1. Pendahuluan [back]
a) Asistensi dilakukan 3x dengan lama pertemuan 20 menit (Rabu, Kamis, Jumat)
b) Praktikum dilakukan 1x dengan lama pertemuan 90 menit (Selasa)
c) Laporan akhir dikumpulkan pada hari Kamis
2. Tujuan [back]a)
Memahami prinsip
kerja UART, SPI, dan I2C
b)
Mengaplikasikan
protokol komunikasi UART, SPI, dan I2C pada Arduino
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 AV
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.
Push Button
Push
Button adalah saklar yang berupa tombol dan berfungsi sebagai pemutus atau
penyambung arus listrik dari sumber arus ke beban listrik. Suatu sistem saklar
tekan push button terdiri dari saklar tekan start, stop reset dan saklar tekan
untuk emergency. Push button memiliki kontak NC (normally close) dan NO
(normally open).
F.
LED
LED
didefinisikan sebagai suatu komponen elektronika yang terbuat dari bahan
semikonduktor dan dapat memancarkan cahaya apabila arus listrik melewatinya. Led (Ligth-Emitting Diode) memiliki fungsi utama dalam dunia
elektronika sebagai indikator atau sinyal indikator atau lampu indikator.
G.
Resistor
Resistor
merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk
membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai teminal
antara dua komponen elektronika. Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan
arus yang melewatinya (V = I.R).
H.
Potensiometer
Potensiometer
merupakan salah satu resistor yang dapat diatur hambatan dari besaran minimum
sampai besaran maksimum. Bila potensiometer (POT-HG) mencapai titik maksimum, maka
hambatan yang diberikan akan semakin kecil sehingga tegangan yang terukur di
voltmeter mencapai titik maksimum. Begitu juga sebaliknya.
I.
Buzzer
Buzzer
Listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik
menjadi getaran suara. Pada umumnya, Buzzer yang merupakan sebuah perangkat
audio ini sering digunakan pada rangkaian anti-maling, Alarm pada Jam Tangan,
Bel Rumah, peringatan mundur pada Truk dan perangkat peringatan bahaya lainnya.
Jenis Buzzer yang sering ditemukan dan digunakan adalah Buzzer yang berjenis
Piezoelectric, hal ini dikarenakan Buzzer Piezoelectric memiliki berbagai
kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah dalam
menggabungkannya ke Rangkaian Elektronika lainnya. Buzzer yang termasuk dalam
keluarga Transduser ini juga sering disebut dengan Beeper.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar