Laporan Mikrokontroler.docx

MEKATRONIKA TEKSTIL MIKROKONTROLLER ARDUINO LAPORAN Oleh

Nama

: Rifqi Dias Rahmadani

NPM

: 17020074

Group

: 2K4

Dosen

: Yusi S.S, S.Si., M.T.

Asisten

: Ngadiyono, ST. Endah P.S.T.

PROGRAM STUDI KIMIA TEKSTIL POLITEKNIK STT TEKSTIL 2019

Abstrak Kita hidup di zaman yang serba canggih dimana teknologi sudah berkembang sangat pesat, sehingga manusia makin dipermudah dalam

melakukan segala hal. Termasuk dipermudah

dengan adanya peralatan elektronik yang banyak mengalami perkembangan dan semakin praktis. Pada praktikum kali ini, praktikan mempelajari sebuah hardware, yaitu Arduino Uno. Namun, untuk menjalankan board tersebut memerlukan sebuah perangkat lunak/software yang support dengan boardnya, software yang digunakan adalah Arduino. Software tersebut membantu untuk mengatur jalannya board dengan berbagai macam perintah / program yang tersedia pada software tersebut. I.

PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Mekatronika adalah suatu

disiplin ilmustekniksyangsmengkombinasi-kan

yang

mengsinergikan ilmu teknik mesin, elektronika, teknik komputer yang seluruhnya diintegrasikan untuk melakukan perancangan produk. Keterkaitan disiplin ilmu yang terlibat dalam mekatronika tersebut diatas adalah teknik mesin dengan teknik elektro menghasilkan elektro mekanik, teknik mesin dengan teknik komputer menghasilkan software mesin dan teknik elektro dengan teknik komputer menghasilkan software elektro. Semua produk-produk modern saat ini yang ada dipasaran dibuat dengan latar belakang dari disiplin ilmu tersebut diatas. Dalam upaya untuk menunjang kebutuhan disiplin ilmu tersebut.

1.2 Tujuan Praktikum ini dilakukan agar praktikan mampu untuk :

1. Praktikan mampu merangkai LED dan sensor LDR. 2. Praktikan mampu mengetahui cara bekerja suatu sensor dan LED. 3. Praktikan mampu membuat program pada Arduino Uno.

II.

DASAR TEORI 2.1

Mikrokontroler Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input output. Dengan kata lain, mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus, cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya. Secara harfiahnya bisa disebut “pengendali kecil” dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini.

2.2

Arduino uno Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328 (datasheet). Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuat tombol reset. Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya. Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source dan tidak berbayar. Pertama-tama perlu dipahami bahwa kata “platform” di sini adalah sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory

microcontroller. Ada banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan profesional dengan menggunakan Arduino, selain itu juga ada banyak modulmodul pendukung (sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan dengan Arduino.

Gambar 1 –Arduino Uno

a. Pin input/output digital berjumlah 14 (0-13) Memiliki fungsi sebagai input maupun output yang dapat diatur oleh program. Pada pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11 dapat berfungsi pula sebagai pin analog output dengan nilai tegangan dapat diatur diantara 0 hingga 255 yang mewakili tegangan 0-5 volt. b. USB Memiliki fungsi untuk memuat program dari komputer ke dalam papan Arduino, menghubungkan antara papan dan komputer dengan komunikasi serial, dan sebagai pemberi daya listrik kepada papan. c. Pin input analog berjumlah 6 (0-5) Memiliki fungsi untuk membaca tegangan yang dihasilkan oleh sensor analog misalnya sensor suhu. Nilai yang dapat dibaca program antara 0 hingga 1023 yang mewakili nilai tegangan 0 hingga 5 volt.

Bahasa Pemograman Pada Arduino Bahasa pemrograman pada Arduino memiliki alur algoritma seperti bahasa pemrograman tingkat menengah pada umumnya. Struktur dasarnya terdiri dari dua bagian. 1. Bagian setup() Sebagai inisialisasi yang hanya dijalankan di awal program sekali, untuk loop() digunakan sebagai pengeksekusi bagian program yang akan dijalankan berulangulang. Fungsi ini dilakukan satu kali pada saat program pertama kali dijalankan dan berguna untuk pendefinisian mode pin atau memulai komunikasi serial. 2. Bagian loop() Berfungsi loop() berisi instruksi-instruksi yang akan dilakukan secara berurutan. 3. Kurung kurawal ({}) Tanda kurung kurawal ini mendefinisikan awal dan akhir dari sebuah blok fungsi. Bagian ini penting karena apabila pada program tidak diberi kurung kurawal awal dan tutup yang benar, maka akan terjadi error saat proses kompilasi. 4. Titik koma (;) Tanda ini merupakan pembatas pada setiap pernyataan dari program yang telah dibuat. 5. Operator logika Operator logika berfungsi untuk membandingkan dua ekspresi dengan hasil benar atau salah bergantung pada operator yang digunakan. Contohnya operator logika AND, OR, dan NOT. Pada bagian digital I/O terdapat fungsi seperti berikut. 1.

