Makalah Arduino

Arduino ( Makalah Teknik Digital II )

Disusun Oleh : Diego Ferdinand Sihaloho 4153240005 Fisika Non-Kependidikan 2015

JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN MEDAN 2018

Shift Register Diego

Page 1

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis sampaikan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan rahmat, dan karuniaNya, kami dapat menyelesaikan makalah tentang "Arduino". Tujuan pembuatan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas mata kuliahTeknik Digital II, meskipun banyak terdapat kekurangan didalamnya,Kami sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan serta pengetahuan kita mengenai berbagai aspek “Arduino“. Penulis berharap adanya kritik, saran dan usulan demi perbaikan makalah yang telah kami buat di masa yang akan datang, mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna tanpa saran yang membangun. Semoga makalah sederhana ini dapat dipahami bagi siapapun yang membacanya. Sekiranya makalah yang telah disusun ini dapat berguna bagi kami sendiri maupun orang yang membacanya. Sebelumnya kami mohon maaf apabila terdapat kesalahan kata-kata yang kurang berkenan dan kami memohon kritik dan saran yang membangun.

Medan,04 Mei 2018 Penulis,

( Diego F.Sihaloho)

Shift Register Diego

Page 2

DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR ........................................................................... 2 DAFTAR ISI.......................................................................................... 3 BAB I PENDAHULUAN 1.1 LatarBelakang ................................................................................. 4 1.2 RumusanMasalah ........................................................................... 5 1.3 Tujuan .............................................................................................. 5 BAB II PEMBAHASAN 2.1 Shift Register ................................................................................... 6 2.2 SISO ................................................................................................. 7 2.3 SIPO ................................................................................................. 10 2.4 PISO ................................................................................................. 10 2.5 PIPO ................................................................................................. 18

BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan………. ......................................................................... 21

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................ 22

BAB I Shift Register Diego

Page 3

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pada zaman 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. Dalam Makalah ini penulis akan menjelaskan tentang Arduino tersebut

1.2 Rumusan Masalah 1. Apakah yang dimaksud dengan Arduino? 2. Bagaimana fitur yang ada di Arduino? 3. Apa kelebihan dari Arduino? 4. Seperti apa produk Arduino?

1.3 Tujuan 1. Untuk mengetahui arti Arduino . 2. Untuk mengetahui fitur yang ada di Arduino. 3. Untuk mempelajari kelebihan dari Arduino. 4. Untuk mengetahui spesifikasi produk Arduino,.

Shift Register Diego

Page 4

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Arduino 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. Hardware Arduino diprogram menggunakan bahasa pemrograman C/C++, yang sudah disederhanakan dan dimodifikasi. Arduino mengikuti pola pemrograman 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: 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. Konfigurasi hardware arduino dibagi : 

Block regulator 5 volt dan 3.3V



Block minimum sistem standar mikrokontroler



Block pin (analog, digital dan power)



Block ftdi untuk komunikasi dengan komputer

2.2 Jenis – jenis Ardunio 2.2.1 Ardunio USB

Shift Register Diego

Page 5

2.2.2 Ardunio Serial Menggunakan RS323 sebagai antarmuka pemogrograman dan komunikasi komputer

2.2.3 Ardunio Mega

2.2.4 Ardunio Fio

Digunakan untuk nirkabel Shift Register Diego

Page 6

2.2.5 Ardunio Lylipad

2.2.6 Ardunio BT

Mengandung modul bluetooth untuk komunikasi nirkabel 2.2.7 Ardunio Nano dan Ardunio Mini

