Modul Pelatihan Arduino [PDF]

Citation preview

1. PENGENALAN ARDUINO Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source, baik untuk hardware maupun software-nya. Inilah yang membuat Arduino dapat memikat hati banyak orang. Arduino berupa pengendali mikro single-board ini diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Arduino bukan hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi juga merupakan kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman, dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah software untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner, dan meng-upload ke dalam memori mikrokontroler. Ada banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan profesional dengan menggunakan Arduino, selain itu juga ada banyak modul-modul pendukung (sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan dengan Arduino. Arduino berevolusi menjadi sebuah platform karena ia menjadi pilihan dan acuan bagi banyak praktisi. IDE Arduino yang bisa di-download dan diinstal pada komputer secara gratis.



Gambar 1: Arduino Duemilanove Arduino memiliki komponen utama berupa sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardware-nya memiliki prosesor Atmel AVR dan software-nya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Mikrokontroler tersebut adalah chip atau IC (integrated circuit) yang dapat diprogram menggunakan komputer. Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input, memproses input tersebut, kemudian menghasilkan output sesuai yang diinginkan. Jadi mikrokontroler bertugas sebagai ‘otak’ yang mengendalikan input, proses, dan output sebuah rangkaian elektronik. Karena komponen utama Arduino adalah



Modul Pelatihan Arduino Pengabdian Masyarakat USU – Pelatihan Arduino Pada Siswa SMK 2015



mikrokontroler, maka Arduino pun dapat diprogram menggunakan komputer sesuai kebutuhan kita. Apa saja yang bisa dilakukan Arduino? Kegunaan Arduino tergantung kepada kita yang membuat program. Arduino bisa digunakan untuk mengontrol LED, bisa juga digunakan untuk mengontrol helikopter. Contoh yang sudah pernah dibuat adalah MP3 player, pengontrol motor, mesin CNC, monitor kelembaban tanah, pengukur jarak, penggerak servo, balon udara, pengontrol suhu, monitor energi, statiun cuaca, pembaca RFID, drum elektronik, GPS logger, monitoring bensin dan masih banyak lagi. 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. Murah Papan (perangkat keras) Arduino biasanya dijual relatif murah (antara 125ribu hingga 400ribuan 



rupiah saja) dibandingkan dengan platform mikrokontroler pro lainnya.  Sederhana dan mudah pemrogramannya Perlu diketahui bahwa lingkungan pemrograman di Arduino mudah digunakan untuk pemula, namun juga cukup fleksibel bagi mereka yang sudah tingkat lanjut.  Perangkat lunaknya bersifat open source Perangkat lunak Arduino IDE dipublikasikan sebagai open source, tersedia bagi para pemrogram berpengalaman untuk pengembangan lebih lanjut. Bahasanya bisa dikembangkan lebih lanjut melalui pustaka-pustaka C++ yang berbasis pada Bahasa C untuk AVR.  Perangkat kerasnya bersifat open source Perangkat keras Arduino berbasis mikrokontroler ATMEGA8, ATMEGA168, ATMEGA328, ATMEGA1280, dan yang terbaru ATMEGA2560. Dengan demikian siapa saja bisa membuatnya (dan kemudian bisa menjualnya) perangkat keras Arduino ini, apalagi bootloader tersedia langsung dari perangkat lunak Arduino IDE-nya. Bisa juga menggunakan breadoard untuk membuat perangkat Arduino beserta periferal-periferal lain yang dibutuhkan. Bahasa Pemrograman Arduino Bahasa pemrograman Arduino adalah bahasa C. Bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga pemula pun dapat mempelajarinya dengan cukup mudah. Arduino juga menyederhanakan proses bekerja dengan mikrokontroler. Modul Pelatihan Arduino Pengabdian Masyarakat USU – Pelatihan Arduino Pada Siswa SMK 2015



Soket USB Soket USB adalah soket kabel USB yang disambungkan ke komputer atau laptop yang berfungsi untuk mengirimkan program ke Arduino dan juga sebagai port komunikasi serial. Input/Output Digital Dan Input Analog Input/output digital atau digital pin adalah pin-pin untuk menghubungkan Arduino dengan komponen atau rangkaian digital. Contohnya , jika ingin membuat LED berkedip, LED tersebut bisa dipasang pada salah satu pin input atau output digital dan ground. Komponen lain yang menghasilkan output digital atau menerima input digital bisa disambungkan ke pin-pin ini. Input analog atau analog pin adalah pin-pin yang berfungsi untuk menerima sinyal dari komponen atau rangkaian analog. Contohnya potensiometer, sensor suhu, sensor cahaya, dll. Catu Daya Pin-pin catu daya adalah pin yang memberikan tegangan untuk komponen atau rangkaian yang dihubungkan dengan Arduino. Pada bagian catu daya ini terdapat pin Vin dan Reset. Vin digunakan untuk memberikan tegangan langsung kepada Arduino tanpa melalui tegangan pada USB atau adaptor, sedangkan Reset adalah pin untuk memberikan sinyal reset melalui tombol atau rangkaian eksternal. Baterai/Adaptor Soket baterai atau adaptor digunakan untuk menyuplai Arduino dengan tegangan dari baterai/adaptor 9V pada saat Arduino sedang tidak disambungkan ke komputer. Jika Arduino sedang disambungkan ke komputer dengan USB, Arduino mendapatkan suplai tegangan dari USB. Jika tidak, perlu memasang baterai/adaptor pada saat memprogram Arduino. Berbagai macam Arduino yang terdapat di pasaran antara lain: 1. Arduino Uno 2. Arduino Duemilanove 3. Arduno Leonardo 4. Arduino Mega2560 5. Arduino Intel Galile 6. Arduino Pro Micro AT 7. Arduino Nano R3 8. Arduino mini Atmega 9. Arduino Mega ADK 10. Arduino Esplora Arduino UNO Pada modul ini akan digunakan Arduino Uno. Arduino Uno merupakan papan mikrokontroler berbasis ATMEGA32. Kata Uno dalam bahasa Italia berarti satu menandai peluncuran Arduino 1.0 yang menjadi versi referensi Arduino untuk bergerak maju. Arduino Uno memiliki 14 digital pin Modul Pelatihan Arduino Pengabdian Masyarakat USU – Pelatihan Arduino Pada Siswa SMK 2015



input/output, 6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM, 6 input analog, resonator keramik 16 MHz, koneksi USB, header ICSP, dan tombol reset. Setiap pin dapat memberikan atau menerima maksimum 40 mA dan memiliki internal pull-up resistor (secara default terputus) dari 20-50 kOhms. Untuk menggunakan mikrokontroler, Arduino dapat dihubungkan ke komputer dengan kabel USB, baterai, atau adaptor AC/DC. Arduino Uno beroperasi dengan listrik bertegangan 5 V, dengan input tegangan yang disarankan sebesar 7-12 V dan batas tegangan sebesar 20 V.



Gambar 2: Arduino Uno



Modul Pelatihan Arduino Pengabdian Masyarakat USU – Pelatihan Arduino Pada Siswa SMK 2015



2. PEMBUATAN TERMOMETER DIGITAL DENGAN ARDUINO Termometer merupakan alat yang digunakan sejak lama untuk pengukuran suhu. Dalam proyek ini kita akan membuat sebuah termometer digital berbasis Arduino untuk menampilkan kondisi dan perubahan suhu yang ada pada sebuah LCD secara real time. Termometer ini nantinya dapat digunakan untuk mengukur suhu di rumah-rumah, kantor, industri dll. Proyek ini akan dibangun dengan menggunakan Arduino yang akan berkomunikasi dengan sensor suhu LM35 dan sebuah penampil LCD 16x2. Kita akan membagi Termometer ini menjadi tiga bagian yaitu: 1. Pembacaan tempratur dengan sensor suhu LM35 2. Mengubah nilai tempratur menjadi skala suhu Celcius dengan Arduino 3. Menampilkan nilai tempratur kedalam LCD Hal ini ditunjukkan dalam diagram blok dibawah ini:



Gambar 1: Diagram Blok Termometer Digital



Arduino



digunakan di sini untuk mengendalikan seluruh proses. Sensor suhu LM35



digunakan untuk merasakan suhu lingkungan yang memberikan suhu 1 derajat pada setiap perubahan 10mV pada pin output. Kita dapat dengan mudah memeriksa dengan voltmeter dengan menghubungkan Vcc pada pin 1 dan Ground pada pin 3 dan tegangan output pada pin 2 dari sensor LM35. Sebagai contoh jika tegangan output dari sensor LM35 adalah volt 250 m, yang berarti suhu sekitar 25 derajat Celcius. Arduino membaca tegangan output dari sensor suhu dengan menggunakan Analog pin A0 dan melakukan perhitungan untuk mengkonversi nilai Analog ini ke nilai digital dari suhu saat ini. Setelah perhitungan Arduino mengirimkan perhitungan ini atau suhu unit LCD 16x2 dengan menggunakan perintah yang sesuai untuk LCD. Komponen 1.



1x Arduino Uno board



Modul Pelatihan Arduino Pengabdian Masyarakat USU – Pelatihan Arduino Pada Siswa SMK 2015



2.



1x Breadboard



3.



1x 16x2 LCD display



4.



1x LM35 sensor



5.



1x 10k potentiometer – untuk mengatur tingkat kecerahan LCD



6.



19x Jumpers – untuk menghubungkan semua komponen



Modul Pelatihan Arduino Pengabdian Masyarakat USU – Pelatihan Arduino Pada Siswa SMK 2015



Penyusunan Rangkaian Susunlah komponen-komponen yang ada menjadi sebuah rangkaian seperti gambar di bawah ini:



Ikuti gambat di atas dan jika semuanya tersambung dengan benar kita akan melihat nomor yang menunjukkan pada layar. Jika kita tidak melihat angka pada layar maka putar potentiomer di sebelah kiri atau kanan untuk menyesuaikan kecerahan layar, sampai kita melihat angka. Penulisan Kode Tuliskan Kode di bawah ini kedalam IDE #include LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2); const int inPin = 0; void setup() { lcd.begin(16,2); } void loop() { int value = analogRead(inPin); lcd.setCursor(0,1); float millivolts = (value / 1024.0) * 5000; float celsius = millivolts / 10; lcd.clear(); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(celsius); lcd.print("C"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print((celsius * 9)/5 + 32); lcd.print("F"); delay(1000); }



Modul Pelatihan Arduino Pengabdian Masyarakat USU – Pelatihan Arduino Pada Siswa SMK 2015