PinMode berfungsi mengkonfigurasi pin dalam output atau input.

2.

DigitalRead(pin) berfungsi membaca nilai dari pin dengan hasil berupa HIGH atau LOW.

3.

DigitalWrite(pin,value) berfungsi mengatur pin digital yang mempunyai 14 pin (0-13). Contohnya Pada bagian analog I/O terdapat fungsi sebagai berikut.

4.

AnalogRead(pin) berfungsi membaca pin analog pada pin 0-5. Hasil pembacaan berupa nilai integer dengan rentang 0 hingga 1023.

5.

AnalogWrite(pin,value) berfungsi mengirimkan nilai analog pada pin analog.

2.3

LED (Light Emitting Diode)

Gambar 2 –LED LED (Light Emitting Diode) adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya. Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube. Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang

memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda. LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna). LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.

2.4

LDR (Light Dependent Resistor) LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai sensor ini. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Perlu diketahui bahwa nilai resistansi dari sensor ini sangat bergantung pada intensitas cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenainya, maka akan semakin menurun nilai resistansinya. Sebaliknya jika semakin sedikit cahaya yang mengenai sensor (gelap), maka nilai hambatannya akanmenjadi semakin besar sehingga arus listrik yang mengalir akan terhambat.

Gambar 3 –LDR Umumnya Sensor LDR memiliki nilai hambatan 200 Kilo Ohm pada saat dalam kondisi sedikit cahaya (gelap), dan akan menurun menjadi 500 Ohm pada kondisi terkena banyak cahaya. Tak heran jika komponen elektronika peka cahaya ini banyak diimplementasikan sebagai sensor lampu penerang jalan, lampu kamar tidur, alarm dan lain-lain.  Fungsi Sensor LDR LDR berfungsi sebagai sebuah sensor cahaya dalam berbagai macam rangkaian elektronika seperti saklar otomatis berdasarkan cahaya yang jika sensor terkena cahaya maka arus listrik akan mengalir(ON) dan sebaliknya jika sensor dalam kondisi minim cahaya(gelap) maka aliran listrik akan terhambat(OFF). LDR juga sering digunakan sebagai sensor lampu penerang jalan otomatis, lampu kamar tidur, alarm, rangkaian anti maling otomatis menggunakan laser, sutter kamera otomatis, dan masih banyak lagi yang lainnya.  Cara Kerja Sensor LDR Prinsip kerja LDR sangat sederhana tak jauh berbeda dengan variable resistor pada umumnya. LDR dipasang pada berbagai macam rangkaian elektronika dan dapat memutus dan menyambungkan aliran listrik berdasarkan cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenai LDR maka nilai resistansinya akan menurun, dan sebaliknya semakin sedikit cahaya yang mengenai LDR maka nilai hambatannya akan semakin membesar.

III. METODE EKSPERIMEN 3.1

Alat dan Bahan 1. Project Board 2. Kabel 3. LDR sensor 4. Lampu LED 5. Arduino Uno 6. Komputer

3.2

Cara Kerja 1.

Program dengan satu lampu 1.

Disiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.

2.

Dihubungkan Kabel USB Arduino ke komputer.

3.

Dirangkai lampu LED pada project board lalu dihubungkan pada kabel dengan Arduino UNO.

4.

Dibuat program dengan komputer untuk perintah lampu LED pada Arduino.

5.

Program divalidasi apakah berjalan atau tidak lalu diunggah kemudian dilihat apakah lampu menyala sesuai perintah atau tidak.

2.

Program dengan dua lampu 1.

Disiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.

2.

Dihubungkan Kabel USB Arduino ke komputer

3.

Dirangkai lampu LED 1 dan LED 2 secara seri pada project board lalu dihubungkan pada kabel dengan Arduino UNO.

4.

Dibuat program dengan komputer untuk perintah lampu LED pada Arduino.

5.

Program divalidasi apakah berjalan atau tidak lalu diunggah kemudian dilihat apakah lampu menyala sesuai perintah atau tidak.

3.

Program dengan sensor cahaya 1.

Disiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.

2.

Dihubungkan Kabel USB Arduino ke komputer.

3.

Dirangkai Light Depent Resistor kemudian dihubungkan ke Arduino.

4.

Dibuat program dengan komputer untuk perintah pada Light Dependt Resistor pada Arduino.

5.

Program divalidasi apakah berjalan atau tidak lalu diunggah kemudian dilihat apakah lampu menyala sesuai keadaan cahaya pada Light Dependt Resistor atau tidak.

6.

Diambil data tersebut dan dilampirkan pada laporan.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1

HASIL - Program Arduino untuk satu lampu int led1 = 10; void setup () { pinMode ( led1, OUTPUT); } void loop () { digitalWrite (led1, HIGH); delay (1000); digitalWrite (led1, LOW); delay (1000); }

Gambar 4 – Program arduino satu lampu

Gambar 5 – Rangkaian satu lampu

-

Program Arduino untuk dua lampu int led1 = 10; int led2 = 9; void setup () { pinMode ( led1, OUTPUT); pinMode ( led2, OUTPUT); } void loop () { digitalWrite (led1, HIGH); delay (1000); digitalWrite (led1, LOW); delay (1000); digitalWrite (led2, HIGH); delay (2000); digitalWrite (led2, LOW); delay (2000); }

Gambar 6 –Program arduino dua lampu

Gambar 7 – Rangkaian dua lampu

-

Program Arduino dengan sensor LDR int sensor = A5; void setup () { pinMode ( sensor, INPUT); Serial.begin(9600); } void loop () { int sensor = analogRead,A5; Serial.println(sensor);

delay(100) }

Gambar 8 – Program LDR

Gambar 9 – Rangkaian LDR

4.2

PEMBAHASAN 1. 1 Lampu LED Pada praktikum ini menggunakan satu LED dengan merangkai terlebih dahulu satu LED dihubungkan dengan kabel penghubung. Dimana LED yang bermuatan positif dihubungankan ke pin 10, LED bermuatan negatif dihubungkan ke GND. Pada pin 10 merupakan pin yang digunakan untuk digital akuator, dimana mengkonversikan besaran listrik analog menjadi besaran lainnya, sehingga data yang masuk menjadi sebuah cahaya yang keluar. Sebelum itu telah membuat listing program pada software arduino sehingga membuat perintah yang diupload apabila listing program benar maka rangkaian tersebut dapat berjalan. Pada prinsipnya LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju dari anoda menuju katoda. Maka lampu LED akan menyala selama 1 detik kemudian mati selama 1 detik kemudian menyala lagi. Sesuai dari fungsi void loop akan terus membaca sebelum catu daya atau kabel penghubung dicabut. 2. 2 Lampu LED Pada praktikum ini menggunakan dua LED dengan merangkai terlebih dahulu LED dihubungkan dengan kabel penghubung. Dimana LED 1 yang bermuatan positif dihubungankan ke pin 10 dan LED 2 yang bermuatan positif dihubungkan ke pin 9, LED 1 dan LED 2 bermuatan negatif dihubungkan ke GND. Pada pin 10 dan pin 9 merupakan pin yang digunakan untuk digital akuator, dimana mengkonversikan besaran listrik analog menjadi besaran lainnya,. Sebelum itu telah membuat listing program pada software arduino sehingga membuat perintah yang diupload apabila listing program benar maka rangkaian tersebut dapat berjalan. Pada prinsipnya LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju dari anoda menuju katoda. Maka lampu LED 1 akan menyala selama 1 detik kemudian mati selama 1 detik kemudian menyala lagi dan lampu LED 2 akan menyala selama 2 detik kemudian mati selama 2 detik kemudian menyala lagi. Sesuai dari fungsi void loop akan terus membaca sebelum catu daya atau kabel penghubung dicabut. 3. Sensor LDR Pada praktikum ini menggunakan sensor LDR dimana fungsi dari sensor LDR yaitu jenis resistor yang nilai hambatan atau resistansinya tergantung pada intensitas

cahaya yang diterimanya. Nilai hambatan LDR akan menurun apabila cahaya yang diterima terang, serta nilai hambatannya akan menjadi tinggi jika dalam kondisi gelap. Nilai turunnya hambatan akan sebanding dengan jumlah cahaya yang diterimanya. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti kadmium sulfida, dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi bahan menurun. Intensitas cahaya adalah besaran pokok fisika untuk mengukur daya yang dipancarkan oleh suatu sumber cahaya pada arah tertentu persatuan sudut. LDR ini memiliki tiga kaki dimana arus (+) atau bagian kiri sejajar dengan kaki resistor bagian kanan dan dihubungkan dengan pin analog yaitu A1, arus (–) atau bagian kanan dihubungkan dengan GND dan bagian tengah dihubungkan dengan kabel penghubung untuk disambungkan ke sumber tegangan 5 Volt. Dari data yang didapat semakin terang cahaya yang diterima oleh LDR maka nilai yang dihasilkan akan semakin kecil. Begitupula sebaliknya semakin gelap maka nilai hambatan akan semakin besar.

