Arduino Nano [PDF]

Citation preview

KATA PENGANTAR Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang, kami panjatkan puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Makalah dengan judul “Arduino Nano” sebagai tugas dari mata kuliah Organisasi & Arsitektur Komputer . Selanjutnya makalah ini tidak dapat tersusun dengan baik tanpa pengarahan serta bimbingan dari seluruh pihak terkait, oleh karena itu ucapan terimakasih penulis haturkan kepada dosen, teman-teman, serta seluruh insan yang telah bersedia membantu dalam penyusunan makalah ini. Penulis mengakui bahwa makalah ini masih jauh dari kata sempurna, dengan dasar itu penulis mohon kritik serta saran yang bersifat membangun, untuk perbaikan penyusunan makalah ini. Semoga laporan ini dapat bermanfaat, khususnya bagi diri penulis serta masyarakat pada umumnya.



Depok, 10 Oktober 2017



Penulis



ffffff



PENDAHULUAN Pada jaman yang semakin maju dan modern ini, teknologi juga berkembang begitu pesat guna memenuhi kebutuhan hidup manusia. Dengan adanya perkembangan teknologi tentu saja ilmu Komputer juga berkembang. Dalam hal ini ilmu computer sangat berpengaruh terhadap kehidupan manusia. Hal ini mendorong manusia untuk membuat hardware dan software yang mendukung perkembangan teknologi dan ilmu computer dunia untuk memudahkan user dalam berkomunikasi dengan komputer. Arduino merupakan pengendali mikro single-board yang bersifat open-source, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardwarenya memiliki prosesor Atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Pengendali mikro (bahasa Inggris: microcontroller) adalah sistem mikroprosesor lengkap yang terkandung di dalam sebuah chip. Mikrokontroler berbeda dari mikroprosesor serba guna yang digunakan dalam sebuah PC, karena di dalam sebuah mikrokontroler umumnya juga telah berisi komponen pendukung sistem minimal mikroprosesor, yakni memori dan antarmuka I/O, sedangkan di dalam mikroprosesor umumnya hanya berisi CPU saja



Pengertian Arduino Proyek arduino berawal dilvre, italia pada tahun 2005. Sekarang telah lebih dari 120.000 unit terjual sampai dengan 2010. Pendirinya adalah Massimo Banzidan David Cuartiellez. Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-source, yang di turunkan dari wiring platform, yang di rancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardwernya memiliki prosesor atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Secara software -> Open source IDE yang digunakan untuk mendevelop aplikasi mikrokontroller yang berbasis arduino platform. Secara Hardware -> Single board mikrokontroller yang bersifat open source hardware yang dikembangkan untuk arsitektur mikrokontroller AVR 8 bit dan ARM 32 bit.



Dari ke3 pengertian diatas , dapat disimpulkan bahwa Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya terdapat komponen utamaya itu sebuah chip mikrokontroller dengan jenis AVR. Mikrokontroller itu sendiri adalah chip atau IC (integrated Circuit) yang bisa diprogram menggunakan komputer. Tujuan menanamkan program pada mikrokontroller adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input, memproses input tersebut dan kemudian menghasilkan output seperti yang diinginkan. Jadi, mikrokontroller bertugas sebagai otak yang mengendalikan input, proses ,dan output sebuah rangkaian elektonik. Hardware Arduino diprogram menggunakan bahasa pemrograman C/C++, yang sudah disederhanakan dan dimodifikasi Arduino mengikuti pola pemrogramsn Wiring (syntax dan library). Sementara untuk editor pemrograman nya (IDE – Intergrated Development Enviroment) dikembangkan dari Processing.



Dikembangkan oleh sebuah team yang beranggotakan orang-orang dari berbagai belahan dunia. anggota inti dari tim ini 1. 2. 3. 4. 5.



Massimo Banzi Milano, Italy David Cuartielles Malmoe, Sweden Tom Igoe New York, US Gianluca Martino Torino, Italy David A. Mellis Boston, MA, USA



Software Arduino dapat dijalankan pada sistem operasi Windows, Macintosh OSX, dan Linux. Banyak sistem mikrokontroler lain hanya bisa dijalankan di Windows.



Arduino Nano Arduino Nano adalah salah satu varian dari produk board mikrokontroller keluaran Arduino. Arduino Nano adalah board Arduino terkecil, menggunakan mikrokontroller Atmega 328 untuk Arduino Nano 3.x dan Atmega168 untuk Arduino Nano 2.x. Varian ini mempunyai rangkaian yang sama dengan jenis Arduino Duemilanove, tetapi dengan ukuran dan desain PCB yang berbeda. Arduino Nano tidak dilengkapi dengan soket catudaya, tetapi terdapat pin untuk catu daya luar atau dapat menggunakan catu daya dari mini USB port. Arduino Nano didesain dan diproduksi oleh Gravitech.



Skema dan desain board Arduino Nano Skema rangkaian Arduino Nano dapat dilihat pada gambar berikut ini.



Konfigurasi Pin Arduino Nano Konfigurasi pin Arduino Nano.Arduino Nano memiliki 30 Pin. Berikut Konfigurasi pin Arduino Nano. 1.



VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya digital.



2.



GND merupakan pin ground untuk catu daya digital.



3.



AREF merupakan Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan fungsi analogReference().



4.



RESET merupakan Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan ulang) mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama Arduino



5.



Serial RX (0) merupakan pin yang berfungsi sebagai penerima TTL data serial.



6.



Serial TX (1) merupakan pin yang berfungsi sebagai pengirim TT data serial.



7.



External Interrupt (Interupsi Eksternal) merupakan pin yang dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah, meningkat atau menurun, atau perubahan nilai.



8.



Output PWM 8-Bitmerupakan pin yang berfungsi untuk analogWrite( ).



9.



SPI merupakan pin yang berfungsi sebagai pendukung komunikasi.



10.



LED merupakan pin yang berfungsi sebagai pin yag diset bernilai HIGH, maka LED akan menyala, ketika pin diset bernilai LOW maka LED padam. LED Tersedia secara built-in pada papan Arduino Nano.



11.



Input Analog (A0-A7) merupakan pin yang berfungsi sebagi pin yang dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai dengan 5 Volt, juga memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah mereka menggunakan fungsi analogReference().



Tabel Konfigurasi Pin Arduino Nano Nomor Pin Arduino Nano



Nama Pin Arduino Nano



1



Digital Pin 1 (TX)



2



Digital Pin 0 (RX)



3 & 28



Reset



4 & 29



GND



5



Digital Pin 2



6



Digital Pin 3 (PWM)



7



Digital Pin 4



8



Digital Pin 5 (PWM)



9



Digital Pin 6 (PWM)



10



Digital Pin 7



11



Digital Pin 8



12



Digital Pin 9 (PWM)



13



Digital Pin 10 (PWM-SS)



Nomor Pin Arduino Nano



Nama Pin Arduino Nano



14



Digitl Pin 11 (PWM-MOSI)



15



Digital Pin 12 (MISO)



16



Digital Pin 13 (SCK)



18



AREF



19



Analog Input 0



20



Analog Input 1



21



Analog Input 2



22



Analog Input 3



23



Analog Input 4



24



Analog Input 5



25



Analog Input 6



26



Analog Input 7



27



VCC



30



Vin



Spesfikasi Arduino Nano Arduino Nano memiliki spesifikasi sebagai berikut : Mikrokontroller



: Atmel ATmega168 untuk Arduino Nano 2.x



Atmer Atmega328 untuk Arduino Nano 3.x Tegangan kerja



: 5 Volt



Tegangan input



: Optimal : 7 – 12 Volt



Minimum



: 6 Volt



Maksimum



: 20 Volt



Digital pin I/O



: 14 pin yaitu pin D0 sampai pin D13



Dilengkapi dengan 6 pin PWM Analog pin



:



8 pin yaitu pin A0 sampai pin A7



Arus listrik maksimum :



40 mA



Flash memori



32 Mbyte untuk Arduino Nano 3.x



:



16 Mbyte untuk Arduino Nano 2.x Besar flash memori ini dikurangi 2 kbyte yang digunakan untuk menyimpan file boatloader. SRAM



:



1 kbyte (ATmega168) dan 2 kbyte (ATmega328)



EEPROM



:



512 byte (Atmega168) dan 1 kbyte (Atmega328)



Kecepatan clock



:



16 MHz



Ukuran board



:



4,5 mm x 18 mm



Berat



:



5 gram



Daya Arduino Nano dapat menggunakan catudaya langsung dari mini-USB port atau menggunakan catudaya luar yang dapat diberikan pada pin30 (+) dan pin29 (-) untuk tegangan kerja 7 – 12 V atau pin 28(+) dan pin 29(-) untuk tegangan 5V.



Memori Atmega 168 dilengkapi dengan flash memori sebesar 16 kbyte yang dapat digunakan untuk menyimpan kode program utama. Flash memori ini sudah terpakai 2 kbyte untuk program boatloader sedangkan Atmega328 dilengkapi dengan flash memori sebesar 32 kbyte dan dikurangi sebesar 2 kbyte untuk boatloader. Selain dilengkapi dengan flash memori, mikrokontroller ATmega168 dan ATmega328 juga dilengkapi dengan SRAM dan EEPROM. SRAM dan EEPROM dapat digunakan untuk menyimpan data selama program utama bekerja. Besar SRAM untuk ATmega168 adalah 1 kb dan untuk ATmega328 adalah 2 kb sedangkan besar EEPROM untuk ATmega168 adalah 512 b dan untuk ATmega328 adalah 1 kb.



Input dan Output Arduino Nano mempunyai 14 pin digital yang dapat digunakan sebagai pin input atau output. Pin ini akan mengeluarkan tegangan 5V untuk mode HIGH (logika 1) dan 0V untuk mode LOW (logika 0) jika dikonfigurasikan sebagai pin output. Jika di konfigurasikan sebagai pin input, maka ke 14 pin ini dapat menerima tegangan 5V untuk mode HIGH (logika1) dan 0V untuk mode LOW (logika 0). Besar arus listrik yang diijinkan untuk melewati pin digital I/O adalah 40 mA. Pin digital I/O ini juga sudah dilengkapi dengan resistor pull-up sebesar 20-50 kΩ. Ke 14 pin digital I/O ini selain berfungsi sebagai pin I/O juga mempunyai fungsi khusus yaitu : Pin D0 dan pin D1 juga berfungsi sebagai pin TX dan RX untuk komunikasi data serial. Kedua pin ini terhubung langsung ke pin IC FTDI USB-TTL. Pin D2 dan pin D3 juga berfungsi sebagai pin untuk interupsi eksternal. Kedua pin ini dapat dikonfigurasikan untuk pemicu interupsi dari sumber eksternal. Interupsi dapat terjadi ketika timbul kenaikan atau penurunan tegangan pada pin D2 atau pin D3. Pin D4, pin D5, pin D6, pin D9, pin D10 dan pin D11 dapat digunakan sebagai pin PWM (pulse width modulator). Pin D10, pin D11, pin D12 dan pin D13, ke empat pin ini dapat digunakan untuk komunikasi mode SPI. Pin D13 terhubung ke sebuah LED. Arduino Nano juga dilengkapi dengan 8 buah pin analog, yaitu pin A0, A1, A2, A3, A4, A5, A6 dan A7. Pin analog ini terhubung ke ADC (analog to digital converter) internal yang terdapat di dalam mikrokontroller. Pada kondisi awal, pin analog ini dapat mengukur variasi tegangan dari 0V sampai 5 V pada arus searah dengan besar arus maksimum 40 mA. Lebar range ini dapat diubah dengan memberikan sebuah tegangan referensi dari luar melalui pin Vref. Pin analog selain dapat digunakan untuk input data analog, juga dapat digunakan sebagai pin digital I/O, kecuali pin A6 dan A7- yang hanya dpat digunakan untuk input data analog saja. Fungsi khusus untuk pin analog antara lain : Pin A4 untuk



pin SDA, pin A5 untuk pin SCL, pin ini dapat digunakan untuk komunikasi I2C. Pin Aref digunakan sebagai pin tegangan referensi dari luar untuk mengubah range ADC. Pin reset, pin ini digunakan untuk mereset board Arduino Nano, yaitu dengan menghubungkan pin ini ke ground selama beberapa milidetik. Board Arduino Nano selain dapat direset melalui pin reset, juga dapat direset dengan menggunakan tombol reset yang terpasang pada board Arduino Nano.



Komunikasi Arduino Nano sudah dilengkapi dengan beberapa fasilitas untuk komunikasi yang dapat digunakan untuk berkomunikasi dengan komputer (PC atau Laptop), atau dengan board mikrokontroller lainnya. ATmega168 dan ATmega328 dilengkapi dengan komunikasi serial UART TTL (5V), yang terdapat pada pin D0 dan pin D1. Board juga dilengkapi dengan sebuah IC FTDI 232 Rl yang dapat dihubungkan langsung ke komputer untuk menghasilkan sebuah virtual com-port pada operating sistem. Software Arduino (sketch) yang digunakan sebagai IDE Arduino juga dilengkapi dengan serial monitor yang memungkinkan programmer untuk menampilkan data serial sederhana yang dapat dikirim atau diterima dari board Arduino Nano. Led RX dan TX yang terpasang pada board Arduino Nano akan berkedip jika terjadi komunikasi data serial antara PC dengan Arduino Nano. Selain dapat berkomunikasi dengan menggunakan data serial melalui virtual com-port, Arduino Nano juga dilengkapi dengan mode komunikasi I2C (TWI) dan SPI untuk komunikasi antar hardware.



Pemograman Arduino Nano Arduino Nano dapat dengan mudah diprogram dengan menggunakan software Arduino (sketch). Pada menu program, pilih tool – board kemudian pilih jenis board yang akan diprogram. Untuk memprogram board Arduino dapat memilih tipe board Arduino diecimila atau duemilanove atau langsung memilih Nano W/atmega168 atau Nano W/atmega328. Arduino Nano sudah dilengkapi dengan program boatloader, sehingga programmer dapat langsung meng-up-load kode program langsung ke board Arduino Nano tanpa melalui board perantara atau hardware lain. Komunikasi ini menggunakan protokol STK500 keluaran ATMEL. Programmer juga dapat mem-up-load program ke board Arduino Nano tanpa menggunakan boatloader, tetapi melalui ICSP (in-circuit serial programming) header yang sudah tersedia di board Arduino Nano.



Kelebihan Arduino    



Tidak perlu perangkat chip programmer karena di dalamnya sudah ada bootloader yang akan menangani upload program dari komputer. Sudah memiliki sarana komunikasi USB, sehingga pengguna Laptop yang tidak memiliki port serial/RS323 bisa menggunakan nya. Bahasa pemrograman relatif mudah karena software Arduino dilengkapi dengan kumpulan library yang cukup lengkap. Memiliki modul siap pakai (shield) yang bisa ditancapkan pada board Arduino. Misalnya shield GPS, Ethernet, SD Card, dll



Kekurangan Arduino  



Sulit menemukan driver yang cocok untuk Windows Harganya cenderung mahal



Daftar Pustaka https://www.arduino.cc/en/Main/Products https://www.arduino.cc/en/Guide/ArduinoNano https://en.wikipedia.org/wiki/Arduino



MAKALAH ARDUINO NANO



Disusun oleh : 1. Almas Haedar Akbar (20116630) 2. Bimo Ariestyan (21116441) 3. Fiqih Al – Aziz (22116846) 4. Indra Ramadhan (23116510) 5. Raden Rahadi S (25116918)



UNIVERSITAS GUNADARMA 2017/2018