MODUL 2
DAFTAR ISI
1. Pendahuluan [Kembali]
- Asistensi dilakukan 1x
- Praktikum dilakukan 1x
- Laporan akhir (format sesuai dengan isi blog) dikumpulkan pada hari Jumat
2. Tujuan [Kembali]
- Memahami prinsip kerja PWM pada mikrokontroler
- Memahami prinsip kerja ADC pada mikrokontroler
- Memahamai prinsip Interupt pada mikrokontroler
- Menggunakan PWM dan ADC pada Arduino
3. Alat dan Bahan [Kembali]
- Alat
4. Dasar Teori [Kembali]
A. Resistor
Tabel Kode Warna 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 :
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
B. Komponen Input
DIP switch, atau Dual Inline Package switch, adalah jenis saklar yang terdiri dari beberapa saklar kecil yang terpasang dalam paket berbentuk baris ganda pada rangkaian elektronik terpadu atau modul. Setiap saklar memiliki dua posisi, ON dan OFF, yang digunakan untuk konfigurasi atau pengaturan pada perangkat elektronik, seperti menetapkan alamat atau parameter lainnya. DIP switch umumnya memberikan kemudahan penggunaan tanpa memerlukan keahlian khusus dalam pengaturan, meskipun beberapa pengembang kini beralih ke metode konfigurasi yang lebih canggih.
DIP switch, atau Dual Inline Package switch, bekerja berdasarkan prinsip sederhana saklar elektronik yang dapat berada dalam dua posisi, ON (hidup) atau OFF (mati). Dalam konteks penggunaannya pada rangkaian terpadu atau modul, setiap saklar DIP switch merepresentasikan satu bit informasi. Ketika saklar dalam posisi ON, itu menghubungkan pin terkait, sementara posisi OFF memutuskan hubungan. Pengaturan atau konfigurasi tertentu dapat dicapai dengan mengatur posisi ON atau OFF dari masing-masing saklar DIP switch sesuai dengan kebutuhan aplikasi. DIP switch sering digunakan untuk pengaturan alamat atau parameter lainnya dalam rangkaian elektronik tanpa memerlukan pemrograman atau perangkat lunak tambahan.
-LED (Light Emiting Diode)
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.
Liquid Crystal Display (LCD) adalah sebuah peralatan elektronik yang berfungsi untuk menampilkan output sebuah sistem dengan cara membentuk suatu citra atau gambaran pada sebuah layar. Secara garis besar komponen penyusun LCD terdiri dari kristal cair (liquid crystal) yang diapit oleh 2 buah elektroda transparan dan 2 buah filter polarisasi (polarizing filter).
Gambar Penampang komponen penyusun LCD
Keterangan:
1. Film dengan polarizing filter vertical untuk memolarisasi cahaya yang masuk.
2. Glass substrate yang berisi kolom-kolom elektroda Indium tin oxide (ITO).
3. Twisted nematic liquid crystal (kristal cair dengan susunan terpilin).
4. Glass substrate yang berisi baris-baris elektroda Indium tin oxide (ITO).
5. Film dengan polarizing filter horizontal untuk memolarisasi cahaya yang masuk.
6. Reflektor cahaya untuk memantulkan cahaya yang masuk LCD kembali ke mata pengamat.
Sebuah citra dibentuk dengan mengombinasikan kondisi nyala dan mati dari pixel-pixel yang menyusun layar sebuah LCD. Pada umumnya LCD yang dijual di pasaran sudah memiliki integrated circuit tersendiri sehingga para pemakai dapat mengontrol tampilan LCD dengan mudah dengan menggunakan mikrokontroler untuk mengirimkan data melalui pin-pin input yang sudah tersedia.
Kaki-kaki yang terdapat pada LCD
-Seven Segment
Layar tujuh segmen ini seringkali digunakan pada jam digital, meteran elektronik, dan perangkat elektronik lainnya yang menampilkan informasi numerik. Layar tujuh segmen ini terdiri dari 7 buah LED yang membentuk angka 8 dan 1 LED untuk titik/DP. Angka yang ditampilkan di seven segmen ini dari 0-9. Cara kerja dari seven segmen disesuaikan dengan LED. LED merupakan komponen diode yang dapat memancarkan cahaya. kondisi dalam keadaan ON jika sisi anode mendapatkan sumber positif dari Vcc dan katode mendapatkan sumber negatif dari ground.
- Motor DC
Motor DC adalah mesin listrik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Pada motor DC, energi listrik masukan berupa arus searah yang diubah menjadi putaran mekanis.
Berbagai Bagian Motor DC
Motor DC terdiri dari bagian-bagian utama berikut ::
Angker atau Rotor
Angker motor DC adalah silinder laminasi magnetik yang diisolasi satu sama lain. Armature tegak lurus terhadap sumbu silinder. Armature merupakan suatu bagian berputar yang berputar pada porosnya dan dipisahkan dari kumparan medan oleh celah udara.
Kumparan Lapangan atau Stator
Kumparan medan motor DC adalah bagian tidak bergerak yang belitannya dililitkan untuk menghasilkan medan magnet . Elektromagnet ini memiliki rongga silinder di antara kutub-kutubnya.
Komutator dan Kuas
Pembalik
Komutator motor DC adalah struktur silinder yang terbuat dari segmen tembaga yang ditumpuk tetapi diisolasi satu sama lain menggunakan mika. Fungsi utama komutator adalah menyuplai arus listrik ke belitan jangkar.
kuas
Sikat motor DC dibuat dengan struktur grafit dan karbon. Sikat ini menghantarkan arus listrik dari rangkaian luar ke komutator yang berputar. Oleh karena itu, kita memahami bahwa komutator dan unit sikat berkaitan dengan transmisi daya dari rangkaian listrik statis ke daerah putaran mekanis atau rotor .
Motor DC Berfungsi
Pada bagian sebelumnya telah kita bahas tentang macam-macam komponen motor DC. Sekarang, dengan menggunakan pengetahuan ini mari kita memahami cara kerja motor DC.
Medan magnet muncul di celah udara ketika kumparan medan motor DC diberi energi. Medan magnet yang tercipta searah dengan jari-jari jangkar. Medan magnet memasuki jangkar dari sisi kutub utara kumparan medan dan “keluar” jangkar dari sisi kutub selatan kumparan medan.
Prinsip kerja motor DC
Ketika disimpan dalam medan magnet, konduktor pembawa arus memperoleh torsi dan mengembangkan kecenderungan untuk bergerak. Singkatnya, ketika medan listrik dan medan magnet berinteraksi, timbul gaya mekanik. Inilah prinsip kerja motor DC.
D. Komponen Lainnya
Block diagram dapat digunakan untuk memudahkan / memahami bagaimana kinerja dari mikrokontroler ATMega 328P.
-Arduino
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya terdapat utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang kita gunakan dalam praktikum ini adalah Arduino Uno yang menggungakan 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 :
Arduino Uno
Bagian-bagian arduino uno:
-Power USB
Digunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.
-Power jack
Supply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.
-Crystal Oscillator
Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino. Jumlah cetak menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.
-Reset
Digunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.
-Digital Pins I / O
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.
-Analog Pins
Papan Arduino UNO memiliki 6 pin analog A0. Digunakan untuk membaca sinyal atau sensor analog seperti sensor jarak, suhu, dsb, dan mengubahnya menjadi nilai digital.
-LED Power Indicator
Lampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan baik.
Bagian - bagian pendukung:
-RAM
RAM (Random Access Memory) adalah tempat penyimpanan sementara pada komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap, tidak memperdulikan letak data tersebut dalam memori atau acak. Secara umum ada 2 jenis RAM yaitu SRAM (Static Random Acces Memory) dan DRAM (Dynamic Random Acces Memory).
-ROM
ROM (Read-only Memory) adalah perangkat keras pada computer yang dapat menyimpan data secara permanen tanpa harus memperhatikan adanya sumber listrik. ROM terdiri dari Mask ROM, PROM, EPROM, EEPROM.
