MAKALAH MEKATRONIKA MIKROKONTROLLER, ARDUINO & SENSOR DHT11
KELOMPOK 5
Taufq Purnomo – D21113512 Fre Sanggi – D21113018 Wansiorus – D21113309 Feryanto P Uun Uun – D21113320 D21113320 Da!i" #ugro$o – D21113013 Wi%ing & – D2111301'
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan rahmat, karunia, serta taufik dan hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan makalah tentang Mikrokontroller , Arduino dan Sensor DT!! ini dengan "aik meskipun "anyak kekurangan didalamnya# Dan juga kami "erterima kasih pada $apak %afi selaku Dosen mata kuliah Mesin Pemindah $ahan yang telah mem"erikan tugas ini kepada kami# &ami sangat "erharap makalah ini dapat "erguna dalam rangka menam"ah 'a'asan serta pengetahuan kita mengenai Mikrokontroller, Arduino dan Sensor DT!!# &ami juga menyadari sepenuhnya "ah'a di dalam makalah ini terdapat kekurangan dan jauh dari kata sempurna# (leh se"a" itu, kami "erharap adanya kritik, saran dan usulan demi per"aikan makalah yang telah kami "uat di masa yang akan datang, mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna tanpa saran yang mem"angun# Semoga makalah sederhana ini dapat dipahami "agi siapapun yang mem"a)anya# Sekiranya laporan yang telah disusun ini dapat "erguna "agi kami sendiri maupun orang yang mem"a)anya# Se"elumnya kami mohon maaf apa"ila terdapat kesalahan kata-kata yang kurang "erkenan dan kami memohon kritik dan saran yang mem"angun demi per"aikan di masa depan#
Makassar, Maret *+!
Tim Penyusun
1
DAFTAR ISI
&ATA PENANTA%#########################################################################################################! DA.TA% /S/######################################################################################################################* $A$ / 0 PENDA121AN###############################################################################################3 A# 2ATA% $E2A&AN###############################################################################################3 $# %1M1SAN MASA2A###########################################################################################3 4# T151AN PEN12/SAN#############################################################################################3 D# MAN.AAT PEN12/SAN#########################################################################################3 $A$ // 0 PEM$AASAN################################################################################################3 A# M/&%(&(NT%(22E%###########################################################################################3 $# A%D1/N(#################################################################################################################3 4# SENS(% DT!!#######################################################################################################3 $A$ // 0 PEN1T1P##########################################################################################################3 A# &ES/MP12AN#########################################################################################################3 $# SA%AN#####################################################################################################################3 DA.TA% P1STA&A#########################################################################################################3
2
BAB I – PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG
Mikrokontroler adalah se"uah sistem komputer fungsional dalam se"uah )hip# Di dalamnya terkandung se"uah inti prosesor, memori 6sejumlah ke)il %AM, memori program, atau keduanya7, dan perlengkapan input output# Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang "isa ditulis dan dihapus dengan )ara khusus, )ara kerja mikrokontroler se"enarnya mem"a)a dan menulis data# Mikrokontroler merupakan komputer didalam )hip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas "iaya# Arduino merupakan rangkaian elektronik yang "ersifat open sour)e, serta memiliki perangkat keras dan lunak yang mudah untuk digunakan# Arduino dapat mengenali lingkungan sekitarnya melalui "er"agai jenis sensor dan dapat mengendalikan lampu, motor, dan "er"agai jenis aktuator la innya# DT!! adalah sensor digital yang dapat mengukur suhu dan kelem"a"an udara di sekitarnya# Sensor ini sangat mudah digunakan "ersama dengan Arduino# B. RUMUSAN MASALAH
$erdasarkan latar "elakang masalah di atas, maka permasalahan dalam tulisan ini adalah 8 !# *# 3# :# ;# # <# =# >#
Apa itu Mikrokontroller 9 $agaimana struktur dan )ara kerja mikrokontroller 9 Apa kele"ihan dan kelemahan mikrokontroller 9 Apa itu Arduino 9 Apa saja fitur-fitur dan kele"ihan dari Arduino 9 Apa soft'are yang digunakan untuk Arduino 9 Apa itu Sensor DT!! 9 $agaimana )ara pemasangan sensor DT!! pada arduino 9 $agaimana kode program dan )ontoh aplikasi dari sensor DT!! 9
C. TUJUAN PENULISAN
Tulisan ini "ertujuan untuk 8 !# *# 3# :#
Mengetahui apa itu Mikrokontroller Mengetahui struktur dan )ara kerja mikrokontroller Mengetahui kele"ihan dan kekurangan mikrokontroller Mengetahui apa itu Arduino
3
;# # <# =# >#
Mengetahui fitur dan kele"ihan Arduino Mengetahui soft'are yang digunakan untuk Arduino Mengetahui apa itu Sensor DT!! Mengetahui )ara pemasangan sensor DT!! pada arduino Mengetahui kode program dan )ontoh aplikasi sensor DT!!
D. MANFAAT PENULISAN
Adapun manfaat tulisan antara lain 8 !# Dapar menam"ah 'a'asan penulis dan khalayak tentang hal-hal yang "erhu"ungan dengan Mikrokontroller, Arduino dan Sensor DT!!# *# Se"agai "ahan referensi untuk pem"a)a# 3# Dapat melatih mahasis'a dan penulis khususnya dalam mengem"angkan 'a'asan diri untuk menyusun "uah pikiran se)ara sistematis dalam "entuk makalah#
4
BAB II – PEMBAHASAN A. MIKROKONTROLLER
Pengertian Mikrokontroller adalah suatu keping /4 dimana terdapat mikroprosesor dan memori program 6%(M7 serta memori ser"aguna 6%AM7, "ahkan ada "e"erapa jenis mikrokontroler yang memiliki fasilitas AD4, P22, EEP%(M dalam satu kemasan atau "isa juga ?Suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang "isa ditulis dan dihapus dengan )ara khusus#?
am"ar !# Mikrokontroller
Mikrokontroler populer yang pertama di"uat oleh /ntel pada tahun !><, yaitu mikrokontroler =-"it /ntel =<:=# Mikrokontroler terse"ut adalah "agian dari keluarga mikrokontroler M4S-:=# Se"elumnya, Te@as instruments telah memasarkan mikrokontroler :-"it pertama yaitu TMS !+++ pada tahun !><:# TMS !+++ yang mulai di"uat sejak !>
Mikrokontroler tersusun dalam satu )hip dimana prosesor, memori, dan /( terintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sistem sehingga mikrokontroler dapat dikatakan se"agai komputer mini yang dapat "ekerja se)ara inoBatif sesuai dengan ke"utuhan sistem#
5
Struktur Mikrk!tr"#r
$lok diagram umum mikrokontroler adalah se"agai "erikut8
am"ar *# $lok Diagram Mikrokontroler
Masing-masing "agian terse"ut saling dihu"ungkan melalui internal $1S, umumnya terdiri dari 3 jenis "us, yaitu8 address "us, data "us dan )ontrol "us# .ungsi setiap "agian8
%egister adalah suatu tempat penyimpanan 6Caria"el7 "ilangan "ulat = "it
atau ! "it# Pada umumnya register "erjumlah "anyak, dan masing-masing ada yang memiliki fungsi khusus dan ada yang memiliki fungsi umum# A))umulor 6register A7, merupakan salah satu register khusus yang
"erfungsi se"agai operand umum proses aritmatika dan logika# Program )ounter, merupakan salah satu register khusus yang "erfungsi
se"agai pen)a)ahpenghitung eksekusi program mikrokontroler A21 6Arithmeti)al and 2ogi)al 1nit7, A21 memiliki kemampuan khusus
dalam mengerjakan proses-proses arithmetika 6penjumlahan, pengurangan, perkalian dan pem"agian7 dan operasi logika 6AND, (%, (% dan N(T7 4lo)k )ir)uits, mikrokontroler merupakan rangkaian digital sekuensial,
dimana kerjanya "erjalan melalui sinkronisasi )lo)k# &arenanya diperlukan )lo)k )ir)uits yang menyediakan )lo)k "agi seluruh "agian rangkaian /nternal %(M 6(n 4hip .lash7, merupakan memori yang isinya tidak dapat diu"ah atau dihapus 6pada saat mikrokontroler "erjalan7 isinya hanya
6
dapat di"a)a saja# %(M "iasanya "erisi program 6urutan-urutan instruksi7 untuk menjalankan mikrokontroler# Data pada %(M di"a)a se)ara "erurutan# /nternal %AM, merupakan memori yang isinya dapat diu"ah atau dihapus#
%AM pada mikrokontroler "iasanya "erisi data-data Baria"le dan register# Data yang tersimpan pada %AM "ersifat hilang jika )atu daya yang di"erikan hilang 6mati7# Sta)k pointer, merupakan "agian dari %AM yang memiliki metode
penyimpanan dan pengam"ilan data yang khusus# Dimana data yang paling terakhir dimasukkan merupakan data yang pertama kali di"a)a kem"ali 62/.(7# /( port 6serial dan parallel7, merupakan sarana yang digunakan
mikrokontroler untuk mengakses peralatan di luar dirinya, memasukan dan mengeluarkan data# /nterrupt )ir)uits, merupakan rangkaian yang mengendalikan sinyal-sinyal interupsi "ail internal maupun eksternal, dengan adanya sinyal interupsi akan mengaki"atkan program utama yang sedang dikerjakan "erhenti sejenak, dan "er)a"ang#lon)at ke program rutin layanan interupsi 6%2/7 yang diminta, setelah %2/ selesai dikerjakan, mikrokontroler kem"ali melanjutkan program utama yang tertunda tadi#
Setiap mikrokontroler memiliki "lok diagram dan arsitektur yang "er"eda satu dengan yang lainnya, tergantung pada "anyak deBi)e yang terintegrasi di dalamnya, "e"erapa jenis mikrokontroler telah dilengkapi oleh AD4DA4, PM, DT dan lain-lain# C$r$ K#r%$ Mikrk!tr"#r
Prinsip kerja mikrokontroler adalah se"agai "erikut8
$erdasarkan
nilai
yang
"erada
pada
register
Program
4ounter,
mikrokontroler mengam"il data pada %(M dengan alamat se"agaimana yang tertera pada register Program 4ounter# Selanjutnya isi dari register Program 4ounter ditam"ah dengan satu 6/n)rement7 se)ara otomatis# Data yang diam"il pada %(M merupakan urutan instruksi program yang telah di"uat dan diisikan se"elumnya oleh pengguna#
/nstruksi yang diam"il terse"ut diolah dan dijalankan oleh mikrokontroler# Proses pengerjaan "ergantung pada jenis instruksi, "isa mem"a)a, mengu"ah nilai-nilai pada register, %AM, isi Port,atau melakukan pem"a)aan dan dilanjutkan dengan pengu"ahan data#
7
Program 4ounter telah "eru"ah nilainya 6"aik karena penam"ahan otomatis pada langkah !, atau karena pengu"ahan-pengu"ahan pada langkah *7# Selanjutnya yang dilakukan oleh mikrokontroler adalah mengulang kem"ali siklus ini pada langkah !# Demikian seterusnya hingga po'er dimatikan#
K#"#i'$! Mikrk!tr""#r
!#
*#
3#
:#
;# #
Adapun kele"ihan dari mikrokontroller adalah se"agai "erikut 8 Penggerak pada mikrokontoler menggunakan "ahasa pemograman assem"ly dengan "erpatokan pada kaidah digital dasar sehingga pengoperasian sistem menjadi sangat mudah dikerjakan sesuai dengan logika sistem 6"ahasa assem"ly ini mudah dimengerti karena menggunakan "ahasa assem"ly aplikasi dimana parameter input dan output langsung "isa diakses tanpa menggunakan "anyak perintah7# Desain "ahasa assem"ly ini tidak menggunakan "egitu "anyak syarat penulisan "ahasa pemrograman seperti huruf "esar dan huruf ke)il untuk "ahasa assem"ly tetap di'ajarkan# Mikrokontroler tersusun dalam satu )hip dimana prosesor, memori, dan /( terintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sistem sehingga mikrokontroler dapat dikatakan se"agai komputer mini yang dapat "ekerja se)ara inoBatif sesuai dengan ke"utuhan sistem# Sistem running Mikrokontroller "erdiri sendiri tanpa tergantung dengan komputer sedangkan parameter komputer hanya digunakan untuk do'nload perintah instruksi atau program# 2angkah-langkah untuk do'nload komputer dengan mikrokontroler sangat mudah digunakan karena tidak menggunakan "anyak perintah# Pada mikrokontroler tersedia fasilitas tam"ahan untuk pengem"angan memori dan /( yang disesuaikan dengan ke"utuhan sistem# arga Mikrokontroller le"ih murah dan mudah didapat#
K#"#($'$! Mikrk!tr"#r
!# *# 3# :# ;#
Adapun kelemahan mikrokontroler 8 $anyak jenis nama, mem"ingungkan pemakai, karena satu sama lain "anyak tidak kompati"el &erusakan program menye"a"kan sistem ma)et Tergantung pada soft'are 2e"ih sensitiBe terhadap derau 4epat usang 6o"solete7
8
B. ARDUINO
Arduino merupakan pengendali mikro single-"oard yang "ersifat opensour)e, diturunkan dari iring platform, diran)ang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam "er"agai "idang# ard'arenya memiliki prosesor Atmel AC% dan soft'arenya memiliki "ahasa pemrograman sendiri# ard'are Arduino diprogram menggunakan "ahasa pemrograman 44FF, yang sudah disederhanakan dan dimodifikasi# Arduino mengikuti pola pemrograman iring 6synta@ dan li"rary7# Sementara untuk editor pemrograman nya 6/DE 0 /ntergrated DeBelopment EnBiroment7 dikem"angkan dari Pro)essing#
am"ar 3# Arduino
Soft'are Arduino dapat dijalankan pada sistem operasi indo's, Ma)intosh (S, dan 2inu@# $anyak sistem mikrokontroler lain hanya "isa dijalankan di indo's# konfigurasi hard'are arduino di"agi 8
"lo)k regulator ; Bolt dan 3#3C "lo)k minimum sistem standar mikrokontroler "lo)k pin 6analog, digital dan po'er7 "lo)k ftdi untuk komunikasi dengan komputer
Fitur) Fitur Ar*ui!
4atu daya
C/N# Tegangan masukan untuk "oard Arduino apa"ila tidak sedang menggunakan 1S$# Misalnya dari adaptor# Anda juga dapat menyuplai tegangan Arduino pada ja)k D4 yang tersedia#
9
;C# Tegangan yang diregulasi# /ni "isa "erasal dari tegangan masukan di
pin C/N atau juga dari 1S$# 3C3# Tegangan se"esar 3#3 Bolt yang dihasilkan dari )hip .TD/ 6 1S$ to TT27# 5umlah arus maksimum pada pin ini adalah ;+ mA#
/nput dan (utput Setiap !: pin digital dan pin analog pada Arduino dapat digunakan se"agai input dan output, yaitu menggunakan fungsi pinMode67, digitalrite67, dan digital%ead67# Setiap pin "eroperasi pada tegangan ;C# Arus maksimum pada setiap pin ini adalah :+mA dan memiliki resistor pull-up internal# Disamping itu ada "e"erapa pin yang khusus yaitu8
Analog8 A+ sampai A# Digunakan untuk mem"a)a input analog dengan
resolusi !+ "it atau dengan nilai antara + 0 !+*3# Misalnya digunakan untuk mem"a)a tegangan pada sensor, potensiometer, dan se"agai nya# Serial8 + 6%7 dan ! 6T7# Digunakan untuk menerima dan mengirimkan
serial data dalam "entuk TT2# Pin-pin tersam"ung dengan )hip .TD/ 1S$ to TT2# /nterupsi ekternal8 * dan 3# Pin-pin ini dapat dikonfigurasikan untuk
memi)u 6trigger7 interupsi pada keadaan lo', risingfalling, atau )hange# 2ihat penjelasan di fungsi atta)h/nterrupt67 untuk le"ih jelas nya# PM8 3, ;, , >, !+, dan !!# Menyediakan output PM =-"it yang dapat
dioperasikan dengan fungsi analogrite67# SP/8 !+ 6SS7, !! 6M(S/7, !* 6M/S(7, !3 6S4&7# Pin-pin ini mendukung
komunikasi SP/# 2ED8 !3# Disediakan 2ED yang terpasang ke pin digital !3# /*48 : 6SDA7 dan ; 6S427# Mendukung komunikasi /*4 6T/ 0 T'o ire /nterfa)e7 yang "isa dioperasikan menggunakan li"rary ire li"rary#
Pin tam"ahan
A%E.8
analog%eferen)e67# %eset8 Apa"ila pin ini di"eri keadaan 2(, maka akan mereset
Tegangan
untuk
input
analog#
Digunakan
oleh
fungsi
mikrokontroler# $iasanya digunakan untuk menam"ahkan tom"ol reset pada shield agar memudahkan menekan tom"ol reset yang tertutup oleh shield#
K#"#i'$! Ar*ui!
10
Tidak perlu perangkat )hip programmer karena di dalamnya sudah ada
"ootloader yang akan menangani upload program dari komputer# Sudah memiliki sarana komunikasi 1S$, sehingga pengguna 2aptop yang
tidak memiliki port serial%S3*3 "isa menggunakan nya# $ahasa pemrograman relatif mudah karena soft'are Arduino dilengkapi
dengan kumpulan li"rary yang )ukup lengkap# Memiliki modul siap pakai 6shield7 yang "isa ditan)apkan pada "oard Arduino# Misalnya shield PS, Ethernet, SD 4ard, dll#
S+t$r# Ar*ui!
Arduino 1no dapat diprogram dengan perangkat lunak Arduino # Pada ATMega3*= di Arduino terdapat "ootloader yang memungkinkan Anda untuk meng-upload kode "aru untuk itu tanpa menggunakan programmer hard'are eksternal# /DE Arduino adalah soft'are yang sangat )anggih ditulis dengan menggunakan 5aBa# /DE Arduino terdiri dari8 !7 *7
37
Editor program, se"uah 'indo' yang memungkinkan pengguna menulis dan mengeditprogram dalam "ahasa Pro)essing# 4ompiler, se"uah modul yang mengu"ah kode program 6"ahasa Pro)essing7 menjadi kode "iner# $agaimanapun se"uah mikrokontroler tidak akan "isa memahami "ahasa Pro)essing# Yang "isa dipahami oleh mikrokontroler adalah kode "iner# /tulah se"a"nya )ompiler diperlukan dalam hal ini# 1ploader, se"uah modul yang memuat kode "iner dari komputer ke dalam memory didalam papan Arduino#
Se"uah kode program Arduino umumnya dise"ut dengan istilah sket)h# &ataGsket)hH digunakan se)ara "ergantian dengan Gkode programH dimana keduanya memiliki arti yang sama# 6http8'''#arduino#))7
11
am"ar :# Tampilan /DE Arduino dengan se"uah sket)h
6http8'''#arduino#))7 C. SENSOR DHT11
DT!! adalah sensor digital yang dapat mengukur suhu dan kelem"a"an udara di sekitarnya# Sensor ini sangat mudah digunakan "ersama dengan Arduino# Memiliki tingkat sta"ilitas yang sangat "aik serta fitur kali"rasi yang sangat akurat# &oefisien kali"rasi disimpan dalam (TP program memory, sehingga ketika internal sensor mendeteksi sesuatu, maka module ini menyertakan koefisien terse"ut dalam kalkulasinya#
am"ar ;# Sensor DT!!
12
DT!! termasuk sensor yang memiliki kualitas ter"aik, dinilai dari respon, pem"a)aan data yang )epat, dan kemampuan anti-interferen)e# 1kurannya yang ke)il, dan dengan transmisi sinyal hingga *+ meter, mem"uat produk ini )o)ok digunakan untuk "anyak aplikasi-aplikasi pengukuran suhu dan kelem"a"an# S-#i+ik$i
Supply Coltage8 F; C Temperature range 8 +-;+ I4 error of J * I4 umidity 8 *+->+K % J ;K % error /nterfa)e 8 Digital &a"el &onektor 3 pin
4ontoh am"ar %angkaian dengan Arduino 8
am"ar # %angkaian DT!! dengan Arduino
$ahan Yang Di"utuhkan 8
Arduino 1N( Simple Pa)k DT!! Sensor Suhu dan &elem"a"an Arduino &a"el 5umper , atau sangat direkomendasikan /( E@pansion Shield C<#+
13
4ontoh &ode Program 8Anda dapat mendo'nload li"rary DT yang terdapat pada link dokumentasi di atas# L----------------------------------------------------------------DT Tester 4ontoh penggunaan DT!! dengan li"rary yang di"uat oleh ladyada Dapat digunakan untuk DT** dan DT*! Author 8 erai 4erdas Date 8 *+ (kto"er *+!* -----------------------------------------------------------------L in)lude ?DT#h? define DTP/N * definisikan pin yang digunakan utk sensor DT!! Tentukan jenis DT yang digunakan 6pilih salah satu7 Saat ini yang dipilih adalah DT!! define DTTYPE DT!! DT !! define DTTYPE DT** DT ** 6AM*3+*7 define DTTYPE DT*! DT *! 6AM*3+!7 DT dht6DTP/N, DTTYPE7 Boid #tu-67 O S#ri$" #"egin6>++7 S#ri$" #println6?DT@@ test?7 dht# "egin67 Q Boid "-67 O $a)a humidity dan temperature float h R dht#readumidity67 float t R dht#readTemperature67 4ek hasil pem"a)aan, dan tampilkan "ila ok if 6isnan6t7 isnan6h77 O S#ri$"# println6?.ailed to read from DT?7 Q else O S#ri$"# print6?umidity8 ?7 S#ri$"# print6h7
14
S#ri$"# print6? Kt?7 S#ri$"# print6?Temperature8 ?7 S#ri$"# print6t7 S#ri$"# println6? L4?7
Q Q
(utput di Serial Monitor8
am"ar <# (utput serial monitor
15
C!t' A-"ik$i
Pengukuran Suhu %uang &antor
Pengukuran Suhu dan &elem"a"an Pada Smart ome
Pem"a)aan Suhu 5arak 5auh Menggunakan e"
Pengendalian Suhu dan &elem"a"an Pada Mesin Penetas Telur
16
BAB II – PENUTUP A. KESIMPULAN
Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang "isa ditulis dan dihapus dengan )ara khusus, )ara kerja mikrokontroler se"enarnya mem"a)a dan menulis data#
Arduino merupakan rangkaian elektronik yang "ersifat open sour)e, serta memiliki perangkat keras dan lunak yang mudah untuk digunakan#
DT!! adalah sensor digital yang dapat mengukur suhu dan kelem"a"an udara di sekitarnya# Sensor ini sangat mudah digunakan "ersama dengan Arduino#
B. SARAN
&ami merasa dengan sistim pem"elajaran seperti ini, yakni dengan mem"uat mahasis'a aktif men)ari ilmu dan perkem"angan teknologi sekarang ini se)ara indiBidu kelompok tanpa refernsi dari dosen pengajar sangatlah "aik khususnya "agi mahasis'a# Dan dengan sistim seperti itu juga dapat memupuk sikap rasa keingintahuan yang tinggi dari mahasis'a terhadap perkem"angan teknologi sekarang ini terutama dalam dunia mekatronika yang semakin )anggih#
17
DAFTAR PUSTAKA
http8elektronika-dasar#'e"#idpengertian-dan-kele"ihan-mikrokontroler https8sites#google#)omsiteinformasiter"arusekalipengertian-mikrokontroller http8"erker"log#"logspot#)om*+!3+=pengertian-mikrokontroller#html http8'''#gerai)erdas#)omsensortemperaturedht!!-sensor-suhu-dankelem"a"an-detail http8dialogsimponi#"logspot#)o#id*+!:!!normal-+-false-false-false-in-@-none@#html http8arkakus#"logspot#)o#id*+!3+makalah-arduino-teknik-intefa)ing#html
18
