Modul Belajar Arduino Bersama UTHM 2019

oleh:

Rustam Asnawi (UNY) Nurhanim Saadah Binti Abdullah Abdullah (UTHM)

PPM KOLABORASI INTERNASIONAL Electric and Electronic Vocational Education Program University Tun Husein Onn Malaysia bekerjasama dengan Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas Negeri Yogyakarta February 2019

1

Mengenal Mikrokontroller Apa mikrokontroller itu dan apa perbedaan antara mikroprosesor dan mikrokontroller?

Mikroprocessor adalah sebuah chip central processing unit (CPU) (CPU) yang berdiri sendiri, sehingga untuk bekerjanya microprocessor harus bersama-sama dengan komponen pendukung yang lain yakni RAM/ROM, timer dan piranti input/output untuk membangun sebuah system yang system yang disebut dengan system mikroprosesor. Dalam system mikroprosesor, kita boleh menentukan sendiri kapasitas ROM, RAM dan port-port I/O nya.

Gambar 1. Sistem Mikroprosesor Contoh dari mikroprosesor adalah seperti Gambar 2. Mikroprosesor memerlukan motherboard untuk berkomunikasi dan berkolaborasi dengan komponen yang lain sehingga membentuk sebuah system mikroprosesor.

Gambar 2. Contoh Mikroprosesor dan Sistem Mikroprosesor Modul Singkat - Belajar Arduino | 2

Berdasarkan lebar datanya, mikroprosesor dalam perkembangannya ada mikroprosesor 4 bits, 8 bits, 16 bits, 32 bits dan sekarang sudah sampai 64 bits. Selanjutnya apa itu mikrokontroller? Sebuah mikrokontroller ( microcontroller disingkat MCU) adalah sebuah komputer kecil dalam suatu IC tunggal yang terdiri atas CPU sederhana digabung dengan piranti pendukungnya yakni memori (RAM, ROM), piranti I/O dan timer. Jadi mikrokontroller merupakan gabungan dari komponen-komponen system mikroprosesor tersebut (CPU, RAM, ROM, dan I/O port) yang digabung dan dikemas dalam 1 chip.

Gambar 3. Blok diagram sebuah mikrokontroller Kemudian ditinjau dari sisi penggunaannya atau aplikasinya, mikroprosesor biasanya diaplikasikan

untuk

general

purpose,

misalnya

personal

komputer.

Sementara

untuk

mikrokontroller digunakan untuk keperluan-keperluan yang spesifik misalnya kendali otomatis motor servo, akuisisi data fisik, dll. dll. Jika dilihat dari segi harga, harga, system mikroprosesor jatuhnya jatuhnya lebih mahal dibandingkan dengan system mikrokontroller.

2

Apa itu Arduino? Menurut sumber resmi dari situs asli Arduino yakni www.arduino.cc www.arduino.cc,, istilah “Arduino”

sendiri diartikan sebagai: an open-source electronics platform based on easy-to-use hardware and software. software . Namun untuk Arduino “board” sendiri dapat diartikan sebagai sebuah (system) mikrokontroller yang mudah digunakan baik hardware maupun software untuk membangun prototype hardware. Arduino ada yang menyebutnya sebagai sebuah “system” system” mikrokontroller karena terdiri tidak hanya mikrokontroller saja tetapi juga sudah ada komponen pendukung lain seperti misalnya clock untuk pewaktu, antarmuka komunikasi serial-USB untuk uploading program dan komponen pendukung pendukung lainnya. lainnya. Modul Singkat - Belajar Arduino | 3

Mengapa menggunakan Arduino? Ada beberapa alasan untuk menggunakan Arduino sebagai basis dari projek hardware kita, diantaranya adalah: 1. Open-source project , semua software (Arduino IDE, semua library pendukung, bahkan contoh-contoh program) dan juga hardware nya sangat mudah diakses dan tidak berbayar. Selain itu juga softwarenya mudah di-kreasi ulang dan dikembangkan. 2. Fitur yang flexible , menawarkan variasi input analog dan digital, PWM output, dan serial interface. 3. Mudah digunakan, instalasi Arduino IDE (sketch) mudah dan compatible baik di Windows/Mac, lalu dihubungkan ke laptop hanya via kabel USB dengan komunikasi standar serial, langsung bisa melakukan pemrograman. 4. Murah, sekitar 100 ribu rupiah per board (yang UNO) sudah bisa membuat berbagai program aplikasi yang hebat dengan dukungan dukungan software yang lengkap dan tidak berbayar. 5. Dukungan komunitas dan forum yang banyak dan online dengan dukungan banyak source codes yang sudah di share secara gratis.

Arduino memiliki banyak jenis atau tipe diantaranya yang umum digunakan adalah Arduino Tiny, Arduino Nano, Arduino UNO dan Arduino Mega (Gambar 4).

Gambar 4. Arduino Tiny, Nano, UNO, dan Mega

Pemilihan jenis Arduino tersebut tergantung dari keperluan, missal kita akan membangun sebuah prototype hardware yang menyertakan banyak sensor, aktuator dan display maka boleh dipilih Arduino jenis Mega. Dari sekian banyak jenis Arduino tersebut yang paling popular digunakan terutama dikalangan pelajar dan mahasiswa adalah Arduino jenis Uno.

Modul Singkat - Belajar Arduino | 4

Pada Arduino jenis UNO chip mikrokontroller yang digunakan adalah jenis Atmega 328. Gambar 5 berikut menunjukkan layout pin dari Arduino jenis Uno.

Gambar 5. Arduino UNO Untuk memprogram Arduino digunakan software Arduino Integrated Development Environment (disingkat Arduino IDE) atau sering juga disebut dengan Arduino Sketch. Arduino IDE

ini

bersifat

freeware,

Installernya

dapat

di

download

di

https://www.arduino.cc/en/Main/Donate , pilih [just download]. Setelah berhasil di download, download, mulailah proses instalasi hingga selesai. Jangan lupa untuk men-tick pilihan instalasi driver serialUSB atau boleh juga di-tick semua. Jika sudah berhasil install, tancapkan kabel USB-serial ke USB port computer dan board Arduino Uno. Kemudian software Arduino IDE coba dijalankan. Gambar 6 berikut adalah tampilah utama dari Arduino IDE. Ada beberapa bagian utama dari Arduino IDE yakni paling atas ada bagian (1). Title, Title, lalu kebawah ada bagian (2). Menu Bar , (3). Button (3). Button Bar , (4). Input/Edit (4). Input/Edit Area, Area , (5). Status Bar dan dan paling bawah ada bagian (6). Program Notification Area.


1.Title

2.Menu Bar 3.Button Bar

Serial monitor

4. Input/Edit Area 5.Status Bar

6. Program Notification Area

Gambar 6. Tampilan awal dari software soft ware Arduino IDE

3

Dasar-dasar Pemrograman Arduino

Elemen-elemen dari kode program Arduino identik dengan bahasa pemrograman C++. Untuk memprogram system mikrokontroller Arduino digunakan Arduino IDE (sketch) yang bisa diunduh secara gratis di www.arduino.cc www.arduino.cc.. Bahasa Pemrograman Arduino dapat dibagi dalam 3 kelompok utama:

Structure ure 1. Struct 2. Values (variables and constants) dan 3. F unct uncti ons Berikut penjelasan singkatnya.


1. STRUCTURE STRUCTURE Struktur program Arduino pada prinsipnya dibagi menjadi 2 bagian utama yakni bagian setup dan loop. Perhatikan kembali Gambar 6 pada bagian 4 (Input/Edit Area). Bagian setup

(setup()) hanya akan dieksekusi 1 kali saja pada saat pertama kali program dijalankan atau tombol reset ditekan. Sedangkan bagian loop() akan dieksekusi berulang kali hingga program diberhentikan. Bagian program loop() ini akan dieksekusi setelah bagian program setup() selesai dieksekusi.

Control Structure No 1. 2. 3.

4.

5. 6.

Instruksi Instruksi break continue

do while (ekspresi) for ( syarat ) goto If ( ) {} If () {} Else {} Return Switch … case

7.

8. 9.

10. While

(pernyataan) { }

Diskripsi Keluar dari loop Melanjutkan ke putaran loop berikutnya tanpa memperhatikan (mengeksekusi) instruksi-instruksi setelahnya. Instruksi do..while ini akan mengeksekusi statements terus menerus (membuat loop) selama ekpresi di while bernilai True.

Untuk membuat pengulangan dengan persyaratan tertentu, Contoh For (int i=0;i<10,i++) Instruksi tersebut akan melakukan pengulangan statemen sebanyak 10x Memaksa untuk eksekusi program menuju ke label tertentu Instruksi percabangan dimana bagian statemen akan dikerja kan jika dan hanya jika bagian condition bernilai condition bernilai “true”

Instruksi percabangan dimana bagian statement-1 akan dikerjakan ji ka bagian condition bernilai condition bernilai “true”, dan akan mengerjakan statement-2 statement -2 jika bagian condition bernilai condition bernilai “false”

Untuk keluar (mengakhiri) dari suatu fungsi Mirip dengan instruksi percabangan if, hanya disini statement dari case boleh lebih dari 1 atau banyak banyak dan akan dieksekusi sesuai dengan pernyataan dari switch. Untuk membuat loop. Bagian statements akan diulang terus menerus selama condition dari while bernilai true. bernilai true.

Ar i thme hmetic Ope Operato rators % * / + =

: sisa (remainder (remainder ) : perkalian : pembagian : penjumlahan : pengurangan : pemberian nilai (assignment)

F urthe urtherr Synt Synta ax #define #include /* */ // ; { }

: define : Include library : block komentar : komentar satu baris : semicolon : curly braces (kurung kurawal) Modul Singkat - Belajar Arduino | 7

C ompa omparr i son Oper Oper ators ators != : tidak sama dengan (not equal to) < : kurang dari (less than) <= : kurang dari atau sama dengan (less than

B oolea oolean n Oper Oper ator ator ! && ||

: logika not (logical not) : logika dan (logical and) : logika atau (logical or)

or equal to) == : sama dengan (equal dengan (equal to) > : lebih besar (greater than) >= : lebih dari atau sama dengan (greater than or equal to)

Compound Operators &= *= ++ += --= /= ^= |=

: compound bitwise and : compound multiplication : increment : compound addition : decrement : compound subtraction : compound division : compound bitwise xor : compound bitwise or

2. V A R I A B L E S Terkait dengan variable maka ada tipe atau jenis-jenis data (data ( data types) types) dan juga konstanta (constant ). ). Tipe data dan konstanta dalam pemrograman Arduino banyak ragamnya seperti disajikan dalam bentuk table berikut.

D ata T ype ype int float double string byte char array bool long short unsigned char unsigned int unsigned long word

C onstants nstants ( r eser ser ved ved) HIGH | LOW INPUT|OUTPUT|INPUT_PULLUP INPUT|OUTPUT|INPUT_PULLUP LED_BUILTIN true | false Integer Constants Constants Floating Point Constants

C onver nver sio si on byte() char() float() int() long() word()


3. F UNCT UN CTII ONS Function Function atau dalam bahasa Indonesia fungsi digunakan untuk mengendalikan board Arduino dan melakukan berbagai komputasi. Kelompok fungsi yang paling penting dalam pemrograman Arduino adalah adal ah fungsi untuk mengeluarkan ( output ) dan memasukkan (input ( input ) data baik data digital maupun data analog.

Fungsi Input/Output Arduino mempunyai 14 jalur (pin) digital yang bisa diset sebagai jalur masukan ataupun jalur keluaran. Ke-14 pin tersebut terse but diberi nomor urut mulai dari nomor 0 hingga 13. Dalam buku ini diberi nama P0 .. P13. Untuk menset sebuah pin menjadi jalur keluaran (output pin) ataupun masukan (input pin) digunakan fungsi pinMode(). Perhatikan cara penulisannya adalah case sensitive artinya sensitive artinya huruf besar dan huruf kecil mempunyai arti yang berbeda. Sintak penulisan: pinMode(,/); Contoh berikut ini akan menset pin nomor 7 dari Arduino Uno sebagai jalur keluaran dan pin nomor 8 sebagai jalur masukan: pinMode(7,OUTPUT); pinMode(8, INPUT);

Fungsi digitalWrite() Fungsi ini digunakan digunakan untuk mengeluarkan data digital (baca: bit) ke sebuah jalur (pin) digital keluaran tertentu dari Arduino yang yang sudah diset sebelumnya. sebelumnya. Data digital disini berupa berupa sebuah bit yang tentunya hanya ada 2 kemungkinan nilai (atau status) yakni bisa bernilai HIGH atau LOW. Nilai atau atau status “HIGH” bisa diartikan sama dengan bernilai logic ”1” atau true atau secara fisik identik dengan pin yang bersangkutan mengeluarkan tegangan 5 volt dc. Artinya jika pin tersebut dihubungkan ke sebuah lampu led maka lampu led itu akan menyala. menyala. Sedangkan Sedan gkan nilai atau “LOW” adalah sebaliknya yakni sama dengan berlogic “0” atau false atau secara fisik pin tersebut terhubung ke ground (bertegangan 0 volt). Sintak dari fungsi digitalWrite(): digitalWrite( digitalWrite( , ); nomor pin status

: nomor pin digital Arduino yang telah diset sebagai jalur keluaran : diisi HIGH (1) yang akan mengeluarkan tegangan 5 volt dc atau LOW (0) yang akan mengeluarkan tegangan 0 volt. Modul Singkat - Belajar Arduino | 9

Contoh: digitalWrite(5,HIGH); Jika dijalankan maka akan berefek di pin 5 digital digital akan mengeluarkan tegangan 5 volt. Sehingga jika pin 5 ini dihubungkan dihubungkan dengan lampu led, lampu akan menyala. menyala.

Fungsi digitalRead() Fungsi ini kebalikan dari fungsi digitalWrite() yakni digunakan untuk membaca data digital (bit) yang dimasukkan lewat sebuah pin digital Arduino yang sebelumnya telah diset sebagai jalur masukan. Sintak fungsi digitalRead() ini adalah seperti berikut: =

digitalRead()

Variabel penampung adalah variabel bertipe integer yang digunakan untuk menerima dan menampung hasil pembacaan data digital dari sebuah jalur masukan (pin nomor tertentu) yang sudah diset sebelumnya dengan instruksi pinMode(). Contoh:

int data = digitalRead(5); digitalRead(5);

Jika dijalankan, instruksi tersebut akan membaca data digital (status) dari pin no.5.

