DAFTAR ISI
1. Tujuan2. Alat dan Bahan
3. Dasar Teori
4. Listing Program
5. Rangkaian Simulasi
6. Rangkaian
7. Flowchart
8. Analisa
9. Link Download
MODUL III
PROJECT DEMO
PROJECT DEMO
1. Praktikan dapat merancang sebuah sistem secara detail sehingga rancangan tersebut dapat
menjadi sebuah alat.
2. Praktikan dapat mengkombinasikan berbagai sensor, akuator dan display.
3. Praktikan dapat membuat sebuah sistem menggunakan mikrokontroler.
2. Alat dan Bahan [Kembali]
- Microcontroller Arduino
- Sensor Suara
- LED
3. Dasar Teori [Kembali]
A. Arduino
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang digunakan pada projek ini adalah arduino mega yang menggunakan chip AVR ATmega 2560 yang memiliki fasilitas PWM, komunikasi serial, ADC, timer, interupt, SPI dan I2C. Sehingga Arduino bisa digabungkan bersama modul atau alat lain dengan protocol yang berbeda-beda. Bahasa pemograman yang digunakan adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga lebih mudah dalam memprogramnya. Dalam memprogram arduino, kita bisa menggunakan serial komunikasi agar arduino dapat berhubungan dengan komputer ataupun aplikasi lain.
Beberapa fitur dari Arduino Mega 2560 ini adalah :
Microcontroller
ATmega2560
Operating Voltage
5V
Input Voltage (recommended)
7-12V
Input Voltage (limits)
6-20V
Digital I/O Pins
54 (of which 15 provide PWM output)
Analog Input Pins
16
DC Current per I/O Pin
20 mA
DC Current for 3.3V Pin
50 mA
Flash Memory
256 KB of which 8 KB used by bootloader
SRAM
8 KB
EEPROM
4 KB
Clock Speed
16 MHz
BAGIAN-BAGIAN DARI ARDUINO MEGA 2560
- Soket USB
Soket USB adalah soket untuk kabel USB yang disambungkan ke komputer atau laptop. Berfungsi untuk mengirimkan program ke Arduino dan juga sebagai port komunikasi serial.
- Input / Output Digital
Input/Output Digital atau digital pin adalah pin-pin untuk menghubungkan Arduino dengan komponen atau rangkaian digital. Pada Arduino Mega terdapat 53 I/O Digital dimana 16 diantaranya dapat dijadikan sebagai output PWM
- Input Analog
Input Analog atau analog pin adalah pin-pin yang berfungsi untuk menerima sinyal dari komponen atau rangkaian analog. Misalnya dari potensiometer, sensor suhu, sensor cahaya, dsb. Terdapat 16 input analog pada arduino mega 2560.
- Pin POWER
Pin-pin catu daya adalah pin yang memberikan tegangan untuk komponen atau rangkaian yang dihubungkan dengan Arduino. Pada bagian catu daya ini terdapat juga pin Vin dan Reset. Vin digunakan untuk memberikan tegangan langsung kepada Arduino tanpa melalui tegangan USB atau adaptor.
- · Tombol RESET
Reset adalah pin untuk memberikan sinyal reset melaui tombol atau rangkaian eksternal.
- · Jack Baterai/Adaptor
Soket baterai atau adaptor digunakan untuk menyuplai Arduino dengan tegangan dari baterai/adaptor 9V pada saat Arduino sedang tidak disambungkan ke komputer. Kalau Arduino sedang disambungkan ke komputer melalui USB, Arduino mendapatkan suplai tegangan dari USB, jadi tidak perlu memasang baterai/adaptor saat memprogram Arduino.
Pada projek ini, jumlah arduino yang digunakan ada 2. Untuk menggunakan 2 arduino, dibutuhkan komunikasi. komunikasi yang digunakan dalam projek ini adalah komunikasi I2C atau Inter Intergrated Circuit.
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.
B. LED
LED adalah suatu semikonduktor yang dapat 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.
C. Sensor Suara
Sensor suara merupakan komponen elektronika yang dapat mendeteksi intensitas suara yang ada. Sensor ini menggunakan mikrofon, dimana cara kerja benda ini adalah jika adanya frekuensi suara dengan kondisi perbedaan tekanan udara disekitar membran mikrofon, maka mebran tersebut akan bergetar, getaran pada membran mikrofon ini nantinya akan menghasilkan output berupa tegangan. Dalam proses untuk menjadi tegangan, frekuensi dari gelombang udara akan diubah menjadi tegangan dengan menggunakan amplifier, peak detector and buffer.
Pin yang digunakan pada sensor suara:
-
+ : 3.3V-5V DC
-
G: ground
-
DO: digital output
-
AO: analog output
A. Arduino
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang digunakan pada projek ini adalah arduino mega yang menggunakan chip AVR ATmega 2560 yang memiliki fasilitas PWM, komunikasi serial, ADC, timer, interupt, SPI dan I2C. Sehingga Arduino bisa digabungkan bersama modul atau alat lain dengan protocol yang berbeda-beda. Bahasa pemograman yang digunakan adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga lebih mudah dalam memprogramnya. Dalam memprogram arduino, kita bisa menggunakan serial komunikasi agar arduino dapat berhubungan dengan komputer ataupun aplikasi lain.
Beberapa fitur dari Arduino Mega 2560 ini adalah :
Microcontroller
|
ATmega2560
|
Operating Voltage
|
5V
|
Input Voltage (recommended)
|
7-12V
|
Input Voltage (limits)
|
6-20V
|
Digital I/O Pins
|
54 (of which 15 provide PWM output)
|
Analog Input Pins
|
16
|
DC Current per I/O Pin
|
20 mA
|
DC Current for 3.3V Pin
|
50 mA
|
Flash Memory
|
256 KB of which 8 KB used by bootloader
|
SRAM
|
8 KB
|
EEPROM
|
4 KB
|
Clock Speed
|
16 MHz
|
BAGIAN-BAGIAN DARI ARDUINO MEGA 2560
- Soket USB
Soket USB adalah soket untuk kabel USB yang disambungkan ke komputer atau laptop. Berfungsi untuk mengirimkan program ke Arduino dan juga sebagai port komunikasi serial.
- Input / Output Digital
Input/Output Digital atau digital pin adalah pin-pin untuk menghubungkan Arduino dengan komponen atau rangkaian digital. Pada Arduino Mega terdapat 53 I/O Digital dimana 16 diantaranya dapat dijadikan sebagai output PWM
- Input Analog
Input Analog atau analog pin adalah pin-pin yang berfungsi untuk menerima sinyal dari komponen atau rangkaian analog. Misalnya dari potensiometer, sensor suhu, sensor cahaya, dsb. Terdapat 16 input analog pada arduino mega 2560.
- Pin POWER
Pin-pin catu daya adalah pin yang memberikan tegangan untuk komponen atau rangkaian yang dihubungkan dengan Arduino. Pada bagian catu daya ini terdapat juga pin Vin dan Reset. Vin digunakan untuk memberikan tegangan langsung kepada Arduino tanpa melalui tegangan USB atau adaptor.
- · Tombol RESET
Reset adalah pin untuk memberikan sinyal reset melaui tombol atau rangkaian eksternal.
- · Jack Baterai/Adaptor
Soket baterai atau adaptor digunakan untuk menyuplai Arduino dengan tegangan dari baterai/adaptor 9V pada saat Arduino sedang tidak disambungkan ke komputer. Kalau Arduino sedang disambungkan ke komputer melalui USB, Arduino mendapatkan suplai tegangan dari USB, jadi tidak perlu memasang baterai/adaptor saat memprogram Arduino.
Pada projek ini, jumlah arduino yang digunakan ada 2. Untuk menggunakan 2 arduino, dibutuhkan komunikasi. komunikasi yang digunakan dalam projek ini adalah komunikasi I2C atau Inter Intergrated Circuit.
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.
LED adalah suatu semikonduktor yang dapat 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.
C. Sensor Suara
Sensor suara merupakan komponen elektronika yang dapat mendeteksi intensitas suara yang ada. Sensor ini menggunakan mikrofon, dimana cara kerja benda ini adalah jika adanya frekuensi suara dengan kondisi perbedaan tekanan udara disekitar membran mikrofon, maka mebran tersebut akan bergetar, getaran pada membran mikrofon ini nantinya akan menghasilkan output berupa tegangan. Dalam proses untuk menjadi tegangan, frekuensi dari gelombang udara akan diubah menjadi tegangan dengan menggunakan amplifier, peak detector and buffer.
Pin yang digunakan pada sensor suara:
- + : 3.3V-5V DC
- G: ground
- DO: digital output
- AO: analog output
4. Listing Program [Kembali]
//MASTER
#include <Wire.h>
#define SLAVE_ADDR 9
int analogPin=0;
int val=0;
void setup()
{
Wire.begin();
}
void loop()
{
delay(50);
val=map (analogRead(analogPin), 0, 1023, 0, 255);
Wire.beginTransmission(SLAVE_ADDR);
Wire.write(val);
Wire.endTransmission();
}
//SLAVE
#include <Wire.h>
#define SLAVE_ADDR 9
int LED = 5;
int rd;led
int led1 = 13;
int led2 = 12;
int led3 = 11;
int led4 = 10;
int led5 = 9;
void setup()
{
pinMode(LED,OUTPUT);
pinMode(led1,OUTPUT);
pinMode(led2,OUTPUT);
pinMode(led3,OUTPUT);
pinMode(led4,OUTPUT);
pinMode(led5,OUTPUT);
Wire.begin(SLAVE_ADDR);
Wire.onReceive(receiveEvent);
Serial.begin(9600);
Serial.println("I2C Slave demo");
}
void receiveEvent()
{
rd = Wire.read();
Serial.println(rd);
}
void loop()
{
delay(50);
analogWrite(LED,rd);
if (rd == 255)
{
digitalWrite(led1,HIGH);
digitalWrite(led2,HIGH);
digitalWrite(led3,HIGH);
digitalWrite(led4,HIGH);
digitalWrite(led5,HIGH);
}
else if ( rd < 255 && rd > 200)
{
digitalWrite(led1,LOW);
digitalWrite(led2,HIGH);
digitalWrite(led3,HIGH);
digitalWrite(led4,HIGH);
digitalWrite(led5,HIGH);
}
else if ( rd < 200 && rd > 150)
{
digitalWrite(led1,LOW);
digitalWrite(led2,LOW);
digitalWrite(led3,HIGH);
digitalWrite(led4,HIGH);
digitalWrite(led5,HIGH);
}
else if ( rd < 150 && rd > 100)
{
digitalWrite(led1,LOW);
digitalWrite(led2,LOW);
digitalWrite(led3,LOW);
digitalWrite(led4,HIGH);
digitalWrite(led5,HIGH);
}
else if ( rd < 100 && rd > 50)
{
digitalWrite(led1,LOW);
digitalWrite(led2,LOW);
digitalWrite(led3,LOW);
digitalWrite(led4,LOW);
digitalWrite(led5,HIGH);
}
else
{
digitalWrite(led1,LOW);
digitalWrite(led2,LOW);
digitalWrite(led3,LOW);
digitalWrite(led4,LOW);
digitalWrite(led5,LOW);
}
}
//MASTER
#include <Wire.h>
#define SLAVE_ADDR 9
int analogPin=0;
int val=0;
void setup()
{
Wire.begin();
}
void loop()
{
delay(50);
val=map (analogRead(analogPin), 0, 1023, 0, 255);
Wire.beginTransmission(SLAVE_ADDR);
Wire.write(val);
Wire.endTransmission();
}
//SLAVE
#include <Wire.h>
#define SLAVE_ADDR 9
int LED = 5;
int rd;led
int led1 = 13;
int led2 = 12;
int led3 = 11;
int led4 = 10;
int led5 = 9;
void setup()
{
pinMode(LED,OUTPUT);
pinMode(led1,OUTPUT);
pinMode(led2,OUTPUT);
pinMode(led3,OUTPUT);
pinMode(led4,OUTPUT);
pinMode(led5,OUTPUT);
Wire.begin(SLAVE_ADDR);
Wire.onReceive(receiveEvent);
Serial.begin(9600);
Serial.println("I2C Slave demo");
}
void receiveEvent()
{
rd = Wire.read();
Serial.println(rd);
}
void loop()
{
delay(50);
analogWrite(LED,rd);
if (rd == 255)
{
digitalWrite(led1,HIGH);
digitalWrite(led2,HIGH);
digitalWrite(led3,HIGH);
digitalWrite(led4,HIGH);
digitalWrite(led5,HIGH);
}
else if ( rd < 255 && rd > 200)
{
digitalWrite(led1,LOW);
digitalWrite(led2,HIGH);
digitalWrite(led3,HIGH);
digitalWrite(led4,HIGH);
digitalWrite(led5,HIGH);
}
else if ( rd < 200 && rd > 150)
{
digitalWrite(led1,LOW);
digitalWrite(led2,LOW);
digitalWrite(led3,HIGH);
digitalWrite(led4,HIGH);
digitalWrite(led5,HIGH);
}
else if ( rd < 150 && rd > 100)
{
digitalWrite(led1,LOW);
digitalWrite(led2,LOW);
digitalWrite(led3,LOW);
digitalWrite(led4,HIGH);
digitalWrite(led5,HIGH);
}
else if ( rd < 100 && rd > 50)
{
digitalWrite(led1,LOW);
digitalWrite(led2,LOW);
digitalWrite(led3,LOW);
digitalWrite(led4,LOW);
digitalWrite(led5,HIGH);
}
else
{
digitalWrite(led1,LOW);
digitalWrite(led2,LOW);
digitalWrite(led3,LOW);
digitalWrite(led4,LOW);
digitalWrite(led5,LOW);
}
}
5. Rangkaian Simulasi [Kembali]
Gambar Rangkaian Simulasi
ket:
dikarenakan tidak diperoleh sensor suara analog, maka pada simulasi diganti dengan potensiometer, namun pada realitanya tetap menggunakan sensor suara analog
Video Rangkaian Simulasi
Gambar Rangkaian Simulasi
ket:
dikarenakan tidak diperoleh sensor suara analog, maka pada simulasi diganti dengan potensiometer, namun pada realitanya tetap menggunakan sensor suara analog
Video Rangkaian Simulasi
6. Rangkaian [Kembali]
Foto rangkaian
Video
Video
7. Flowchart [Kembali]
master
slave
master
slave
8. Analisa [Kembali]
Pada modul ini menggunakan sensor suara. Tujuan alat ini untuk menghidupkan lampu menggunakan suara. Sensor suara akan bekerja saat adanya suara. Suara yang diterima dalam bentuk gelombang yang akan menggetarkan membran yang ada pada sensor suara. Kemudian gelombang tersebut akan diubah menjadi tegangan. Tegangan ini yang diterima oleh arduino master dan diolah yang awalnya data analog menjadi data digital dengan PWM. Selanjutnya, data digital ini akan dikirimkan ke arduino slave yang nantinya akan digunakan untuk menghidupkan LED.
Alat yang dibuat secara keseluruhan hampir memenuhi ekspetasi, namun ada sedikit kendala pada sensor suara. Seharusnya dengan menggunakan suara dapat menghidupkan lampu, namun suara yang dihasilkan tidak dapat menghidupkan lampu sehingga sensor tersebut harus ditiupkan baru bisa menghidupkan lampu. Hal ini dapat disebabkan oleh ketidaksensitifan sensor.
Pada modul ini menggunakan sensor suara. Tujuan alat ini untuk menghidupkan lampu menggunakan suara. Sensor suara akan bekerja saat adanya suara. Suara yang diterima dalam bentuk gelombang yang akan menggetarkan membran yang ada pada sensor suara. Kemudian gelombang tersebut akan diubah menjadi tegangan. Tegangan ini yang diterima oleh arduino master dan diolah yang awalnya data analog menjadi data digital dengan PWM. Selanjutnya, data digital ini akan dikirimkan ke arduino slave yang nantinya akan digunakan untuk menghidupkan LED.
Alat yang dibuat secara keseluruhan hampir memenuhi ekspetasi, namun ada sedikit kendala pada sensor suara. Seharusnya dengan menggunakan suara dapat menghidupkan lampu, namun suara yang dihasilkan tidak dapat menghidupkan lampu sehingga sensor tersebut harus ditiupkan baru bisa menghidupkan lampu. Hal ini dapat disebabkan oleh ketidaksensitifan sensor.
9. Download [Kembali]
HTML Disini
Video Disini
Simulasi Disini
Program Master Disini
Program Slave Disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar