Modul
III
KOMUNIKASI
1. Tujuan [kembali]
1.
Memahami prinsip kerja UART, SPI,
2. Mengaplikasikan protokol komunikasi UART, SPI, dan I2C
2. Alat dan Bahan [kembali]
A. 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.
B. 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.
C. Inter Integrated Circuit (I2C)
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.
D. 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 :
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 sampai A5. 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.
D. 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.
F. 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.
G. 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.
H. 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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar