a) Memahami prinsip kerja UART, SPI, dan I2C
b) Mengaplikasikan protokol komunikasi UART, SPI, dan I2C
a) Modul Arduino
b) ESP32
c) Dipswitch
d) LED
e) Seven Segment
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
Gambar 1. 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.
4.2 Serial Peripheral Interface (SPI)
Serial Peripheral Interface ( SPI ) merupakan salah satu mode komunikasi serial synchrounouskecepatan tinggi yang dimiliki oleh ATmega 328. Komunikasi SPI membutuhkan 3 jalur yaituMOSI, 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
Gambar 2. 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 akanmentransfer data ke master melalui MISO.
4.3 Inter Integrated Circuit (I2C)
Inter Integrated Circuit atau sering disebut I2C adalah standar komunikasi serial dua arahmenggunakan 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
Gambar 3. 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 memintadata 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 telahditerima receiver.
4.4 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
:
Gambar 1. Arduino
Uno
|
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
|
A. BAGIAN-BAGIAN ARDUINO UNO
1. POWER USB
Digunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer
lewat koneksi USB.
2.
POWER JACK
Supply atau sumber listrik untuk
Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.
3. Crystal Oscillator
Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino. Jumlah cetak
menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.
4. Reset
Digunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.
5.
Digital Pins I / O
Papan Arduino UNO memiliki 14 Digital Pin. Berfungsi untuk memberikan nilai logika
( 0atau 1 ). Pin berlabel " ~ " adalah pin-pin PWM ( Pulse Width
Modulation ) yang dapat digunakan untuk menghasilkan PWM.
6.
Analog Pins
Papan Arduino UNO memiliki 6 pin analog A0 sampai A5.
Digunakan untuk membaca sinyalatau sensor
analog seperti sensor jarak, suhu dsb, dan mengubahnya menjadi
nilai digital.
7. LED Power Indicator
Lampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik denganbaik.
B. BAGIAN-BAGIAN PENDUKUNG
1. RAM
RAM (Random Access Memory) adalah tempat penyimpanan
sementara pada komputer yang isinya dapat diakses
dalam waktu yang tetap, tidak memperdulikan letak data tersebut dalam
memori atau acak. Secara umum ada 2 jenis RAM yaitu
SRAM (Static Random Acces Memory) dan DRAM (Dynamic Random Acces Memory).
2.
ROM
ROM (Read-only
Memory) adalah perangkat
keras pada computer
yang dapat menyimpan data secara permanen tanpa harus
memperhatikan adanya sumber listrik. ROM terdiri dari Mask ROM, PROM, EPROM,
EEPROM.
0 komentar:
Posting Komentar