Bagian dan Fungsi Pada Board Arduino

Bagian dan Fungsi Pada Board Arduino

Arduino UNO

Pada pembahasan sebelum-sebelumnya mengenai materi mikrokontroler hingga Arduino (Disini), (Disini), (Disini), (Disini), dan yang terbaru tentang jenis-jenis Arduino (Disini), kita mendapat gambaran tentang apa itu mikrokontroler dan apa itu Arduino secara umum agar tidak salah dalam mengartikannya. Nah, kali ini akan dibahas mengenai komponen utama pada Arduino yang tentu saja sudah dibahas di pembahasan sebelumnya (baca pada link2 diatas) yaitu sebuah microcontroller dengan merk ATmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation.

Berbagai seri Arduino (Disini) menggunakan tipe mikrokontroler ATmega yang berbeda-beda tergantung dari spesifikasinya, sebagai contoh Arduino UNO menggunakan ATmega328 sedangkan untuk ArduinoMega 2560 menggunakan ATmega2560 dan yang lebih canggih lagi bahkan Arduino Galileo adalah papan mikrokontroler berdasarkan Intel® Quark SoC X1000 Application Processor. Dapat dibayangkan perkembangan teknologi mikrokontroler yang sangat cepat dan canggih untuk membantu kita menciptakan inovasi-inovasi yang menarik kedepannya.

Untuk memberikan gambaran sedikit lebih detail mengenai apa saja yang terdapat di dalam sebuah microcontroller, maka pada Gambar 1 berikut ini akan diperlihatkan contoh diagram blok sederhana dari microcontroller ATmega328 (dipakai pada Arduino UNO) dan sedikit penjelasan fungsi bagian tersebut.

Gambar 1. Diagram Blok ATmega328

Bagian-bagian dari diagram blok di atas dapat dijelaskan secara sederhana sebagai berikut:

1. Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) adalah antar muka yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-232, RS-422 dan RS-485.
2. 2KB RAM yang terdapat pada memory kerja bersifat volatile (hilang saat daya dimatikan), digunakan oleh variable-variabel di dalam program.
3. 32KB RAM flash memory bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan program yang dimuat dari komputer. Selain program, flash memory juga menyimpan bootloader. Bootloader adalah program inisiasi yang ukurannya kecil, dijalankan oleh CPU saat daya dihidupkan. Setelah bootloader selesai dijalankan, berikutnya program di dalam RAM akan dieksekusi.
4. 1KB EEPROM bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan data yang tidak boleh hilang saat daya dimatikan. Tidak digunakan pada papan Arduino (red: namun bisa diakses/diprogram oleh pemakai dan digunakan sesuai kebutuhan).
5. Central Processing Unit (CPU), bagian dari microcontroller untuk menjalankan setiap instruksi dari program.
6. Port input/output, pin-pin untuk menerima data (input) digital atau analog, dan mengeluarkan data (output) digital atau analog.

Setelah mengenal bagian-bagian utama dari microcontroller ATmega sebagai komponen utama, selanjutnya kita akan mengenal bagian-bagian dari papan/board Arduino itu sendiri. Setelah mengenal struktur atau bagian-bagian pada mikrokontrolernya, selanjutnya kita akan mengulas bagian-bagian apa saja yang ada pada Arduino. Agar lebih familiar dengan bagian-bagian Arduino yang akan dibahas, kita mengambil contoh sebuah papan Arduino tipe USB dengan seri UNO karena seri ini sangat sering digunakan untuk tahap belajar (dasar) dalam mengenal mikrokontroler untuk saat ini dan banyak dijual dipasaran Indonesia.

Dengan mengetahui bagian-bagian dari papan Arduino UNO diharapkan akan mempermudah dalam mempelajari jenis papan arduino yang lain. Adapun bagian-bagiannya dari papan Arduino tipe USB dengan seri UNO ini secara garis besar dapat dijelaskan secara umum dan sederhana yaitu sebagai berikut:

Gambar 2. Bagian-bagian Board Arduino UNO

Berdasarkan pada Gambar 2, akan diurutkan bagian-bagian dari board Arduino beserta fungsi-fungsinya yaitu sebagai berikut:

1)      USB Soket/Power USB

USB Soket/Power USB digunakan untuk memberikan catu daya ke Papan Arduino menggunakan kabel USB dari komputer. Selain menjadi port catu daya, USB juga memiliki berfungsi untuk:

                                i.            Memuat program dari komputer ke dalam board Arduino.

                              ii.            Komunikasi serial antara papan Arduino dan komputer begitu juga sebaliknya.

Pada versi lebih lama Arduino terdapat sambungan SV1 Sambungan atau jumper untuk memilih sumber daya yang digunakan, apakah dari sumber eksternal atau menggunakan USB. Sambungan ini tidak diperlukan lagi pada papan Arduino versi terakhir karena pemilihan sumber daya eksternal atau USB dilakukan secara otomatis.

2)      Power (Barrel Jack)

Papan Arduino dapat juga diberikan colokan catu daya secara langsung dari sumber daya AC dengan menghubungkannya ke Barrel Jack yang tersedia. Tegangan maksimal yang dapat diberikan kepada Arduino maksimal 12volt dengan range arus maksimal 2A (Agar regulator tidak panas).

3)      Voltage Regulator

Fungsi dari voltage regulator adalah untuk mengendalikan atau menurunkan tegangan yang diberikan ke papan Arduino dan menstabilkan tegangan DC yang digunakan oleh prosesor dan elemen-elemen lain.

4)      Crystal Oscillator

Kristal (quartz crystal oscillator), jika mikrokontroler dianggap sebagai sebuah otak, maka kristal adalah jantung-nya karena komponen ini menghasilkan detak-detak yang dikirim kepada mikrokontroler 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. Bagaimana Arduino menghitung waktu? Jawabannya adalah, dengan menggunakan crystal oscillator. Angka yang tertulis pada bagian atas crystal 16.000H9H berarti bahwa frekuensi dari oscillator tersebut adalah 16.000.000 Hertz atau 16 MHz.

5)      5, 17 Arduino Reset

Kita dapat mereset papan arduino, misalnya memulai program dari awal. Terdapat dua cara untuk mereset Arduino Uno. Pertama, dengan menggunakan reset button (17) pada papan arduino. Kedua, dengan menambahkan reset eksternal ke pin Arduino yang berlabel RESET (5). Perhatikan bahwa tombol reset ini bukan untuk menghapus program atau mengosongkan mikrokontroler.

6)      3.3V (6) − Supply 3.3 output volt

7)      5V (7) − Supply 5 output volt

Sebagaian besar komponen yang digunakan papan Arduino bekerja dengan baik pada tegangan 3.3 volt dan 5 volt.

8)      GND (8)(Ground) – Ada beberapa pin GND pada Arduino, salah satunya dapat digunakan untuk menghubungkan ground rangkaian.

9)      Vin (9) – Pin ini juga dapat digunakan untuk memberi daya ke papan Arduino dari sumber daya eksternal, seperti sumber daya AC.

10)  10 Analog pins

Papan Arduino Uno memiliki enam pin input analog A0 sampai A5. Pin-pin ini dapat membaca tegangan dan sinyal yang dihasilkan oleh sensor analog seperti sensor kelembaban atau temperatur dan mengubahnya menjadi nilai digital yang dapat dibaca oleh mikroprosesor. Program dapat membaca nilai sebuah pin input antara 0 – 1023, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5V.

11)  Main microcontroller

Setiap papan Arduino memiliki Mikrokontroler (11). Kita dapat menganggapnya sebagai otak dari papan Arduino. IC (integrated circuit) utama pada Arduino sedikit berbeda antara papan arduino yang satu dengan yang lainnya. Mikrokontroler yang sering digunakan adalah ATMEL. Kita harus mengetahui IC apa yang dimiliki oleh suatu papan Arduino sebelum memulai memprogram arduino melalui Arduino IDE. Informasi tentang IC terdapat pada bagian atas IC. Untuk mengetahui kontruksi detai dari suatu IC, kita dapat melihat lembar data dari IC yang bersangkutan.

12)  12 ICSP pin

Kebanyakan, ICSP (12) adalah AVR, suatu programming header kecil untuk Arduino yang berisi MOSI, MISO, SCK, RESET, VCC, dan GND. Hal ini sering dirujuk sebagai SPI (Serial Peripheral Interface), yang dapat dipertimbangkan sebagai “expansion” dari output. Sebenarnya, kita memasang perangkat output ke master bus SPI.

In-Circuit Serial Programming (ICSP)Port ICSP memungkinkan pengguna untuk memprogram microcontroller secara langsung, tanpa melalui bootloader. Umumnya pengguna Arduino tidak melakukan ini sehingga ICSP tidak terlalu dipakai walaupun disediakan.

13)  Power LED indicator

LED ini harus menyala jika menghubungkan Arduino ke sumber daya. Jika LED tidak menyala, maka terdapat sesuatu yang salah dengan sambungannya.

14)  14 TX dan RX LEDs

Pada papan Arduino, kita akan menemukan label: TX (transmit) dan RX (receive). TX dan RX muncul di dua tempat pada papan Arduino Uni. Pertama, di pin digital 0 dan 1, Untuk menunjukkan pin yang bertanggung jawab untuk komunikasi serial. Kedua, TX dan RX led (13). 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.

15)  Digital I/O

Papan Arduino Uno memiliki 14 pin I/O digital (15), 6 pin output menyediakan PWM (Pulse Width Modulation). Pin-pin ini dapat dikonfigurasikan sebagai pin digital input untuk membaca nilai logika (0 atau 1) atau sebagai pin digital output untuk mengendalikan modul-modul seperti LED, relay, dan lain-lain. Pin yang berlabel “~” dapat digunakan untuk membangkitkan PWM.

16)  AREF

AREF merupakan singkatan dari Analog Reference. AREF kadanag-kadang digunakan untuk mengatur tegangan referensi eksternal (antar 0 dan 5 Volts) sebagai batas atas untuk pin input analog input.

Catatan:

 Arduino UNO memiliki 14 pin input/output digital (0-13) yang berfungsi sebagai input atau output, dapat diatur oleh program. 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, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5V.

Demikian sedikit penjebaran mengenai Bagian dan Fungsi Pada Board Arduino. Diharapkan pembaca dapat lebih mengenal arduino secara fungsi dan kemampuan dari Arduino khususnya Arduino UNO ketika ingin membuat sebuah projek. Tulisan ini masih terdapat banyak kekurangan, silahkan tulis dikomentar jika ada materi tambahan yang lainnya.

Terima Kasih,

Salam Otomatisasi

Fungky King

Sumber:
www.arduino.cc