Fungsi analogRead() Perhatikan Gambar 5, Arduino Uno memiliki 6 buah pin yang dapat digunakan sebagai jalur input data analog. Keenam jalur (pin) analog tersebut diberi nomor: A0,A1,A2,A3,A4 A0,A1,A2,A3,A4 dan A5. Di setiap pin input analog dari Arduino tersebut sudah ada fitur Analog to Digital Converter (ADC) nya sehingga secara otomatis data analog yang di-input-kan di -input-kan ke pin tersebut akan dikonversikan ke data digital. Tegangan input analog berkisar antara 0 hingga 5 volt yang akan dikonversikan menjadi data digital (integer) mulai dari 0 sampai dengan 1023 (lebar data digitalnya 10 bits). Fungsi analogRead()ini digunakan untuk membaca data analog yang dimasukkan lewat jalur (pin) analog dari Arduino. Sintak fungsi analogRead() ini adalah seperti berikut: =

analogRead()

Variabel penampung adalah variabel bertipe integer yang digunakan untuk menerima dan menampung hasil pembacaan data analog yang sudah dikonversikan ke data digital dari sebuah jalur masukan analog (pin analog nomor tertentu) . Contoh:

int data = analogRead(A0); analogRead(A0);

Jika dijalankan, instruksi tersebut akan membaca data analog dari pin analog input no. A0.


Fungsi analogWrite() Berfungsi untuk mengeluarkan sebuah nilai analog dalam bentuk gelombang pulse width modulation modulation (PWM) pada suatu pin tertentu di Arduino. Perhatikan Gambar 5, Arduino Uno memiliki beberapa buah pin yang dapat digunakan untuk mengeluarkan data PWM yakni Pin 3, 5, 6, 9, 10, and 11 (diberi tanda ~ ). Dengan cara ini dapat dipakai untuk menyalakan sebuah lampu led dengan kecerahan bervariasi atau untuk mengendalikan kecepatan sebuah motor. Setelah fungsi analogWrite() ini dipanggil, maka pin terkait akan membangkitkan suatu gelombang kotak dengan duty cycle tertentu. Frekuensi sinyal PWM pada kebanyakan pin Arduino sekitar 490Hz. Pada Arduino UNO, pin 5 dan 6 memiliki frekuensi hingga sekitar 980 Hz. analogWrite(pin, value) Sintak: analogWrite(pin,

Parameter: pin value

: nomor pin yang digunakan untuk keluaran. Tipe data: integer : the duty cycle, antara 0 (selal u off) dan 255 (selalu on). Ti pe data yang diijinkan: int

Contoh program: int ledPin = 9; // LED connected to digital pin 9 int analogPin = 3; // potentiomete potentiometer r connected to analog pin 3 int val = 0; // variable to store the read value void setup() { pinMode(ledPin, pinMode(ledPin , OUTPUT); }

// sets the pin as output

void loop() { val = analogRead(a analogRead(analogPin); nalogPin);

// read the input pin

// analogRead values go from 0 to 1023, // analogWrite values from 0 to 255

analogWrite(ledPin, analogWrite(le dPin, val / 4); }

Program diatas jika dijalankan maka kecerahan lampu led di pin 9 dapat dikendalikan menggunakan potensiometer yang dihubungkan dihubungkan dengan pin analog A3. Selanjutnya beberapa fungsi penunjang yang lain disajikan dalam bentuk table ringkasan sebagai berikut.


Fungsi Waktu Fungsi Math (Time) delay() abs() delayMicroseconds() map() millis() pow() sqrt() max() min()

Fungsi Trigonometri cos() sin() tan()

Fungsi Character

isAlpha() isAlphaNumeric() isDigit() isLowerCase() isUpperCase() isSpace()

Lain-lain

random() Serial.begin() Serial.print() Serial.println() Serial.write() Serial.read()

Fungsi Serial (komunikasi) (komunikasi)

Fungsi ini digunakan oleh Arduino untuk berkomunikasi dua arah antara board Arduino dengan computer atau laptop. Semua board Arduino memiliki minimal 1 serial port (juga dikenal sebagai UART atau USART). USART). Pada Arduino Uno, Nano, Mini dan Mega, pin 0 dan 1 digunakan digunakan untuk komunikasi dengan computer/laptop. Mengkoneksikan pin-pin ini dengan apapun (untuk input/output missal dihubungkan ke lampu led) dapat mengganggu komunikasi serial dengan computer, termasuk juga menyebabkan kegagalan sewaktu uploading program ke board Arduino. Anda dapat menggunakan fitur bawaan serial monitor nya Arduino IDE untuk berkomunikasi dengan board Arduino. Arduino. Klik tombol serial monitor di toolbar dan pilihlah baudrate yang sama dengan baudrate di program yakni saat call serial.begin(). Komunikasi serial pada pin TX/RX menggunakan level logika TTL yakni 5volt atau 3.3 volt (tergantung jenis board Arduinonya). Jangan langsung menghubungkan pin-pin pin-pin ini ke suatu port serial RS232, RS232, karena port RS232 beroperasi pada tegangan tegangan +/-12V sehingga dapat merusak board Arduino. Arduino. Beberapa fungsi penting dari serial adalah seperti berikut.

Serial.begin() Menset data rate dalam rate dalam satuan bit per detik (baud) untuk transmisi data serial. Untuk komunikasi menggunakan serial monitor dari Arduino IDE, pastikan untuk memakai salah satu dari daftar baudrate yang ada dalam menu di sudut kanan bawah layar jendela serial monitor. Biasanya digunakan baudrate 9600 bps atau 115200 bps. Sintak: Serial.begin(speed);

Dimana speed adalah kecepatan transfer (baudrate), biasanya 9600bps. Jadi bisa juga ditulis: Serial.begin(9600);


Serial.print() Fungsi ini akan mencetak (menulis) data ke port serial sebagai teks ASCII yang dapat dibaca manusia. Pemakaian instruksi ini bisa dalam banyak bentuk dan cara. Angka dapat ditampilkan dalam karakter ASCII untuk setiap digit. Data float sama ditampilkan sebagai digit ASCII, defaultnya 2 angka decimal. Data byte akan dikirim sebagai karakter tunggal. Karakter dan string dikirim sama atau tetap seperti itu.

Serial.print(78); // menampilkan "78" Serial.print(1.23456); // menampilkan "1.23" Serial.print('N'); // menampilkan "N" Serial.print("Hello Serial.print("Hello world."); // menampilkan "Hello world."

Serial.println() Fungsi ini pada prinsipnya sama dengan Serial.print() yakni akan mencetak (menulis) data ke port serial sebagai teks ASCII yang dapat dibaca oleh manusia, hanya dalam fungsi ini diikuti oleh penulisan sebuah karakter carriage return (ASCII 13, atau „\ „ \r‟) dan sebuah karakter baris baru (ASCII 10 atau „\ „\n‟). Sintak: Serial println(val); .

dimana val adalah nilai yang akan ditampilkan (tipe data apapun).


4 1.

PRAKTIK PEMROGRAMAN DASAR ARDUINO

Menghidupkan LED di pin 13 Dalam board Arduino jenis Uno terdapat sebuah lampu

led (biasanya warna orange) yang terkoneksi dengan pin digital nomor 13. Perhatikan gambar disamping. Ketikkan baris-baris program di bawah ini di Arduino IDE. Lalu klik tombol verify. Jika sudah tidak ada kesalahan, klik tombol upload untuk mengupload program tersebut ke dalam Arduino. Perhatikan led yang terhubung di pin 13 tersebut, seharusnya menyala terus. // the setup routine runs once when you press reset: void setup() { pinMode(13,OUTPUT); // set pin 23 as Output pin digitalWrite(13,HIGH); // nyalakan led yg terhubung dgn pin 13 } void loop() { }

2. Blinking LED pin 13 Percobaan berikutnya adalah membuat nyala berkedip lampu led di pin 13 tersebut. Langkah-langkahnya Langkah-langkahnya adalah sama dengan percobaan 1 sebelumnya, yakni ketikkan baris program dibawah ini di Arduino IDE. Cek kesalahan pengetikan program dengan klik tombol verify. Jika sudah benar klik tombol upload untuk mulai menjalankan me njalankan program di Arduino Uno. void setup() { pinMode(13,OUTPUT); // set pin 23 as Output pin } void loop() { digitalWrite(13,HIGH); delay(1000); digitalWrite(13,LOW); delay(1000); }

// // // //

nyalakan led yg terhubung dgn pin 13 selama 1000 msec matikan led yg terhubung dgn pin 13 selama 1000 msec


Pengayaan: Perhatikan nyala lampu led tersebut. Ubah-ubahlah periode pulsa high dan high dan low nya. low nya.

3.

Memonitor Proses/Jalannya Proses/Jalannya Program dengan Serial Monitor Tuliskan program berikut di Arduino IDE, kemudian verifikasi hingga tak ada kesalahan

program. Jalankan dengan mengupload ke Arduino. Lalu klik kli k tombol serial monitor di Arduino IDE untuk menampilkan jendela Serial Monitor. Perhatikan tampilan di jendela serial monitor .

void setup() { pinMode(13,OUTPUT); // set pin 23 as Output pin Serial.begin(9600); // inisialisasi komunikasi serial (monitor) // dengan baudrate 9600 } void loop() { digitalWrite(13,HIGH); Serial.println(“LED ON”); delay(1000); digitalWrite(13,LOW); Serial.println(“LED OFF”); delay(1000); }

// nyalakan led yg terhubung dgn pin 13 // tulis “LED ON” di serial monitor

// selama 1000 msec // matikan led yg terhubung dgn pin 13 // tulis “LED OFF” di serial monitor

// selama 1000 msec

4. Input Data Digital Percobaan ke-4 dan seterusnya memerlukan beberapa alat dan bahan tambahan diantaranya project diantaranya project board dan dan beberapa kabel jumper male-male dan male-female.

Untuk Percobaan meng-inputkan data ke Arduino ini diperlukan alat dan bahan sebagai berikut: 

Mini push-button 1 buah



Resistor 2Kohm 1 buah



Resistor 220 ohm 1 buah dan



Lampu led 1.5-3V 1 buah .


Adapun tujuan dari program Arduino ini adalah ketika push-button ditekan maka lampu led akan menyala, jika dilepas lampu mati. Langkah pertama, buatlah rangkaian seperti gambar berikut.

220 ohm 2K ohm

Kemudian ketikkan program berikut di Arduino IDE. int pininput = 2; int pinled = 13; int nilai;

// sebenarnya

void setup() { pinMode(pinled, pinMode(pinled, OUTPUT); pinMode(pininput, pinMode(pininput, INPUT); }

nomor pin ini terserah anda

// set pin 13 sebagai keluaran // set set pin pin 2 sebagai masukan

void loop() { nilai= digitalRead(pininput); digitalRead(pininput);

// baca baca pin pin status status pin 2

if (nilai == 1) // jika ditekan maka pin 2= high (5 volt) { digitalWrite(pinled, digitalWrite(pinled, HIGH); } else { digitalWrite(pinled, digitalWrite(pinled, LOW); } }


Verifikasi hingga tidak ada kesalahan program, lalu jalankan dengan mengupload program tersebut ke Arduino. Tekan push-button sambil perhatikan dan amati lampu led. Seharusnya sewaktu push-button ditekan lampu led menyala dan ketika dilepas lampu led mati.

5.

Fade Out/In Untuk melakukan Percobaan ke-5 ini diperlukan sebuah lampu led dan resistor bernilai

sekitar 200 ohm. Buatlah rangkaian seperti gambar berikut dengan bantuan project board dan kabel male-male.

200 ohm

Ketikkan program berikut di Arduino IDE. /* Fade This example shows how to fade an LED on pin 9 using the analogWrite() function. The analogWrite() function function uses PWM, so if you want to change the pin you're using, be sure to use another PWM capable pin. On most Arduino, the PWM pins are identified with a "~" sign, like ~3, ~5, ~6, ~9, ~10 and ~11. This example code is in the public domain. */ int ledpin = 9; int brightness = 0; int fadeAmount = 5;

// the PWM pin the LED is attached to // how bright the LED is // how many points to fade the LED by

void setup() { pinMode(ledpin, pinMode(ledpin, OUTPUT); // declare pin 9 to be an output } void loop() { Modul Singkat - Belajar Arduino | 17

// set the brightness of pin 9: analogWrite(ledpin, analogWrite(ledpin, brightness); // change the brightness for next time through the loop: brightness = brightness + fadeAmount; // reverse the direction of the fading at the ends of the fade: if (brightness <= 0 || brightness >= 255) { fadeAmount = -fadeAmount; if (brightness <=0) { analogWrite(ledpin, analogWrite(ledpin, 0); delay(3000); } } // wait for 30 milliseconds to see the dimming effect delay(30); }

Verifikasi hingga tidak ada kesalahan program, lalu jalankan dengan mengupload program tersebut ke Arduino. Amati nyala lampu led tersebut. Pengayaan: coba ganti nilai fadeAmount dan lama delay yang 30 msec. Amati apa yang terjadi dengan nyala led.

6.

Simulasi Sensor Analog dengan Potensiometer Potensiometer

Buatlah rangkaian seperti gambar berikut.

Ketikkan program berikut di Arduino IDE. Modul Singkat - Belajar Arduino | 18

/* AnalogRead : reads an analog input on pin A5, prints the result to the serial monitor. Graphical representation is available using serial plotter (Tools > Serial Plotter menu) Attach the center pin of a potentiometer to pin A5, and the outside pins to +5V and ground. This example code is cited from Arduino.cc (in the public domain). */ void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { // read the input on analog pin A5 int sensorValue = analogRead(A5); // mapping the value into proper new value whatever you want sensorValue = map(sensorValue,0,1023,0,255); // print out the new value Serial.println(sensorValue); delay(10); // delay in between reads for stability }

Verifikasi hingga tidak ada kesalahan program, lalu jalankan dengan mengupload program tersebut ke Arduino. Lalu klik tombol tombol serial monitor di Arduino IDE IDE untuk menampilkan jendela Serial Monitor. Putar-putar potensiometer ke kiri dan kenan. Perhatikan dan amati tampilan di jendela serial monitor . Pengayaan: 

Aktifkan serial plotter dengan dengan cara masuk ke menu menu Tools | Serial Plotter. Putar-putar lagi potensiometer. Amati tampilan grafis di Serial Plotter.



Apa yang terjadi jika instruksi map(sensorValue,0,1023,0,255); diubah menjadi map(sensorValue,0,1023,10,100);



Apa yang terjadi pada outputnya jika instruksi delay(10) di naikkan nilai delay nya?


7. Fade In/Out a LED using Potensiometer Potensiometer

Buatlah rangkaian seperti Gambar di atas. Ketikkan program dibawah ini di Arduino IDE lalu verifikasi hingga tidak ada kesalahan. Jalankan program dengan mengupload di Arduino. Putarlah potensiometer ke kiri atau ke kanan sambil diperhatikan nyala lampu led.

/* This example shows how to fade an LED on pin 9 using the analogWrite() analogWrite() function. It uses POTENSIOMETER attached to Pin A1 The analogWrite() function uses PWM, so if you want to change the pin you're using, be sure to use another PWM capable pin. On most Arduino, the PWM pins are identified with a "~" sign, like ~3, ~5, ~6, ~9, ~10 and ~11. This example code is in the public domain. */ int led = 9;

// the PWM pin the LED is attached to

void setup() { pinMode(led, OUTPUT); Serial.begin(9600); }

// declare declare pin pin 9 to be an output output

void loop() { int pot = analogRead(A1); analogRead(A1); pot = map(pot,0,1024,0,255); map(pot,0,1024,0,255); Serial.print("Data Serial.print("Data Potensio : "); Serial.println(pot); // set the brightness of LED at pin 9 range: 0-255: Modul Singkat - Belajar Arduino | 20

analogWrite(led, analogWrite(led, pot); delay(30); }

8. ULTRASONIC sensor Untuk percobaan ini diperlukan komponen modul sensor jarak ultrasonic jenis HC-SR04. Kemudian buatlah rangkaian seperti gambar berikut.

Ketikkan program berikut di Arduino IDE. //========================= Arduino project ======================= // for microcontroller workshop (created jan 2019) // sensor device: ULTRASONIC sensor type HC-SR04 // Arduino pin 6 set as INPUT : connected to pin Echo sensor // Arduino pin 7 set as OUTPUT: connected to pin Trigger sensor //================================================================= void setup() { pinMode(7,OUTPUT); // connected to pin TRIGGER ultrasonic pinMode(6,INPUT); // connected to pin ECHO ultrasonic Serial.begin(9600); delay(100); Serial.println("ULTRASONIC sensor (distance) type: HC-SR04 "); } void loop() { digitalWrite(7,LOW);

// clear the triger pin


delayMicroseconds(2); // set the trigger pin on 1 during 10 microsec digitalWrite(7,HIGH); delayMicroseconds(10); digitalWrite(7,LOW); // read the echo pin, return the sound wave travel time long duration = pulseIn(6,HIGH); float distance = duration*0.034/2; Serial.print("Distance (in Cm) = "); Serial.println(distance); delay(2000); }

Verifikasi hingga tidak ada kesalahan. Jalankan program dengan mengupload di Arduino. Aktifkan jendela Serial Monitor. Amati tampilan yang ada di Serial Monitor. Pengayaan: Tempatkan sebuah obyek di depan sensor, lalu geser obyek tersebut menjauh dan mendekat dari sensor. Amati perubahan jarak yang ditampilkan di Serial Monitor. Validasi jarak yang ditampilkan di Serial Monitor dengan mengukur secara manual dengan penggaris jarak antara sensor dan obyek. 9.

DHT11 Sensor Modul DHT11 adalah suatu sensor temperature/suhu dan kelembaban. Untuk membaca data

temperature dan kelembaban dari sensor DHT11 ini diperlukan library khusus yakni SimpleDHT.h.

Cara menginstallnya masuk ke menu Sketch | Include Library | Manage

Library..

Ketikkan DHT, lalu pilih SimpleDHT untuk diinstal. Jika sudah terinstal maka tampilan jendela Library Manager -nya -nya sebagai berikut.


Setelah library selesai diinstal baru kemudian memprogram untuk DHT11. Namun sebelumnya buatlah rangkaian seperti gambar berikut.

//========================= Arduino project ========================== // for microcontroller workshop (created jan 2019) // sensor device: temperature & humidity, sensor type: DHT11 // Pin digital 3 is connected to pin Data of DHT11 // DHT11 pins VCC can be connected to 5V or 3.3V //==================================================================== #include int pinDHT11 = 3;

//digital pin

SimpleDHT11 dht11(pinDHT11); void setup() { Serial.begin(9600); delay(100); Serial.println("Read temp & humidity data from DHT11"); Serial.println("===================================="); Serial.println("Start reading....."); } void loop() { byte temperature = 0; byte humidity = 0; int err = SimpleDHTErrSuccess;


if ((err = dht11.read(&temperature, &humidity, NULL)) != SimpleDHTErrSuccess) { Serial.print("Read DHT11 failed, err="); Serial.println(err); delay(1000); return; } Serial.print("Current temperature: "); Serial.print((int)temperature); Serial.print(" *C, humidity: "); Serial.print((int)humidity); Serial.println(" H"); // DHT11 sampling rate is 1HZ. delay(1500); }

10.

Sensor Cahaya dengan Light Dependence Resistant (LDR) Sensor cahaya dengan LDR ini memiliki 2 jenis yakni (1) ada yang outputnya digital saja (0 :

jika ada cahaya, dan 1: jika tidak ada cahaya) cahaya) dan (2) outputnya digital dan analog. Dalam contoh ini digunakan yang outputnya outputnya 1 macam maca m saja yakni output digital. Wujud fisik dari sensor cahaya ini seperti gambar berikut.

//=================== Arduino project ============================= // for microcontroller workshop (created jan 2019) // sensor device: light, sensor type: LDR (digital output) // Arduino pin Digital 6 set as INPUT. // Pin D6 is connected to pin Data (usually signed as D0) of LDR module. // If there is enough light would produce output 0, // if dark the output = 1 // LDR module pin VCC can be connected to 5V or 3.3V //================================================================= void setup() { pinMode(6,INPUT); Serial.begin(9600); }


void loop() { int nilaiLDR = digitalRead(6); Serial.println(nilaiLDR); delay(500); }

// 0: ada cahaya; 1: gelap

Ketikkan progam diatas di Arduino IDE. Verifikasi hingga tidak ada kesalahan, lalu jalankan dengan meng-upload di Arduino. Amati tampilan di layar monitor. 11. Kendali Motor Stepper Secara umum, gambar skema motor stepper sederhana seperti berikut. Motor stepper biasanya memiliki 4 buah pin input digital digital untuk mengendalikan arah dan kecepatan putaran. putaran.

Kabel Hijau Kabel Biru Kabel Hitam Kabel Merah

: koil 1 (K1) : koil 2 (K2) : koil 3 (K3) : koil 4 (K4)

Untuk menjalankan motor stepper tersebut ke arah kiri (berlawanan arah jarum jam) harus ada perubahan tegangan (on-off) dari K1 ke K2, K2 ke K3, K3 ke K4, dan K4 ke K1 lagi, dst. Kondisi on-off tiap koil ini bisa digambarkan dalam bentuk tabel sbb.

Step 1 2 3 4 5 6 dst

K1 5 volt 0 0 0 5 volt 0

K2 0 5 volt 0 0 0 5 volt

K3 0 0 5 volt 0 0 0

K4 0 0 0 5 volt 0 0

Atau bisa juga dengan formasi sebagai berikut: Modul Singkat - Belajar Arduino | 25

Step 1 2 3 4 5 6 dst

K1 5 volt 0 0 5 volt 5 volt 0

K2 5 volt 5 volt 0 0 5 volt 5 volt

K3 0 5 volt 5 volt 0 0 5 volt

K4 0 0 5 volt 5 volt 0 0

Tabel di atas akan membuat motor stepper memutar ke (missal) kiri. Untuk membalik arah putaran nya maka pola on – on – off off koil-koilnya dibalik mulai dari K4, K3, K2, dst. Apabila status on on dan off -nya -nya dari koil K1, K2, K3, K4 dikoneksikan dengan on-offnya Pin digital D8,D9,D10, dan D11 dari sebuah mikrokontroller Ar duino, maka program untuk memutar motor stepper ke arah kiri (berlawanan arah dengan jarum jam). Step 1 2 3 4 5 6 ... dst 20

A3 0 0 0 1 0 0

A2 0 0 1 0 0 0

A1 0 1 0 0 0 1

A0 1 0 0 0 1 0

1

0

0

0

adalah sebagai berikut. //=============== Arduino Project: MOTOR STEPPER ============ // the motor stepper has 4 input pins for controlling the // rotation (speed & direction) // those are connected to pin 8,9,10,11 of Arduino //=============================================================== int tH=80; // durasi waktu nyala int tL=80; // durasi waktu mati void setup() { pinMode(7,INPUT); pinMode(8,OUTPUT); pinMode(9,OUTPUT); pinMode(10,OUTPUT); pinMode(11,OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(8,HIGH); delay(tH);


digitalWrite(8,LOW); delay(tL); digitalWrite(9,HIGH); delay(tH); digitalWrite(9,LOW); delay(tL); digitalWrite(10,HIGH); delay(tH); digitalWrite(10,LOW); delay(tL); digitalWrite(11,HIGH); delay(tH); digitalWrite(11,LOW); delay(tL); }

Jika dikehendaki ada sebuah saklar yang apabila dalam kondisi ditekan motor berhenti berputar dan ketika kondisi dilepas, motor berputar terus.

//==================== Arduino Project: MOTOR STEPPER ============ // the motor stepper has 4 input pins for controlling the // rotation (speed & direction) // those are connected to pin 8,9,10,11 of Arduino //=============================================================== int t=80; void setup() { pinMode(7,INPUT); pinMode(8,OUTPUT); pinMode(9,OUTPUT); pinMode(10,OUTPUT); pinMode(11,OUTPUT); Serial.begin(9600); delay(100); }


void loop() { int pin7 = digitalRead(7); Serial.print("Pin 7 : "); Serial.println(pin7); if (pin7==0) LeftRotate(); else stopRotate(); delay(10); } void stopRotate() { digitalWrite(8,LOW); digitalWrite(9,LOW); digitalWrite(10,LOW); digitalWrite(11,LOW); delay(10); } void LeftRotate() { digitalWrite(8,HIGH); digitalWrite(9,LOW); digitalWrite(10,LOW); digitalWrite(11,LOW); delay(t); digitalWrite(8,LOW); digitalWrite(9,HIGH); digitalWrite(10,LOW); digitalWrite(11,LOW); delay(t); digitalWrite(8,LOW); digitalWrite(9,LOW); digitalWrite(10,HIGH); digitalWrite(11,LOW); delay(t); digitalWrite(8,LOW); digitalWrite(9,LOW); digitalWrite(10,LOW); digitalWrite(11,HIGH); delay(t); }

void RightRotate() { digitalWrite(8,LOW); digitalWrite(9,LOW); digitalWrite(10,LOW); digitalWrite(11,HIGH); delay(t); digitalWrite(8,LOW); digitalWrite(9,LOW); digitalWrite(10,HIGH); digitalWrite(11,LOW); delay(t); digitalWrite(8,LOW); digitalWrite(9,HIGH); digitalWrite(10,LOW); digitalWrite(11,LOW); delay(t); digitalWrite(8,HIGH); digitalWrite(9,LOW); digitalWrite(10,LOW); digitalWrite(11,LOW); delay(t); }


Modul Belajar Arduino Bersama UTHM 2019

Recommend Documents