Shift Register Diego

Page 7

Papan berbentuk kompak dan digunakan bersama breadboard. Contoh: § Arduino Nano 3.0, Arduino Nano 2.x § Arduino Mini 04, Arduino Mini 03, Arduino Stamp 02 Arduino Uno adalah generasi yang terakhir setelah Duemilanove dan dari sisi harganya sedikit lebih mahal karena memiliki spesifikasi yang lebih tinggi (microcontroller: Atmega328 dan flash memory: 32 KB). Komponen utama di dalam papan Arduino adalah sebuah microcontroller 8 bit dengan merk ATmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation. Berbagai papan Arduino menggunakan tipe ATmega yang berbeda-beda tergantung dari spesifikasinya, sebagai contoh Arduino Uno menggunakan ATmega328 sedangkan Arduino Mega 2560 yang lebih canggih menggunakan ATmega2560. Untuk memberikan gambaran mengenai apa saja yang terdapat di dalam sebuah microcontroller, pada gambar berikut ini diperlihatkan contoh diagram blok sederhana dari microcontroller ATmega328 (dipakai pada Arduino Uno).

Blok-blok di atas dijelaskan sebagai berikut : 

Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) adalah antar muka



Micro Arduino 11 yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-232, RS422 dan RS-485.



2KB RAM pada memory kerja bersifat volatile (hilang saat daya dimatikan), digunakan oleh variable-variabel di dalam program.

Shift Register Diego

Page 8



32KB RAM flash memory bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan program yang dimuat dari komputer. Selain program, flash memory juga menyimpan bootloader.Bootloader adalah program inisiasi yang ukurannya kecil, dijalankan oleh CPU saat daya dihidupkan. Setelah bootloader selesai dijalankan, berikutnya program di dalam RAM akan dieksekusi.



1KB EEPROM bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan data yang tidak boleh hilang saat daya dimatikan. Tidak digunakan pada papan Arduino. Central Processing Unit (CPU), bagian dari microcontroller untuk menjalankan setiap instruksi dari program.



Port input/output, pin-pin untuk menerima data (input) digital atau analog, dan mengeluarkan data (output) digital atau analog.

2.3 Bagian – Bagian Ardunio

Keterangan : 

14 Pin Input/Output Digital (0-13)

Shift Register Diego

Page 9

Berfungsi sebagai input atau output, dapat diatur oleh program. Khusus untuk 6 buah pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11, dapat juga berfungsi sebagai pin analog output dimana tegangan output nya dapat diatur. Nilai sebuah pin output analog dapat deprogram antara 0 – 255, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5V. 

USB

Berfungsi untuk : 

Memuat program dari komputer ke dalam papan



Komunikasi serial antara papan dan computer



Memberi daya listrik kepada papan



Sambungan SV1

Sambungan atau jumper untuk memilih sumber daya papan, apakah dari sumber eksternal atau menggunakan USB. Sambungan ini tidak diperlukan lagi pada papan Arduino versi terakhir karena pemilihan sumber daya eksternal atau USB dilakukan secara otomatis. 

Q1 – Kristal (Quartz Crystal Oscillator)

Jika microcontroller dianggap sebagai sebuah otak, maka kristal adalah jantungnya karena komponen ini menghasilkan detak-detak yang dikirim kepada microcontroller agar melakukan sebuah operasi untuk setiap detak-nya. Kristal ini dipilih yang berdetak 16 juta kali per detik (16MHz). 

Tombol Reset S1

Untuk me-reset papan sehingga program akan mulai lagi dari awal. Perhatikan bahwa tombol reset ini bukan untuk menghapus program atau mengosongkan microcontroller. 

In-Circuit Serial Programming (ICSP)

Port ICSP memungkinkan pengguna untuk memprogram microcontroller secara langsung, tanpa melalui bootloader. Umumnya pengguna Arduino tidak melakukan ini sehingga ICSP tidak terlalu dipakai walaupun disediakan. 

IC 1 – Microcontroller Atmega

Shift Register Diego

Page 10

Komponen utama dari papan Arduino, di dalamnya terdapat CPU, ROM dan RAM. 

X1 – Sumber Daya Eksternal

Jika hendak disuplai dengan sumber daya eksternal, papan Arduino dapat diberikan tegangan DC antara 9-12V. 

6 Pin Input Analog (0-5)

Pin ini sangat berguna untuk membaca tegangan yang dihasilkan oleh sensor analog, seperti sensor suhu. Program dapat membaca nilai sebuah pin input antara 0 – 1023, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5V. Tanpa melakukan konfigurasi apapun, begitu sebuah papan Arduino dikeluarkan dari kotak pembungkusnya ia dapat langsung disambungkan ke sebuah komputer melalui kabel USB. Selain berfungsi sebagai penghubung untuk pertukaran data, kabel USB ini juga akan mengalirkan arus DC 5 Volt kepada papan Arduino sehingga praktis tidak diperlukan sumber daya dari luar. Saat mendapat suplai daya, lampu LED indikator daya pada papan Arduino akan menyala menandakan bahwa ia siap bekerja.

Pada papan Arduino Uno terdapat sebuah LED kecil yang terhubung ke pin digital no 13. LED ini dapat digunakan sebagai output saat seorang pengguna membuat sebuah program dan ia membutuhkan sebuah penanda dari jalannya program tersebut. Ini adalah cara yang praktis saat pengguna melakukan uji coba. Umumnya microcontroller pada papan Arduino telah memuat sebuah program kecil yang akan menyalakan LED tersebut berkedip-kedip dalam jeda satu detik. Shift Register Diego

Page 11

2.4 SOFTWARE ARDUINO Sehubungan dengan pembahasan untuk saat ini software Arduino yang akan digunakan adalah driver dan IDE, walaupun masih ada beberapa software lain yang sangat berguna selama pengembangan Arduino. IDE Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan Java. IDE Arduino terdiri dari : 

Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa Processing.



Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing) menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah microcontroller tidak akan bisa memahami bahasa Processing. Yang bisa dipahami oleh microcontroller adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini.



Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari Jomputer ke dalam memory di dalam papan Arduino.

Berikut ini adalah contoh tampilan IDE Arduino

Shift Register Diego

Page 12

2.5 Fitur – fitur Ardunio Catu Daya 

VIN. Tegangan masukan untuk board Arduino apabila tidak sedang menggunakan USB. Misalnya dari adaptor. Anda juga dapat menyuplai tegangan Arduino pada jack DC yang tersedia.



5V. Tegangan yang diregulasi. Ini bisa berasal dari tegangan masukan di pin VIN atau juga dari USB.



3V3. Tegangan sebesar 3.3 volt yang dihasilkan dari chip FTDI (USB to TTL). Jumlah arus maksimum pada pin ini adalah 50 mA.

Input dan Output Setiap 14 pin digital dan 6 pin analog pada Arduino dapat digunakan sebagai input dan output, yaitu menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Setiap pin beroperasi pada tegangan 5V. Arus maksimum pada setiap pin ini adalah 40mA dan memiliki resistor pull-up internal. Disamping itu ada beberapa pin yang khusus yaitu: 

Analog: A0 sampai A6. Digunakan untuk membaca input analog dengan resolusi 10 bit atau dengan nilai antara 0 – 1023. Misalnya digunakan untuk membaca tegangan pada sensor, potensiometer, dan sebagai nya.



Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima dan mengirimkan serial data dalam bentuk TTL. Pin-pin tersambung dengan chip FTDI USB to TTL.



Interupsi ekternal: 2 dan 3. Pin-pin ini dapat dikonfigurasikan untuk memicu (trigger) interupsi pada keadaan low, rising/falling, atau change. Lihat penjelasan di fungsi attachInterrupt() untuk lebih jelas nya.



PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan output PWM 8-bit yang dapat dioperasikan dengan fungsi analogWrite().



SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin-pin ini mendukung komunikasi SPI.



LED: 13. Disediakan LED yang terpasang ke pin digital 13.



I2C: 4 (SDA) dan 5 (SCL). Mendukung komunikasi I2C (TWI – Two Wire Interface) yang bisa dioperasikan menggunakan library Wire library.

Shift Register Diego

Page 13

Pin tambahan 

AREF: Tegangan untuk input analog. Digunakan oleh fungsi analogReference().



Reset: Apabila pin ini diberi keadaan LOW, maka akan mereset mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset pada shield agar memudahkan menekan tombol reset yang tertutup oleh shield.

2.6 Kelebihan Arduino 

Open Source

Hardware maupun software Arduino adalah open source. Artinya kita bisa membuat tiruan atau clone atau board yang kompatibel dengan board Arduino tanpa harus membeli board asli buatan Italy. Kalaupun kita membuat board yang persis dengan desain asli, kita tidak akan dianggap membajak. 

Tidak Menggunakan Chip Programer

Chip pada Arduino sudah dilengkapi dengan bootloader yang akan menangani proses upload dari komputer. Dengan adanya bootloader ini kita tidak memerlukan chip programmer lagi, kecuali untuk menanamkan bootloader pada chip yang masih blank. 

Koneksi USB

Sambungan dari komputer ke board Arduino menggunakan USB, bukan serial atau parallel port. Sehingga akan mudah menghubungkan Arduino ke PC atau laptop yang tidak memiliki serial/parallel port. 

Fasilitas Chip Yang Cukup Lengkap

Arduino menggunakan chip AVR ATmega 168/328 yang memiliki fasilitas PWM, komunikasi serial, ADC, timer, interupt, SPI dan I2C. Sehingga Arduino bisa digabungkan bersama modul atau alat lain dengan protokol yang berbeda-beda. 

Ukuran Kecil Dan Mudah Dibawa

Ukuran board Arduino cukup kecil, mudah di bawah kemana-mana bersama laptop atau dimasukan ke dalam saku. 

Bahasa Pemrograman Relatif Mudah

Walaupun bahasa pemrograman Arduino adalah bahasa C/C++, tetapi dengan penambahan library dan fungsi-fungsi standar membuat pemrograman Arduino lebih mudah dipelajari dan

Shift Register Diego

Page 14

lebih manusiawi. Contoh, untuk mengirimkan nilai HIGH pada pin 10 pada Arduino, cukup menggunakan fungsi digitalWrite(10, HIGH); Sedangkan kalau menggunakan bahasa C aslinya adalah PORTB |=(1<<2); 

Tersedia Library Gratis

Tersedia library yang sangat banyak untuk menghubungkan Arduino dengan macam-macam sensor, aktuator maupun modul komunikasi. Misalnya library untuk mouse, keyboard, servo, GPS, dsb. Berhubung Arduino adalah opensource, maka library-library ini juga open source dan dapat di download gratis di website Arduino. 

Pengembangan Aplikasi Lebih Mudah

Dengan bahasa yang lebih mudah dan adanya library dasar yang lengkap, maka mengembangkan aplikasi elektronik relatif lebih mudah. Contoh, kalau kita ingin membuat sensor suhu. Cukup membeli sebuah IC sensor suhu (misalnya LM35) dan menyambungkan ke Arduino. Kalau suhu tersebut ingin ditampilkan pada LCD, tinggal membeli sebuah LCD dan menambahkan library LCD pada program yang sama, dan seterusnya. 2.7 Kelemahan Arduino 

Kode hex relatif lebih besar.



Sering terjadi kesalahan fuse bit pada saat membuat bootloader



Harus memodifikasi program lama , karena pada arduino penggunaan pin harus “Disiplin”



Stoage Flash berkurang , karena dipakai untuk bootloader

Shift Register Diego

Page 15

DAFTAR PUSTAKA Banzi, Massimo.2008 “Getting Started with Arduino”. Jhon Wiley & Sons . New York Brown, Stephen & Zvonko Vranesic. 2005. Fundamental of Digital Logic with VHDL Design, 4th.. McGraw-Hill. http://id.wikipedia.org/wiki/Pengendali_mikro (Diakses 06 Mei 2018). http://panduan.anekarobot.com/apa-dan-mengapa-arduino.html (Diakses 06 Mei 2018)

Shift Register Diego

Page 16