DPK 1 : Microkontroler

 Guru : Rita Hartati

A. PENGERTIAN MIKROKONTROLER

Mikrokontroler merupakan perpaduan dua kata, yaitu micro dan controller. Micro berarti ukuran kecil sedangkan controller merupakan alat yang befungsi sebagai pengontrol sebuah sistem. 

B. FUNGSI MIKROKONTROLER

Mikrokontroler adalah alat pengontrol berukuran kecil dan terintegrasi seperti komputer dalam satu chip. Generasi pertama mikrokontroler, yaitu 4-bit, dibuat oleh Texas Instruments pada tahun 1974 dengan seri TMS 1000. Pada tahun 1976, Intel mengembangkan mikrokontroler 8-bit seri 8748. Mikrokontroler disebut sebagai komputer mini karena memiliki komponen utama yang serupa dengan komputer, yaitu:

1. CPU (Central Processing Unit): Menjalankan instruksi yang diberikan.
2. RAM (Random Access Memory): Menyimpan data sementara selama ada arus listrik.
3. ROM (Read Only Memory): Membaca data yang tersimpan secara permanen.
4. Port I/O (Input/Output): Mengirim dan menerima sinyal input dan output.

Teknologi chip pada mikrokontroler membuatnya tergolong sebagai embedded computer.

C. ADRUINO

Arduino adalah rangkaian elektronika berbasis mikrokontroler Atmega328P dari ATMEL, yang berasal dari Italia, dengan jenis populer Arduino Uno R3. Bersifat open source, Arduino memudahkan pengguna mengembangkan dan membangun rangkaian berbasis mikrokontroler tanpa perlu memulai dari awal. Spesifikasi Arduino Uno R3 meliputi: 

1. Chip mikrokontroler Atmega328P dengan tegangan operasi 5V DC.
2. Input tegangan DC 7V-12V.
3. Terdiri dari 14 pin digital I/O (6 pin PWM) dan 6 pin analog.
4. Arus per pin I/O maksimal 20 mA, dan 3.3V pin sebesar 50 mA.
5. Memori flash 32 KB, SRAM 2 KB, dan EEPROM 1 KB.
6. Clock speed 16 MHz.
7. Dimensi 68.6 mm x 53.4 mm, berat 25 g.

Pada sistem power supply, Arduino dapat terhubung melalui dua koneksi: USB (komputer) dan power supply eksternal seperti adaptor atau baterai dengan tegangan DC. Jika menggunakan power supply eksternal, tegangan input yang disarankan adalah 7V hingga 12V. Tegangan kurang dari 7V membuat sistem kurang stabil, sedangkan tegangan di atas 12V dapat menyebabkan panas berlebih dan merusak komponen Arduino.

Port adaptor umumnya digunakan saat Arduino sudah diprogram dan diintegrasikan dengan perangkat elektronik, sementara port USB dipakai untuk pemrograman dan koneksi ke komputer sebelum Arduino dioperasikan dalam sistem.

Berikut adalah keterangan bagian-bagian utama pada board Arduino:

1. Tombol Reset: Menghapus semua data dan program pada board dan mikrokontroler.
2. ICSP: Pin untuk pemrograman mikrokontroler langsung tanpa boot loader Arduino.
3. Aref: Pin referensi untuk tegangan input analog, dapat diatur dengan fungsi analogReference().
4. Ground (GND): Sambungan ke ground tegangan.
5. Pin Digital: Pin I/O yang digunakan dalam program dengan fungsi digitalWrite(), digitalRead(), dan pinMode(). Setiap pin maksimal menyalurkan arus 40 mA. 
6. Port USB: Sumber daya dari komputer dan komunikasi serial untuk pemrograman Arduino.
7. Jack Adaptor DC: Input sumber daya DC, biasanya dari adaptor atau baterai.
8. Pin Power:  VIN: Sumber daya eksternal untuk perangkat yang dikontrol. 5V: Output tegangan maksimal 5V. 3V3: Output tegangan 3. 3V dengan arus maksimal 50 mA. GND: Grounding.
9. Pin Analog: Terdiri dari enam pin (A0-A5), digunakan untuk membaca tegangan dari sensor analog dalam rentang 0-5V, dengan nilai baca 0-1023.
10. Bagian-bagian ini mendukung Arduino sebagai perangkat pengontrol elektronik yang mudah digunakan dalam berbagai aplikasi.

D. PEMROGRAMAN MIKROKONTROLER PADA ADRUINO

Pemrograman Arduino menggunakan bahasa C yang memiliki struktur dasar berikut:

1. Header: Menyertakan file library dengan #include untuk menggunakan fungsi dan sintaks tertentu dalam program, seperti #include <stdio.h>.
2. Deklarasi: Menetapkan variabel dan konstanta yang akan digunakan dalam program. Variabel menyimpan nilai yang bisa berubah selama program berjalan, sementara konstanta nilainya tetap, seperti int alas;.
3. Komentar: Digunakan untuk memberikan keterangan dalam kode tanpa dieksekusi. Single line menggunakan //, dan multiline menggunakan /* ... */.

Pemrograman Arduino menggunakan bahasa C dengan struktur dan aturan penulisan sebagai berikut:

1. Struktur Penulisan: * void setup(): Bagian untuk inisialisasi, dieksekusi sekali saat Arduino dimulai. * void loop(): Bagian utama yang terus dieksekusi selama Arduino terhubung ke sumber daya.
2. Aturan Penulisan: * Komentar satu baris: //. * Komentar multi-baris: /* ... */. * Kode program diapit kurung kurawal { ... }. * Setiap baris kode diakhiri dengan ;.
3. Variabel: Nama yang menyimpan nilai sementara yang dapat berubah sesuai alur program.
4. Tipe Data:

• * Byte: 8-bit (0–255).
• * Int: 2-byte (-32,768 hingga 32,767).
• * Long: 4-byte (-2,147,483,648 hingga 2,147,483,647).
• * Boolean: 1-bit (true atau false).
• * Float: 4-byte untuk desimal (-3.4028235E+38 hingga 3.4028235E+38).
• * Array: Deretan nilai dalam satu variabel, diakses melalui indeks.

Memahami struktur ini membantu dalam menyusun dan menulis kode pada Arduino.