Block Diagram Mikrokontroler ATMega 328P pada Arduino UNO
Adapun block diagram mikrokontroler ATMega 328P dapat dilihat pada gambar berikut:
Block diagram dapat digunakan untuk memudahkan / memahami bagaimana kinerja dari mikrokontroler ATMega 328P.
Pin-pin ATMega 328P:
Rangkaian Mikrokontroler ATMega 328P pada Arduino UNO
- Driver Motor L298N
Driver motor L298N merupakan modul driver motor DC yang digunakan untuk mengontrol kecepatan dan arah perputaran motor DC. Modul ini paling banyak digunakan dalam dunia elektronika dan sering dihubungkan ke mikrokonroler Arduino. IC L298N merupakan sebuah IC tipe H-bridge yang mampu mengendalikan beban induktif pada kumparan seperti solenoid, relay, motor DC dan motor stepper. Motor listrik terdiri dari lilitan kumparan sehingga memiliki beban induktif yang sangat besar. Pada IC L298N terdapat transistor transistor logic (TTL) dengan gerbang NAND yang berfungsi untuk mengubah arah putaran motor suatu motor dc maupun motor stepper.
Di pasaran sudah terdapat modul driver motor menggunakan IC L298N, sehingga lebih praktis dalam penggunaannya karena pin I/O nya sudah dikemas dengan rapi dan mudah digunakan. Kelebihan akan modul driver motor L298N ini yaitu dalam hal kepresisian dalam mengontrol motor sehingga motor lebih mudah untuk di kontrol.
Pinout Driver Motor L298N
• Pin Out
Pin out merupakan suatu pin yang digunakan untuk menghubungkan ke kutub motor, karena pin ini dihubungkan ke motor maka tidak ada kutub negatif dan positif sehingga pemasangan kabel ke kutub motor bisa dibalik.
• Pin IN
Pin IN merupakan suatu pin yang dihubungkan ke pin digital Arduino. Pin ini digunakan untuk mengatur arah putaran motor yang dihubungkan ke driver L298N. Misalnya, jika IN1 HIGH dan IN2 LOW, maka motor berputar searah jarum jam. Namun jika IN1 LOW dan IN2 HIGH, maka motor berputar berlawanan arah jarum jam. Nilai logika LOW dan HIGH pada pin IN ini akan diatur pada coding Arduino.
• Pin Enable
Pin enable merupakan suatu pin yang digunakan sebagai sumber tegangan tambahan motor DC agar kecepatan motor meningkat. Misalkan kita menghubungkan tegangan 12V ke pin enable tersebut maka kecepatan motor akan meningkat.
Keterangan :
• Enable A : berfungsi untuk mengaktifkan bagian output motor A dan meningkatkan tegangan dan kecepatan motor sebelah kiri (Output 1 dan 2).
• Enable B : berfungsi untuk mengaktifkan bagian output motor B dan digunakan untuk meningkatkan tegangan dan kecepatan motor sebelah kanan (Output 3 dan 4).
• Pin 12V DC
Pin yang digunakan untuk menghubungkan ke sumber tegangan baterai 12V DC.
• Pin 5V DC
Pin yang digunakan untuk menghubungkan ke sumber tegangan baterai 5V DC.
• Pin GND
Pin GND digunakan untuk menghubungkan ke ground Arduino.
• Pin Jumper
Pin jumper digunakan untuk menghubungkan ke sumber tegangan tambahan apabila kecepatan motor kurang.
• Control Pin
Control pin berfungsi sebagai kendali perputaran dan kecepatan motor yang dihubungkan ke mikrokontroler.
Spesifikasi Modul Driver Motor L298N
• Menggunakan IC L298N (Double H bridge Drive Chip)
• Tegangan minimal untuk masukan power antara 5V-35V
• Tegangan operasional sebesar 5V
• Arus untuk masukan antara 0-36mA
• Arus maksimal untuk keluaran per output A maupun B sebesar 2A
• Daya maksimal yaitu 25W
• Dimensi modul yaitu 43 x 43 x 26mm
• Berat : 26g
Komentar
Posting Komentar