4.3

TUGAS AKHIR 1.

Perbedaan antara pin digital dan pin analog pada arduino uno ? Pin digital : Pin berjumlah 14 (0-13) dan hanya dapat menerjemahkan sinyal berupa sinyal 1 dan 0, yang biasa disebut HIGH dan LOW. Memiliki fungsi sebagai input maupun output yang dapat diatur oleh program. Pada pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11 dapat berfungsi pula sebagai pin analog output dengan nilai tegangan dapat diatur diantara 0 hingga 255 yang mewakili tegangan 0-5 volt. Pin analog : Pin berjumlah 6 (A0-A5) dan memiliki fungsi untuk membaca tegangan yang dihasilkan oleh sensor analog misalnya sensor suhu. Nilai yang dapat dibaca program antara 0 hingga 1023 yang mewakili nilai tegangan 0 hingga 5 volt.

2.

Membuat program lampu lalu lintas ?

Gambar 10 – Program lampu lalu lintas 3 LED

int ledmerah = 5; int ledkuning = 6; int ledhijau = 7;

void setup() { pinMode (ledmerah, OUTPUT); pinMode (ledkuning, OUTPUT); pinMode (ledhijau, OUTPUT); }

void loop() { digitalWrite (ledmerah, HIGH); delay (1000);

digitalWrite (ledmerah, LOW); delay (1000); digitalWrite (ledkuning, HIGH); delay (2000); digitalWrite (ledkuning, LOW); delay (2000); digitalWrite (ledhijau, HIGH); delay (3000); digitalWrite (ledhijau, LOW); delay (3000); }

Gambar 11 – Skema LED merah menyala

Gambar 12 – Skema LED kuning menyala

Gambar 13 – Skema LED hijau menyala

4. Membuat program menggabungkan LDR dan LED ?

Gambar 14 – Program menggabungkan LDR dan LED

int LED = 7; int LDR = A1; int NilaiData = 0; int intensitas = 500;

void setup() { pinMode (LED, OUTPUT); pinMode (LDR, INPUT); Serial.begin (9600); }

void loop() { int Nilai = analogRead(LDR); if (Nilai
} else { digitalWrite (LED, LOW); } Serial.println (Nilai); }

Gambar 15 – Skema LED dan LDR

5. Program Membuat lampu Fade (redup) ?

Gambar 16 – Program lampu fed (redup)

int LED = 10; int TimeDelay;

void setup() { pinMode (LED, OUTPUT); int TimeDelay = 1500; }

void loop() { TimeDelay = TimeDelay = 100; if (TimeDelay <= 0) { TimeDelay = 1500; } digitalWrite (LED, HIGH); delay (TimeDelay); digitalWrite (LED, LOW); delay (TimeDelay); }

Gambar 17 – Skema lampu fed (redup)

V.

PENUTUP 5.1

KESIMPULAN Setelah praktikum mikrokontroler dilaksanakan, diharapkan praktikan mampu memahami, mengetahui apa itusmikrokontroler dan diharapkanspraktikansdapat mengembangkansmikrokontroler.

DAFTAR PUSTAKA http://alannurilazhar.blogspot.com/2015/06/pengertian-mekatronika.html https://pixabay.com/en/arduino-arduino-uno-technology-2168193/ http://www.musbikhin.com/pengertian-sensor-dan-macam-macam-sensor (diakses 03 Maret 2019) Ipanda. 2015. Pengertian Arduino UNO. Diakses pada tanggal 3 Maret 2019 alamat: https://ilearning.me/sample-page-162/arduino/pengertian-arduino-uno/. Kho, Dickson. 2018. Pengertian LED (Light Emitting Diode) dan Cara Kerjanya. [Online] Diakses pada tanggal 3 Maret 2019 alamat: https://teknikelektronika.com/pengertian-led-light-emitting-diode-cara-kerja/. Gemilang, Rama. 2013. Pengertian Sensor LDR Fungsi dan Cara Kerja. [Online] diakses pada tanggal 3 Maret 2019 amalat: http://www.immersa-lab.com/pengertiansensor-ldr-fungsi-dan-cara-kerja-ldr.htm.