Modul 3 - Communication

[Kembali ke Menu Sebelumnya]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4.Percobaan

Percobaan

a. Tugas Pendahuluan

b. Laporan Akhir 1

c. Laporan Akhir 2

*klik teks untuk menuju 

Modul III
Communication

1. Tujuan [kembali]

• Memahami prinsp kerja UART, SPI, dan I²C 
• Mengaplikasikan protokol komunikasi UART, SPI, dan I²C pada Arduino

2. Alat dan Bahan [kembali]

• Module Arduino

3. Dasar Teori [kembali]

A. Universal Asynchronous Receiver Transmitter

UART (Universal Asyncrhronous Receiver Transmitter) adalah bagian perangkat keras komputer yang menterjemahkan bit-bit paralel data dan bit-bit serial. UART biasanya berupa sirkuit terintergrasi yang digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau port serial perangkat periperal.

Cara Kerja Komunikasi UART :

Gambar 1. Cara Kerja UART 

Data dikirimkan secara paralel dari data bus ke UART 1, 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 mengonversikan data dan menghapus bit tambahan, kemudian di transfer secara parallel ke data bus penerima.

B. 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

Gambar 2. Cara Kerja 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.

C. 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.

Cara Kerja Komunikasi I2C

Gambar 3. Cara Kerja 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.

1. Kondisi start dimana saat pada SDA beralih dari logika high ke low sebelum SCL.
2. Kondisi stop dimana saat pada SDA beralih dari logika low ke high sebelum SCL.
3. 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)
4. ACK/NACK bit berfungsi sebagai pemberi kabar jika data frame ataupun address frame telah diterima receiver.

D. Arduino

Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroller dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang digunakan adalah arduino uno yang menggunakan chip AVR Atmega 328P. Dalam memprogram Arduino, kita bisa menggunakan komunikasi serial agar arduino dapat berhubungan dengan komputer atau perangkat lain.

Spesifikasi dari Arduino Uno  adalah :

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

BAGIAN-BAGIAN ARDUINO UNO

Power USB

Digunakan untuk menghubungkan papan arduino dengan komputer lewat USB

Power Jack

Supply atau sumber listrik dengan tipe jack. Input DC 5 - 12V. 

Crystal Oscillator

Kristal ini digunakan sebagai jantung pada arduino. Jumlah cetak di gambar diatas menunjukkan 16000 atau 16000KHz, atau 16MHz.

Reset

Digunakan untuk mengulang program arduino dari awal/reset.

Digital Pins I/O

Papan arduino UNO memilik 14 digital Pin. Berfungsi untuk memberikan nilai logika (0 dan 1). Pin berlabel ~ adalah pin-pin PWM yang dapat digi=unakan untuk menghasilkan PWM.

Analog Pins

Papan arduino UNP memilik 6 pasang pin analog A0 sampai A5. Digunakan untuk membaca sinyal atau sensor analog seperti sensor jarak, suhu dan sebagainya, lalu mengubahnya menjadi nilai digital.

LED Power Indicator

Lampu ini akan menyala dan menandakan papan arduino mendapatkan supply listrik dengan baik.