Senin, 29 April 2024

TP Modul 3 Percobaan 7





PERCOBAAN 7 
Aplikasi I/O Sederhana untuk Kontrol Greenhouse


1. Prosedur
[Kembali]

1. Rangkai semua komponen sesuai modul
2. Buat program di aplikasi arduino IDE
3. Setelah selesai masukkan program ke arduino di proteus
4. Jalankan program pada simulasi dan cobakan sesuai dengan modul dan kondisi
5. Selesai

2. Hardware dan diagram blok [Kembali]

A. Hardware
                                                   
1. Arduino Uno

2. Virtual Terminal


3. LED


            B. Digram Blok




3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip kerja [Kembali]

Gambar Rangkaian Sebelum Disimulasikan



Gambar Rangkaian Setelah Disimulasikan



Prinsip Kerja 

Master:
    Pada rangkaian  di atas merupakan percobaan Aplikasi I/O Sederhana untuk Kontrol Greenhouse. Arduino yang diatas bertindak sebagai master dalam sebuah sistem yang menggunakan inputan dari keyboard melalui virtual terminal sebagai input. Pada master ini diatur inputan W untuk led putih, Y untuk led kuning dan P untuk led pink. Terdapat juga inputan yang merupakan gabungan dari led tersebut.  Arduino akan terus memeriksa status setiap input dengan menggunakan fungsi digitalRead(). 

Slave:
    Pada arduino yang kedua betindak sebagai Slave dimana  nantinya akan menerima inputan dari Arduino master dan mengeluarkan output berupa LED. Prinsip kerja rangkaian  di atas adalah untuk mengontrol output LED yang terhubung ke pin Arduino berdasarkan status dari virtual terminal yang terhubung ke pin digital lainnya. Pin-pin yang terhubung ke LED diatur sebagai input. jika inputan yang diberikan pada master sesuai dengan program slave maka akan menghasilkan output yang sesuai pula.


4. FlowChart [Kembali]

A. Listing Program 

//Master
#include <Wire.h>
char incomingByte; //menyimpan byte data yang diterima dari Serial Monitor

void setup() {
 // put your setup code here, to run once:
Serial.begin(9600);
Wire.begin(); //Menginisialisasi komunikasi I2C (Wire) pada Arduino

 Serial.println("Welcome to my program");
 // Print perintah untuk mengontrol lampu LED
Serial.println("For WHITE W");
Serial.println("For YELLOW Y");
Serial.println("For PINK P");
Serial.println("For WHITE YELLOW F");
Serial.println("For YELLOW PINK L");
Serial.println("For WHITE PINK M");
Serial.println("All High H");
Serial.println("For all off just 0");
}
void loop() {
 // put your main code here, to run repeatedly:
Wire.beginTransmission(9); //Memulai transmisi I2C ke alamat slave dengan alamat 9
if (Serial.available()){ // Jika ada data tersedia di Serial Monitor
 
 while(Serial.available()>0){ // Selama masih ada data tersedia
 
 incomingByte=Serial.read(); // Membaca data dari Serial Monitor
 Wire.write(incomingByte); // Mengirim data ke perangkat slave melalui I2C
 Serial.println(incomingByte);  // Menampilkan data yang dikirim ke Serial Monitor
 Wire.endTransmission(); // Mengakhiri transmisi I2C
 
 }
 }
}

//Slave
#include <Wire.h>
#define WHITE 9
#define YELLOW 8 //deklarasi pin LED
#define PINK 7
float x=0;
void setup(){
 pinMode(WHITE,OUTPUT);
 pinMode(YELLOW,OUTPUT); // Mengatur pin LED sebagai output
 pinMode(PINK,OUTPUT);
 Wire.begin(9); // Memulai komunikasi I2C dengan alamat slave 9
 Wire.onReceive(receiveEvent); // Menetapkan fungsi receiveEvent() untuk menangani data yang diterima
 }
 void receiveEvent(int bytes){
 
 x=Wire.read();  // Membaca data yang diterima dari master dan menyimpannya ke variabel x
 }
 void loop(){
 
 //applying conditions
 if (x=='W'){ // Nyalakan LED putih
 digitalWrite(WHITE,HIGH);
 digitalWrite(YELLOW,LOW);
 digitalWrite(PINK,LOW);
 
 }
if (x == 'Y'){ // Nyalakan LED kuning
 digitalWrite(WHITE,LOW);
 digitalWrite(YELLOW,HIGH);
 digitalWrite(PINK,LOW);
 }
 if (x == 'P'){ // Nyalakan LED pink
 digitalWrite(WHITE,LOW);
 digitalWrite(YELLOW,LOW);
 digitalWrite(PINK,HIGH);
 }
if (x == '0'){ // Matikan semua LED
 digitalWrite(WHITE,LOW);
 digitalWrite(YELLOW,LOW);
 digitalWrite(PINK,LOW);
 }
 if (x == 'F'){ // Nyalakan LED putih dan kuning
 digitalWrite(WHITE,HIGH);
 digitalWrite(YELLOW,HIGH);
 digitalWrite(PINK,LOW);
 }
 if (x == 'L'){ // Nyalakan LED kuning dan pink
 digitalWrite(WHITE,LOW);
 digitalWrite(YELLOW,HIGH);
 digitalWrite(PINK,HIGH);
 }
 if (x == 'M'){ // Nyalakan LED putih dan pink
 digitalWrite(WHITE,HIGH);
digitalWrite(YELLOW,LOW);
 digitalWrite(PINK,HIGH);
 }
 if (x == 'H'){ // Nyalakan semua LED
 digitalWrite(WHITE,HIGH);
 digitalWrite(YELLOW,HIGH);
 digitalWrite(PINK,HIGH);
 }
 }


B. Flowchart


5. Kondisi [Kembali]

Percobaan 7 berdasarkan Modul 3 tanpa kondisi.


6. Video Simulasi [Kembali]



7. Download File [Kembali]

Download HMTL Klik disini
Download Simulasi Rangkaian Klik disini
Download Video Simulasi Klik disini

Minggu, 28 April 2024

TP Modul 3 Percobaan 6





PERCOBAAN 6 
Rangkaian Percobaan Komunikasi SPI


1. Prosedur
[Kembali]

1. Rangkai semua komponen sesuai modul
2. Buat program di aplikasi arduino IDE
3. Setelah selesai masukkan program ke arduino di proteus
4. Jalankan program pada simulasi dan cobakan sesuai dengan modul dan kondisi
5. Selesai

2. Hardware dan diagram blok [Kembali]

A. Hardware
                                                   
1. Arduino Uno

2. MAX 7219

3. Dipswitch

4. Dot Matriks


            B. Digram Blok



3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip kerja [Kembali]

Gambar Rangkaian Sebelum Disimulasikan


Gambar Rangkaian Setelah Disimulasikan


              
Prinsip Kerja 

Master:
    Pada rangkaian  di atas merupakan percobaan Komunikasi SPI. Arduino yang diatas bertindak sebagai master dalam sebuah sistem yang menggunakan switch sebagai input. Setiap switch saat ditekan yang mana terdapat 8 buat switch yang terhubung kearduino, Arduino akan terus memeriksa status setiap tombol dengan menggunakan fungsi digitalRead(). Jika sebuah switch ditekan, Arduino akan mengirimkan karakter yang sesuai dengan menggunakan fungsi SPI.transfer. Karakter yang dikirimkan akan sesuai dengan switch yang ditekan, dan akan dibaca oleh perangkat  arduino lain. 

Slave:
    Pada arduino yang kedua betinda sebagai Slave dimana  nantinya akan menerima inputan dari Arduino master dan mengeluarkan output berupa Dot matriks 8 x 8. Prinsip kerja rangkaian  di atas adalah untuk mengontrol output dot matriks yang terhubung ke pin Arduino berdasarkan status 8 switch yang terhubung ke pin digital lainnya. Pada setup(), pin-pin yang terhubung ke switch diatur sebagai input. Pada loop(), program akan terus memeriksa status switch tersebut. Jika switch on maka dot matriks pada baris dipswitch tersebut akan hidup hingga seterusnya serta sebaliknya.


4. FlowChart [Kembali]

A. Listing Program 

//Master
#include <SPI.h>

const int SS_PIN = 10; // Slave Select pin
const int DIP_Pins[] = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; // Pin DIP switch terhubung ke Arduino
byte patterns[8] = {0}; // Pola LED untuk ditampilkan

void setup() {
SPI.begin();
pinMode(SS_PIN, OUTPUT);
digitalWrite(SS_PIN, HIGH); // Tidak memilih slave saat ini
for (int i = 0; i < 8; i++) {
pinMode(DIP_Pins[i], INPUT_PULLUP); // Mengatur pin DIP switch sebagai input dengan pull-up resistor
}
}

void loop() {
// Membaca status DIP switch dan mengupdate pola LED
for (int i = 0; i < 8; i++) {
if (digitalRead(DIP_Pins[i]) == LOW) {
patterns[i] = B11111111; // Mengatur semua LED menyala jika sakelar diaktifkan
} else {
patterns[i] = 0; // Mengatur semua LED mati jika sakelar tidak diaktifkan
}
}
 
// Mengirim data pola LED ke slave
digitalWrite(SS_PIN, LOW); // Memilih slave
for (int i = 0; i < 8; i++) {
SPI.transfer(patterns[i]);
}
digitalWrite(SS_PIN, HIGH); // Melepas slave
delay(100); // Delay untuk tampilan LED stabil
}

//Slave
#include <SPI.h>
#include <LedControl.h> //Library untuk LED Dot Matrix
const int SS_PIN = 10; // Slave Select pin
LedControl lc=LedControl(2,3,4,1); // Pin DIN, CLK, LOAD (CS), dan jumlah Dot Matrix yang dihubungkan ke Arduino
void setup() {
 SPI.begin();
 pinMode(SS_PIN, INPUT); // SS_PIN sebagai input agar Arduino berperan sebagai slave
 lc.shutdown(0,false); // Mengaktifkan display
 lc.setIntensity(0,8); // Mengatur kecerahan LED (nilai antara 0 dan 15)
 lc.clearDisplay(0); // Membersihkan tampilan dot matrix
}
void loop() {
 if (digitalRead(SS_PIN) == LOW) { // Jika dipilih oleh master
 byte patterns[8];
 // Menerima data pola LED dari master
 for (int i = 0; i < 8; i++) {
 patterns[i] = SPI.transfer(0);
 }
 // Menampilkan pola LED pada dot matrix
 for (int row = 0; row < 8; row++) {
 lc.setRow(0, row, patterns[row]);
 }
 }
}


B. Flowchart



5. Kondisi [Kembali]

Percobaan 6 berdasarkan Modul 3 tanpa kondisi.


6. Video Simulasi [Kembali]


7. Download File [Kembali]

Download HMTL Klik disini
Download Simulasi Rangkaian Klik disini
Download Video Simulasi Klik disini

MODUL 3

 



Modul 3
COMMUNICATION

1. Pendahuluan [Kembali]

    1. Asistensi dilakukan 3x dengan lama pertemuan 20 menit (Rabu, Kamis, Jumat).
    2. Praktikum dilakukan 1x dengan lama pertemuan 90 menit (Selasa).
    3. Laporan akhir (format sesuai dengan isi blog) dikumpulkan pada hari Kamis.

2. Tujuan [Kembali]

  1. Memahami prinsip kerja UART, SPI, dan I2C
  2. Mengaplikasikan protokol komunikasi UART, SPI, dan I2C pada Arduino

3. Alat dan Bahan [Kembali]

        1. Arduino


        2. Push Button


        3. LED


        4. Resistor



        5. Potensiometer

        6. Power Supply

4. Dasar Teori [Kembali]

        1. Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART)

UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) adalah bagian perangkat keras komputer yang menerjemahkan antara bit-bit paralel data dan bit-bit serial. UART biasanya berupa sirkuit terintegrasi yang digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau port serial perangkat periperal.

Cara Kerja Komunikasi UART

Data dikirimkan secara paralel dari data bus ke UART1. Pada UART1 ditambahkan start bit, parity bit, dan stop bit kemudian dimuat dalam satu paket data. Paket data ditransmisikan secara serial dari Tx UART1 ke Rx UART2. UART2 mengkonversikan data dan menghapus bit tambahan, kemudia di transfer secara parallel ke data bus penerima.

        2. Serial Peripheral Interface (SPI)

Serial Peripheral Interface ( SPI ) merupakan salah satu mode komunikasi serial synchrounous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh ATmega 328. Komunikasi SPI membutuhkan 3 jalur yaitu MOSI, MISO, dan SCK. Melalui komunikasi ini data dapat saling dikirimkan baik antara mikrokontroller maupun antara mikrokontroller dengan peripheral lain di luar mikrokontroler.

MOSI : Master Output Slave Input Artinya jika dikonfigurasi sebagai master maka pin MOSI sebagai output tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin MOSI sebagai input.

MISO : Master Input Slave Output Artinya jika dikonfigurasi sebagai master maka pin MISO sebagai input tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin MISO sebagai output.
SCLK : Clock Jika dikonfigurasi sebagai master maka pin CLK berlaku sebagai output tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin CLK berlaku sebagai input.
SS/CS : Slave Select/ Chip Select adalah jalur master memilih slave mana yang akan dikirimkan data.

Cara Kerja Komunikasi SPI
Sinyal clock dialirkan dari master ke slave yang berfungsi untuk sinkronisasi. Master dapat memilih slave mana yang akan dikirimkan data melalui slave select, kemudian data dikirimkan dari master ke slave melalui MOSI. Jika master butuh respon data maka slave akan mentransfer data ke master melalui MISO.

        3. Inter Integrated Circuir (12C)

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 12C
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.

        4. Arduino

Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang kita gunakan dalam praktikum ini adalah Arduino Uno yang menggunakan 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 :


Kumparan ABCD terletak dalam medan magnet serba sama dengan kedudukan  sisi  aktif  AD  dan  CB  yang  terletak  tepat  lurus  arah fluks magnet. Sedangkan sisi AB dan DC ditahan pada bagian tengahnya, sehingga apabila sisi AD dan CB berputar karena adanya gaya lorentz, maka kumparan ABCD akan berputar. 
Hasil perkalian gaya dengan jarak pada suatu titik tertentu disebut momen, sisi aktif AD dan CB akan berputar pada porosnya karena pengaruh momen putar (T). Setiap sisi kumparan aktif AD dan CB pada gambar diatas akan mengalami momen putar sebesar :

T = Fxr

dimana :

T = momen putar (Nm) F = gaya tolak (newton)
r = jarak sisi kumparan pada sumbu putar (meter)

Pada daerah dibawah kutub-kutub magnet besarnya momen putar tetap karena besarnya gaya lorentz. Hal ini berarti bahwa kedudukan garis netral sisi sisi kumparan akan berhenti berputar. Supaya motor dapat berputar terus dengan baik, maka perlu ditambah jumlah kumparan yang digunakan. Kumparan- kumparan harus diletakkan sedemikian rupa sehingga momen putar yang dialami setiap sisi kumparan akan saling membantu dan menghasilkan putaran yang baik. Dengan pertimbangan teknis, maka kumparan-kumparan yang berputar tersebut dililitkan pada suatu alat yang disebut jangkar, sehingga lilitan kumparan itupun disebut lilitan jangkar. Struktur Motor DC dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Microcontroller                                           ATmega328P
Operating Voltage                                      5 V
Input Voltage (recommended)                   7 – 12 V
Input Voltage (limit)                                   6 – 20 V
Digital I/O Pins                                          14 (of which 6 provide PWM output)
PWM Digital I/O Pins                                 6
Analog Input Pins                                      6
DC Current per I/O Pin                              20 mA
DC Current for 3.3V Pin                            50 mA
Flash Memory                                           32 KB of which 0.5 KB used by bootloader
SRAM                                                        2 KB
EEPROM                                                   1 KB
Clock Speed                                              16 MHz

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.

        5. LED

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.

        6. 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 :

Tabel Kode Warna 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 4 : Perak = Toleransi 10%
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
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%

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
Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi

        6. Potensiometer

Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan rangkaian elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah Potensiometer. 

        6. Power Supply

Dalam bahasa Indonesia, Power Supply berarti Sumber Daya. Fungsi dari power supply adalah memberikan daya arus listrik ke berbagai komponen. Sumber energi listrik yang berasal dari luar masih berbentuk alternating current (AC). Ketika energi listrik masuk ke power supply, maka energi listrik akan dikonversi menjadi bentuk direct current (DC). Daya DC inilah yang kemudian disalurkan ke semua komponen yang ada di dalam chasing komputer agar dapat bekerja.

Entri yang Diunggulkan

LA MODUL 3 PERCOBAAN 2

  PERCOBAAN 2 [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Jurnal 2. Alat dan Bahan 3. Rangkaian Simulasi 4. Prinsip Kerja Rangka...