LA M3 Percobaan 3

 



Modul 3
Percobaan 3

1. Prosedur [Kembali]
1. Susunlah komponen sesuai dengan percobaan
2. Buatlah kode slave dan master menggunakan Arduino IDE.
3. Upload program yang telah disusun ke Arduino Uno.
4. Lakukan pengujian program pada rangkaian percobaan 
5. Selesai

2. Hardware dan Diagram Blok [Kembali]

A. Hardware

1. Arduino Uno

2.  LCD



3. Keypad



  B. Diagram Blok




3. Rangkaian Percobaan dan Prinsip Kerja [Kembali]
A. Rangkaian Percobaan



B. Prinsip Kerja

Pada percobaan 3, inputkan berupa keypada yang terhubung ke arduino master dan output berupa lcd yang terhubung dengan arduino slave. Kedua arduino ini menggunakan komunikasi I2C sehingga antar arduino terhubung melalui SDA dan SCL. Ketika inputan keypad masuk ke arduino master, maka arduino akan memproses inputan tersebut untuk dikirimkan ke arduino slave, melalui Wire.beginTransmission(4) dimana 4 ada addres dari arduino slave yang terhubung ke output yaitu LCD. Arduino master juga mengirimkan data key yang merupakan inputan dari keypad ke arduino slave melalui Wire.write(key). Data yang dikirim oleh arduino master akan diterima arduino slave addres 4 yaitu wire.begin(4)  dan data dibaca oleh arduino slave yaitu Wire.Read(). Data tersebut diproses oleh arduino slave dan menampilkan angka sesuai input dari keypad.


4. Flowchart dan Listing program[Kembali]

A. Flowchart
Master


Slave


B. Listing Program

Code Master

//Master Arduino
#include <Keypad.h>
#include <Wire.h>
const byte ROWS = 4;
const byte COLS = 3;
char keys[ROWS][COLS] = {
 {'1', '2', '3'},
 {'4', '5', '6'},
 {'7', '8', '9'},
 {'*', '0', '#'},
};
char rowPins[ROWS] = {13, 12, 11, 10};
char colPins[COLS] = {9, 8, 7};
Keypad keypad = Keypad(makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS);
void setup()
{
 Wire.begin(); // join i2c bus (address optional for master)
}
//byte x = 0;
void loop(){
 
 char key = keypad.getKey();
 
 if (key) {
 Wire.beginTransmission(4); // transmit to device #4
 Wire.write(key);
 Wire.endTransmission(); // stop transmitting
 }
}

Code Slave

#include <LiquidCrystal.h> #include <Wire.h> LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); // Sesuaikan pin sesuai dengan koneksi LCD void setup() { lcd.begin(16, 2); Wire.begin(4); // join i2c bus with address #4 Wire.onReceive(receiveEvent); // register event Serial.begin(9600); // start serial for output }

void loop() { delay(100); } // function that executes whenever data is received from master // this function is registered as an event, see setup() void receiveEvent(int howMany) { char c = Wire.read(); // receive byte as a character Serial.println(c); // print the character lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(c); delay(100); }


5. Kondisi [Kembali]

Percobaan 3 Komunikasi I2C Menggunakan Arduino

6. Video Demo [Kembali]






1. Bagaimana cara mengupload program kepada arduino dengan komunikasi yang digunakan?
Jawab :
Percobaan 3 menggunakan komunikasi I2C, di mana komunikasi I2C untuk mengupload program ke arduino dilakukan secara langsung di mana code master di upload langsung kearduino masker dan code slave di upload langsung ke arduino slave tanpa memutuskan jumper antara arduino

2. Sebutkan dan jelaskan termasuk jenis komunikasi data apa komunikasi yang digunakan pada percobaan ini?
Jawab:
Pada percobaan 3 digunakan komunikasi I2C, hal ini terlihat dari library yang digunakan yaitu #include<wire.h> serta kedua arduino saling terhubung melalui SDA (data serial) dan SDL (clock serial). 

3. Bandingkan dengan tugas pendahuluan?
Jawab:
Pada tugas pendahuluan dan percobaan praktikum sama-sama menggunakan komunikasi I2C. Hal yang membedakannya adalah pada code slave di mana tugas pendahuluan membedakan letak posisi antara angka genap dan ganjil, angka genap dikolom pertama sedangkan angka ganjil di kolom kedua. Pada percobaan praktikum hanya menempatkan diposisi yang sama. Cara membedakan angka genap dan ganjil dengan cara melihat sisa pembagian jika dibagi 2 jika sisa pembagian 0 maka angka tersebut genap sedangkan jika bersisa maka angka ganjil.


8. Download File [Kembali]
Download HMTL klik disini
Download Simulasi Rangkaian klik disini
Download Video Percobaan klik disini
Download Program Master klik disini
Download  Program Slave klik disini
Download Datasheet Arduino Uno klik disini
Download Datasheet Keypad  klik disini
Download Datasheet LCD klik disini











LA M3 Percobaan 2

 



Modul 3
Percobaan 2

1. Prosedur [Kembali]
1. Susunlah komponen sesuai dengan percobaan
2. Buatlah kode slave dan master menggunakan Arduino IDE.
3. Upload program yang telah disusun ke Arduino Uno.
4. Lakukan pengujian program pada rangkaian percobaan 
5. Selesai

2. Hardware dan Diagram Blok [Kembali]

A. Hardware

1. Dip-SW


Spesifikasi

2. Arduino Uno




Spesifikasi



3. 2 Digit 7-Segment



Spesifiikasi





b. Digram Blok




3. Rangkaian Percobaan dan Prinsip Kerja [Kembali]
A. Rangkaian Percobaan



B. Prinsip Kerja

Pada percobaan 2 terdiri dari dua Arduino yang terhubung melalui komunikasi SPI. Perangkat master terhubung dengan dipswitch, sementara perangkat slave terhubung dengan display tujuh segmen. Perangkat master menerima status dipswitch dan mengirimkan nilai tersebut ke perangkat slave. Perangkat slave menerima nilai dari perangkat master melalui SPI, lalu menampilkan karakter yang sesuai pada display tujuh segmen berdasarkan nilai yang diterima

Arduino master mengirimkan status dipswitch sebagai data ke arduino slave. Ketika dipswitch diaktifkan, jika dipswitch 1 aktif  maka akan menampilkan angka 2 dan jika dipswitch 2 akitf maka sevensegment akan menampilankan angka 3 begitu seterusnya, namun nilai awal adalah 1. 

4. Flowchart dan Listing program[Kembali]

A. Flowchart
Flowchart:


B. Listing Program

Code Master

#include //Library for SPI int dip[] = {2,3,4,5,6,7,8,9}; int dipvalue[] = {}; void setup (){ Serial.begin(9600); //Starts Serial Communication at Baud Rate 115200 for(int i = 0; i < 8; i++){ pinMode(dip[i], INPUT_PULLUP); } SPI.begin(); //Begins the SPI commnuication SPI.setClockDivider(SPI_CLOCK_DIV8); //Sets clock for SPI communication at 8 (16/8=2Mhz) digitalWrite(SS,HIGH); // Setting SlaveSelect as HIGH (So master doesnt connnect with slave) } void loop(void){ byte Mastersend; int x = 1; for(int i = 0; i < 8; i++){ dipvalue[i] = digitalRead(dip[i]); if(dipvalue[i] == LOW){ x = dip[i]; } } digitalWrite(SS, LOW);
Mastersend = x; Serial.println(Mastersend); SPI.transfer(Mastersend); //Send the mastersend value to slave also receives value from slave delay(1000); }


Code Slave

#include const int segmentPins[] = {9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2}; volatile boolean received = false; volatile byte Slavereceived; int index; void setup(){ Serial.begin(9600); for (int i = 0; i < 8; i++) { pinMode(segmentPins[i], OUTPUT); } SPCR |= _BV(SPE); //Turn on SPI in Slave Mode SPI.attachInterrupt(); //Interuupt ON is set for SPI commnucation } ISR (SPI_STC_vect){ //Inerrrput routine function Slavereceived = SPDR; // Value received from master if store in variable slavereceived received = true; //Sets received as True } void loop(){ Serial.println(Slavereceived); if(received){//Logic to SET LED ON OR OFF depending upon the value recerived from master displayCharacter(Slavereceived); delay(1000); } } void displayCharacter(int ch) { byte patterns[10][7] = { {0, 0, 0, 0, 0, 0, 1}, // 0 {1, 0, 0, 1, 1, 1, 1}, // 1 {0, 0, 1, 0, 0, 1, 0}, // 2 {0, 0, 0, 0, 1, 1, 0}, // 3 {1, 0, 0, 1, 1, 0, 0}, // 4 {0, 1, 0, 0, 1, 0, 0}, // 5 {0, 1, 0, 0, 0, 0, 0}, // 6 {0, 0, 0, 1, 1, 1, 1}, // 7 {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, // 8 {0, 0, 0, 0, 1, 0, 0} // 9 };
if ((ch >= 0 && ch <= 9)) { // Get the digit index (0-9) from the character int index = ch; // Write the pattern to the segment pins for (int i = 0; i < 7; i++) { digitalWrite(segmentPins[i], patterns[index][i]); } } }


5. Kondisi [Kembali]

Percobaan 2 Komunikasi SPI Menggunakan Arduino

6. Video Demo [Kembali]




1. Bagaimana cara mengupload program ke arduino dengan komunikasi yang digunakan?
Jawab:
Percobaan 2 menggunakan komunikasi SPI, di mana komunikasi SPI untuk mengupload program ke arduino dilakukan secara langsung di mana code master di upload langsung kearduino masker dan code slave di upload langsung ke arduino slave tanpa memutuskan jumper antara arduino

2. Apa order bit, kecepatan clock yang digunakan pada percobaan ini, jelaskan menggunakan syntaks program yang digunakan?
Jawab:
Order bit adalah urutan pengiriman bit dalam sebuah byte atau pesan data. Pada komunikasi SPI, jika data order bit (DORD) diatur maka transmisi data dimulai dari LSB terlebih dahulu. Sedangkan jika tidak diatur maka transmisi data dimulai dari MSB terlebih dahulu. Kecepatan clock dalam komunikasi SPI ditentukan oleh master terlihat code SPI. SPIClockDivider(SPT_CLOCK_DIV8) yang mengatur  pembagian clock. Pada percobaan ini clock diatur menjadi 8, sehingga clock SPI akan diatur 16 MHz/8 = 2 MHz. Kecepatan clock akan mempengaruhi kecepatan transfer data.

3. Bandingkan dengan rangkaian TP?
Jawab:
Dari segi rangkaian tidak ada yang membedakan, namun yang membedakan, namun yang membedakan dari segi code dimana pada tugas pendahuluan setiap 2 dip switch aktif maka akan muncul angka berbeda pada digit ke 1, sedangkan 3 dip switch aktif maka akan muncul angka berbeda pada digit kedua.


8. Download File [Kembali]
Download HMTL klik disini
Download Program Master klik disini
Download Program Slave klik disini
Download Rangkaian  klik disiniwnl
Download Video Demo klik disini
Download Datasheet ARDUINO UNO klik disini
Download Datasheet DipSwitch klik disini
Download Datasheet 2 Digit 7-Segment klik disini











Modul 3 uP uC





Modul III
COMMUNICATION

1. Pendahuluan [Kembali]

        a)      Asistensi dilakukan 3x dengan lama pertemuan 20 menit (Rabu, Kamis, Jumat)
             b)      Praktikum dilakukan 1x dengan lama pertemuan 90 menit (Selasa)
             c)      Laporan akhir dikumpulkan pada hari Kamis
2. Tujuan [Kembali] 
  1. a) Memahami prinsip kerja UART, SPI, dan I2C
    b) Mengaplikasikan protokol komunikasi UART, SPI, dan I2C pada Arduino
3. Alat dan Bahan [Kembali]


Arduino
Push Button


LED
 
Resistor
 

Potensiometer

 

Power Supply

4. Dasar Teori [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.

    E. 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 :

    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 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.