(buzz,OUTPUT);            //deklarasi buzzer sebagai output
      pinMode(led,OUTPUT);             //deklarasi led sebagai output  
      
      SPI.begin();                         
      SPI.setClockDivider(SPI_CLOCK_DIV4);  //menggunakan kecepatan prosesor sebesar 4 hz
      digitalWrite(SS,HIGH);                // slave select berlogika HIGH
    }

    void loop(void)      //kode dalam fungsi ini dieksekusi berulang 
    {
      byte Mastersend,Mastereceive;        //master akan mengirim dan master akan menerima

      buttonvalue = digitalRead(button);  //akan dibaca sebagai input pada button 

      if(buttonvalue == LOW)               
      {
        x = 1;
      }
      else
      {
        x = 0;
      }
      
      digitalWrite(SS, LOW);                 
      
      Mastersend = x;                            
      Mastereceive=SPI.transfer(Mastersend);  //master akan mentransfer 
      
      if(Mastereceive == 1)                   
      {
        digitalWrite(buzz,HIGH);
        digitalWrite(led,HIGH);             
        Serial.println("Master Buzz ON");
        Serial.println("Master led ON");
        delay(1000);
      }
      else
      {
       digitalWrite(buzz,LOW); 
       digitalWrite(led,LOW);         

      }
      delay(1000);
    }

    // Slave

    #include<SPI.h>    //deklarasi komunikasi SPI
    #define buzz 6      //deklarasi buzzer pada pin 6
    #define led 7        //deklarasi led pada pin 7
    #define button 2   // deklarasi button pin 2

    volatile boolean received;       //deklrasi bahwa slave akan menjadi penerima 
    volatile byte Slavereceived,Slavesend;  // slave menjadi pengirim dan penerima
    int buttonvalue;
    int x;
    void setup()

    {
      Serial.begin(115200);    //pengatur kecepatan pengiriman atau penerimaan data
      
      pinMode(button,INPUT_PULLUP);      //button sebagai input pull_up       
      pinMode(buzz,OUTPUT);               //buzzer sebagai output
      pinMode(led,OUTPUT);                //led sebagai output
      pinMode(MISO,OUTPUT);               //pin miso akan menjadi output

      SPCR |= _BV(SPE);         //SPCR = BV            
      received = false;        // jika input salah, maka output tidak akan menyala

      SPI.attachInterrupt();        //SPI diinteruppt         
      
    }

    ISR (SPI_STC_vect)                       
    {
      Slavereceived = SPDR;        //slave akan menjadi received
      received = true;                       
    }

    void loop()            //semua kode dalam fungsi ini akan dieksekusi berulang
    { if(received)                           
       {
          if (Slavereceived==1) 
          {
            digitalWrite(buzz,HIGH);  
            digitalWrite(led,HIGH);       
            Serial.println("Slave buzz ON");
            Serial.println("Slave led ON");
            delay(1000);
          }else
          {
            digitalWrite(buzz,LOW);   
            digitalWrite(led,LOW);    
           Serial.println("Slave buzz OFF");
           Serial.println("Slave led OFF");
          }
          
          buttonvalue = digitalRead(button);
          
          if (buttonvalue == LOW)             
          {
            x=1;
            
          }else
          {
            x=0;
          }
          
      Slavesend = x;                             
      SPDR = Slavesend;                          
      delay(1000);
    }
    }
  6. Video Rangkaian [kembali]

  • Analisa [kembali]
    1. Komunikasi SPI menggunakan lebih dari 1 master dalam sistem yang sama apakah dapat dilakukan ?
    jawab : Tidak bisa, karena yang hanya bisa adalah lebih dari 1 slave karena pada SPI ada 3 jalur yaitu MISO,MOSI, dan clock ada juga pin SS yang berguna untuk pilihan slave mana yang akan kita tuju
    2. Bagaimana cara agar master mengirimkan data yang berbeda setiap slave?
    jawab : Dengan cara melakuk konfigurasi, master hanya memerlukan satu pin SS/CS untuk mengirimkan dengan slave-slave yang ada master akan mengirimkan sinyal LOW kepada slave yang ada waktu inisiasi komunikasi setelah itu data akan dikirimkan oleh master pada slave 1 melalui pin MOSI pada saat bersamaan dikirimkan sinyal clock melalui pin SCLK data yang sudah dikirim ke slave 1 akan dideklarasikan ke slave 2 dan seterusnya
    3. Apakah baudrate pada master dan slave pada komunikasi SPI harus bernilai sama ?
    jawab : Tidak karena baudrate hanya dapat mengirimkan data
  • Link Download [kembali]
    Klik disini << HTML
    Klik disini << Rangkaian Simulasi
    Klik disini << Video Simulasi

    • Tidak ada komentar:

    Posting Komentar

    Langganan: Komentar (Atom)

    BAHAN PRESENTASI UNTUK MATAKULIAH KIMIA TA SMT GANJIL 2019-2020 OLEH: Rafly Putra Pratama 1910951009 Dose...

    • (tanpa judul)
      BAHAN PRESENTASI UNTUK MATAKULIAH KIMIA TA SMT GANJIL 2019-2020 OLEH: Rafly Putra Pratama 1910951009 Dose...