Modul 3
1. Tujuan [kembali]
a) Memahami prinsip kerja UART, SPI, dan I2C
b) Mengaplikasikan protokol komunikasi UART, SPI, dan I2C pada Arduino
2. Alat dan Bahan [kembali]
a) Modul Arduino
b) Push Button
c) LED
3. Dasar Teori [kembali]
3.4.1 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.3.4.2 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.3.4.3 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.
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.3.4.4 ArduinoArduino 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 :
BAGIAN-BAGIAN ARDUINO UNO
POWER USBDigunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.POWER JACKSupply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.Crystal OscillatorKristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino.
Jumlah cetak menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.
ResetDigunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.Digital Pins I / OPapan 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 PinsPapan 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 IndicatorLampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan
baik.
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.3.4.2 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.3.4.3 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.
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.3.4.4 ArduinoArduino 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 |
POWER USBDigunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.POWER JACKSupply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.Crystal OscillatorKristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino.
Jumlah cetak menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.
ResetDigunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.Digital Pins I / OPapan 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 PinsPapan 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 IndicatorLampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan
baik.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar