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]
Push Button
LED
Power Supply
3. Dasar Teori[KEMBALI]
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 :
BAGIAN-BAGIAN
ARDUINO UNO
- POWER USB
Digunakan
untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.
Supply atau
sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.
Kristal ini
digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino.
Jumlah cetak
menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.
Digunakan
untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.
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.
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.
Lampu ini
akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan
baik.
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