1 . Board Arduino Uno

6052455554_a4301347ef_b.jpg (110 KB)

Untuk tutorial kali ini kita akan mengenal board Arduino. Arduino memiliki type board yang berbeda-beda sesuai kebutuhan dan pengaplikasiannya. Seperti Arduino Uno, Arduino Mega, Arduio nano, Arduino Fio, Arduino lylipad dan banyak lainnya. Saya akan mecoba menjelaskan dengan Arduino yang paling umum di gunakan untuk mempelajari Arduino, yaitu Arduino Uno. sebagai langakah awal dalam memahami fungsi-fungsi yang terdapat pada board Arduino. sampai sekarang Arduino Uno sudah beberapa kali mengalami upgrade, yg terbaru sekarang Arduino Uno R3.

Sebenarnya untuk materi ini sudah di sediakan oleh pihak pengembang di  https://www.Arduino.cc/, mungkin dari kalian masih ada yang kebingungan untuk memahaminya, jadi akan saya coba sederhanakan pembehasanya supaya kalian bisa lebih cepat memahaminya, adapun yang akan saya bahas pada toturial kali ini :

  • Spesifikasi Arduino Uno.
  • Design layout Arduino Uno.
  • Penjelasan komponen pada board Arduino Uno.
  • Sumber Daya / Power board
  • Fungsi pin pada board Arduino Uno.


2 . Spesifikasi Arduino Uno

Setiap board pada Arduino memiliki spesfikasi bervariasi tergantug dari IC (Integrated Circuit), pin dan komponen yang terdapat pada board. Karena kita sedang membahas Arduino Uno sebagai langkah awal memahami fungsi board Arduino, berikut spesifikasi Arduino Uno :

Microcontroller

ATmega328P

Operating Voltage

5V

Input Voltage (recommended)

7-12V

Input Voltage (limit)

6-20V

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 (ATmega328P) of which 0.5 KB used by bootloader

SRAM

2 KB (ATmega328P)

EEPROM

1 KB (ATmega328P)

Clock Speed

16 MHz

LED_BUILTIN

13

Length

68.6 mm

Width

53.4 mm

Weight

25 g


3 . Design Schematic Arduino Uno

schematic-Arduino-Uno-smd.png (125 KB)

Atau kalian dapat mendownload file pdf design schematic yang  lebih jelas di: https://www.Arduino.cc/en/uploads/Main/Arduino-uno-smd-schematic.pdf

Bagaiman pendapat kalian setelah melihat schematic di atas, apakah membingunkan? Tentu saja bagi yang awam bisa mengerutkan keningnya untuk  memahami design schematic ini, beda halnya dengan kalian yang sudah expert di bagian Arduino, yang terbiasa membuat design mini sistem mikrokontroler sendiri. Kalian tidak usah khawatir, untuk langkah awal kita cukup memahami pin, komponen, sumber power yang terdapat di board Arduino. Di bawah sudah saya sederhanakan untuk memahami board Arduino Uno di Penjelasan komponen pada board Arduino Uno


4 . Penjelasan Komponen Pada Board Arduino Uno

Untuk Referensi board Arduino kalian dapat melihatnya di https://www.Arduino.cc/en/reference/board , berikut tampilan board Arduino Uno :

Arduino-Uno.jpg (57 KB)

Untuk lebih sederhana saya akan menjelaskan board Arduino Uno dengan layout yang sudah di berikan warna, secara umum layout board Arduino seperti berikut :

arduino_board.png (63 KB)

1.png (3 KB)  (orange) Pin Analog reference (Aref), berfungsi  untuk mengatur tegangan referensi eksternal (antar 0 dan 5 Volts).

2.png (3 KB)  (hijau terang) Pin GND, berfungsi sebagai pin digital ground.

3.png (3 KB)  (Hijau) Pin digital 2-13, berfungsi sebagai pin digital Input/Output, Pin-pin ini dapat di konfigurasikan sebagai pin digital input untuk membaca nilai logika (0 atau 1) biasanya digunakan sebagai pin digital output untuk mengendalikan modul-modul seperti LED, relay, dan lain-lain. Khusus untuk 6 buah pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11, dapat juga berfungsi sebagai pin analog output dimana tegangan output-nya dapat diatur. Nilai sebuah pin output analog dapat diprogram antara 0 – 255, yang mewakili nilai tegangan 0 - 5V.

4.png (3 KB)  (Hijau gelap) Pin 0 dan 1, pin 0 (RX) menerima dan pin 1 (TX) mengirim, pin yang bertanggung jawab untuk komunikasi serial, pin ini tidak bisa di gunakan untuk pin digital I/O (digitalRead dan digitalWrite), jika kamu ingin digunakan untuk pin serial komunikasi (misalnya : Serial.begin). TX led akan berkedip dengan kecepatan yang berbeda saat mengirim data serial. Kecepatan kedip tergantung pada baud rate yang digunakan oleh papan Arduino. RX berkedip selama menerima proses.

5.png (3 KB)  (Biru Gelap) Tombol Reset, berfungsi untuk mereset program dari board, sehingga program akan mulai beroperasi dari awal kembali.

6.png (3 KB)  (Biru kehijauan) In-circuit Serial Programmer (ICSP), digunakan untuk memprogram sebuah mikrokontroller seperti Atmega328 menggunakan jalur USB Atmega16U2 atau secara langsung. Umumnya pengguna Arduino tidak melakukan ini, sehingga ICSP tidak terlalu dipakai walaupun disediakan.

7.png (3 KB)  (Biru terang) Pin Analog A0-A5, Berfungsi untuk membaca nilai analog dengan nilai hasil konversi berkisar dari 0 hingga 1023, yang mewakili nilai tegangan 0 - 5V. Pin-pin ini dapat membaca tegangan dan sinyal yang dihasilkan oleh sensor analog seperti sensor kelembaban atau temperature.

8.png (3 KB)  (Orange) power, Berfungsi sebagai Power Supply output volt, 3,3V dan 5V, dan ada juga pin Vin (9V) yang dapat digunakan untuk memberi daya ke papan Arduino dari sumber daya eksternal.

9.png (3 KB)  Orange terang) Ground. Berfungsi  untuk menghubungkan ground rangkaian.

10.png (3 KB)  (Merah muda) eksternal power supply atau biasa di sebut barrel jack, berfungsi sebagai port power  board dengan besar tegangan yg di rekomendasikan (7-12V DC) dan arus 2A.

11.png (3 KB)  (Ungu) Sambungan SV1, berfungsi untuk memilih sumber daya Board Arduino, apakah menggunakan USB atau sumber eksternal, untuk versi terakhir fungsi ini tidak digunakan lagi karena pemilihan power sudah di lakukan secara otomatis.

12.png (3 KB)  (Kuning) USB, berfungsi untuk meng upload sketch ke Board Arduino sebagai komunikasi  antara Board dan Komputer, bisa juga sebagai power board Arduino.

Q1 – Kristal (quartz crystal oscillator) komponen ini menghasilkan detak-detak (frekuensi) yang dikirim kepada microcontroller agar melakukan sebuah operasi untuk setiap detak-nya. Kristal ini dipilih yang berdetak 16 juta kali per detik (16MHz). Crystal oscillator membantu Arduino dalam hal yang berhubungan dengan waktu.

IC 1 – Microcontroller Atmega Komponen utama dari papan Arduino, di dalamnya terdapat CPU, ROM dan RAM. Untuk Arduino Uno menggunakan ATmega328. Kita dapat menganggapnya sebagai otak dari papan Arduino. IC (integrated circuit) pada board Arduino berbeda dengan satu dengan yang lainnya.


5 . Sumber Daya / Power Board

Power board Arduino pada umumnya berasal dari 2 masukan :

1. Pertama board Arduino dapat di aktifkan dengan koneksi port USB (A plug to B plug).

2. Catu daya eksternal yang di hubungkan ke port konektor power (jack ukuran 2.1mm) masukan sumber daya board yang sudah di sediakan. Sumber tegangan plug jack ini bisa berasal dari :

  • battery 6-12V DC, 
  • Adaptor AC/DC,
  • power bank (portable battery charger) 6-12V DC
  • memakai modul tambahan seperti YW robot power supply.

Daya listrik yang di sarankan untuk Board Arduino adalah 7 sampai 12V DC walaupun maksimalnya bisa mencapai 20V DC. bila tegangan yang di supply di bawah 7V DC, kemungkinan pin 5V Board Arduino tidak beroperasi dengan stabil sedangkan bila di beri tegangan lebih 12V DC regulator akan cepat panas dan dapat merusak board Arduino. Pada board Arduino terdapat pin tegangan, untuk penjelasan pin power board saya jelaskan di bawah pada Pin Power.


6 . Fungsi Pin Pada Arduino Uno

Arduino Uno menyediakan 20 pin I/O, yang terdiri dari 6 pin input analog dan 14 pin digital input/output. Untuk 6 pin analog sendiri bisa juga difungsikan sebagai output digital jika diperlukan output digital tambahan selain 14 pin yang sudah tersedia. Untuk mengubah pin analog menjadi digital cukup mengubah konfigurasi pin pada program. Dalam board kita bisa lihat pin digital diberi keterangan 0-13, jadi untuk menggunakan pin analog menjadi output digital, pin analog yang pada keterangan board 0-5 kita ubah menjadi pin 14-19. dengan kata lain pin analog 0-5 berfungsi juga sebagi pin output digital 14-19.

IC (Integrated Circuit) pada Arduino uno menggunakan Atmega168/328p, kaki-kaki pada IC terhubung dengan pin, dan komponen lainnya, untuk jelasnya, kalian dapat melihat di

https://www.Arduino.cc/en/Hacking/PinMapping168 atau melihat gambar di bawah :

pin-atmega168.png (118 KB)

Pin Digital

Sinyal pin digital baik itu yang di terima atau yang dikirim bernilai biner yang berarti 0 dan 1 atau Hign dan Low, contoh penggunaanya untuk mengendalikan modul-modul seperti LED, relay, dan lain-lain. Setiap 14 Pin digital pada board Arduino Uno bisa di gunakan secara umum untuk input/output menggunakan perintah pinMode(), digitalRead(), dan digitalWrite(). Input/output dioperasikan pada 5 volt. Setiap pin dapat menghasilkan atau menerima maximum 40 mA dan memiliki internal pull-up resistor (disconnected oleh default) 20-50K Ohm yang dapat di fungsikan untuk on dan off (high dan low)  menggunakan digitalWrite(). Beberapa pin lainnya memiliki fungsi tambahan sebagai berikut :

  • Serial : pin 0 (RX) dan pin 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX) TTL data serial. Pin ini terhubung pada pin yang koresponding dari USB  ke TTL chip serial. biasanya digunakana untuk modul gps, Bluetooth wifi modul dan banyak lagi lainnya.
  • Interupt eksternal : pin 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasikan untuk trigger sebuah interap pada low value, rising atau falling edge, atau perubahan nilai.
  • PWM : pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Mendukung 8-bit output PWM dengan fungsi analogWrite().
  • SPI : pin 10 (SS), pin 11 (MOSI), pin 12 (MISO), pin 13 (SCK). Pin ini mensuport komunikasi SPI, yang mana masih mendukung hardware, yang tidak termasuk pada bahasa Arduino.
  • LED : pin 13. Ini adalah dibuat untuk koneksi LED ke digital pin 13. Ketika pin bernilai HIGH, LED hidup, ketika pin LOW, LED mati.

Pin Analog

Sinyal pin analog bersifat kontinyu,yaitu sinyal 0 dan 1 yang di sesuaikan, misalnya untuk pembacaan sensor kelembapan atau temperature, untuk pembacaan nilai sensor tersebut secara berkala. Arduino Uno memiliki 6 input analog, berlabel A0 sampai A5, yang masing-masing menyediakan resolusi 10 bit (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Secara default mereka mengukur dari ground sampai 5 volt. pin input analog mendukung konversi analog-ke-digital (ADC) 10-bit menggunakan fungsi analogRead ().

Pin Power

  • VIN. Tegangan masukan untuk board Arduino apabila tidak sedang menggunakan USB. Misalnya dari adaptor. Anda juga dapat menyuplai tegangan Arduino pada jack DC yang tersedia. jika memasok tegangan melalui soket daya, akseslah melalui pin ini  Perhatikan bahwa papan yang berbeda menerima rentang voltase input yang berbeda
  • 5V. Tegangan yang diregulasi. Ini bisa berasal dari tegangan masukan di pin VIN atau juga dari USB 
  • 3V3. Tegangan sebesar 3.3 volt yang dihasilkan dari chip FTDI (USB to TTL). Jumlah arus maksimum pada pin ini adalah 50 mA.
  • GND. Pin Ground
  • IOREF –  Pin ini penyedia referensi tengangan agar mikrokontroler beroperasi dengan baik. Memilih sumber daya yang tepat atau mengaktifkan penerjemah tegangan pada output untuk bekerja dengan 5V atau 3.3V.

Pin lainya

  • AREF: Tegangan untuk input analog. Digunakan oleh fungsi analogReference().
  • Reset: Apabila pin ini diberi keadaan LOW, pin ini akan mereset mikrokontroler. biasanya pada suatu kondisi project Arduino, board Arduino tidak bisa di reset kerna terhalang, maka di perlukan button eksternal tambahan untuk meresert, melalui pin ini. 
  • TWI: pin A4 atau pin SDA dan  A5 atau pin SCL. Support TWI communication menggunakan Wire library. Inilah pin sepasang lainnya di board UNO

Demikian tutorial Pengenalan Menu Tampilan Software Arduino IDE. Jika ada pertanyaan, jangan ragu untuk bertanya di kolom komentar. Terima Kasih :)