Mengenal Board UNO R3

Tak kenal maka tak sayang. Oleh karena itu, sebelum kita memulai melakukan beberapa eksperimen dalam mempelajari Arduino, ada baiknya kita mengenal terlebih dahulu MCU (Micro Controller Unit) yang akan kita gunakan, yaitu Board Uno R3 Arduino compatible.

Board UNO R3 adalah sebuah development board untuk chip ATMega328. Anda bisa lihat chip tersebut pada gambar diatas adalah chip yang berbentuk seperti IC dengan 32 kaki bertuliskan ATMEL ATMEGA328. Development board berarti board ini didesain sedemikian rupa agar memudahkan kita dalam prototyping rangkaian yang menggunakan chip ATMega328 tersebut.

Misal anda akan membuat sebuah jam digital menggunakan chip ATMega328 yang menampilkan jam pada seven segment, memiliki feature alarm dan sensor suhu. Anda bisa saja langsung merangkai komponen-komponen tersebut pada PCB buatan anda sendiri, atau pada PCB lubang, dan menyolder kaki-kaki dari chip ATMega328 ke seven segment, sensor suhu, buzzer alarm, dan tombol-tombol. Namun jika langsung dirangkai dalam PCB sebelum melalui proses purwa rupa atau prototyping, kemungkinan besar rangkaian tersebut akan mengalami banyak kegagalan, atau memerlukan penyempurnaan tambahan. Dan jika sudah disolder, memperbaiki kegagalan tersebut akan lebih sulit dan lebih memakan waktu.Untuk alasan itulah development board diciptakan. Pada development board seperti board UNO R3 ini, chip ATMega328 telah dirangkai sedemikian rupa, sehingga anda bisa menghubungkan pin-pin I/O dengan mudah melalui lubang-lubang header yang disediakan.

Teknik prototyping dilakukan dengan bantuan Breadboard atau papan projek dan kabel-kabel jumper. Komponen-komponen atau modul dan sensor yang diperlukan dihubungkan ke breadboard, dan dari breadboard ke development board dengan kabel-kabel jumper. Karena pemasangan dan pelepasan kabel pada breadboard sangat mudah serta tidak memerlukan penyolderan, maka proses prototyping dan trial and error menjadi mudah sehingga bisa tercapai rangkaian yang sempurna dengan lebih cepat. Pemrograman chip bisa dilakukan tanpa repot, dan jika setelah rangkaian dan pemrogaman selesai, skema dan program yang sama bisa diterapkan pada PCB akhir yang menggunakan chip yang sama.

Pin Input Output (I/O) pada board UNO R3 berjumlah 18 buah, 14 buah pin digital, dan 6 buah pin Analog. Jumlah pin I/O tersebut sama dengan pin yang dimiliki oleh chip ATMega328 karena pada dasarnya development board UNO R3 hanyalah sebuah board yang memperpanjang kaki chip ke lubang-lubang header agar mudah ditancap kan kabel jumper, ditambah beberapa aksesoris seperti beberapa led, colokan jack daya dan USB.

Sekarang mari kita lihat letak pin digital dan pin analog tersebut pada board UNO.

Pin digital tersebut diletakkan bertetangga dari mulai pin D0 hingga pin D13, yang ditandai dengan angka 0 hingga 13. Jika anda perhatikan, pada beberapa pin yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11 memiliki tanda khusus yaitu tanda ~ yang disitu berarti pin tersebut memiliki kemampuan PWM (Pulse Width Modulation). Apa itu PWM akan dijelaskan pada tutorial selanjutnya.

Pada pin 0 dan 1 pun memiliki tanda khusus. Pin 0 memiliki tanda RX dan pin 1 memiliki tanda TX. Kedua pin ini adalah pin komunikasi serial (Hardware UART) yang digunakan untuk komunikasi dengan alat lain, dimana RX adalah pin yang menerima data (Receive) dan TX adalah untuk mengirim data (Transmit). Karena kedua pin ini adalah pin komunikasi data serial, maka kedua pin ini jarang kita pergunakan, karena akan bentrok dengan komunikasi data USB (ketika kita mengupload program/sketch, atau ketika kita membuka jendela Serial Monitor). Saat kita menggunakan USB, pin 0 dan 1 akan otomatis terpakai.

Pin analog terletak pada sisi yang berseberangan dengan pin digital.

Terdapat 6 buah pin analog yang dapat anda pergunakan, A0 hingga A5.

Pin lain yang ada pada board adalah pin-pin kelompok Power, atau pin-pin yang berkaitan dengan sumber daya. Sebelum melanjutkan pembahasan mengenai pin power pada board UNO ini, mari kita ketahui terlebih dahulu, bagaimana cara memberi sumber daya ke board UNO.

Chip micro controller ATMega328 memiliki tegangan kerja 5V, sehingga tegangan yang dibutuhkan oleh chip adalah 5V. Karena board UNO adalah develompent board dari chip Atmega328, maka board UNO memerlukan tegangan 5V untuk bisa bekerja.

Sumber tegangan untuk board UNO bisa diperolleh dari beberapa cara. Cara pertama yang paling mudah adalah melalui kabel USB ke port USB yang ada pada board.

Ketika anda menghubungkan board ke port USB laptop atau komputer anda, maka board UNO akan memperoleh tegangan 5V yang mengalir di setiap port USB. Demikian juga dengan power bank. Jika anda menghubungkan kabel USB dari power bank ke board UNO, maka board akan menyala.

Cara kedua untuk memberi tegangan ke board UNO adalah menggunakan adaptor DC melalui jack DC yang ada pada board UNO. Adaptor yang bisa digunakan adalah adaptor bertegangan 7V hingga 12V, dan disarankan di 9V. Pada board UNO sudah ada chip regulator yang akan menurunkan tegangan 7-12V tadi menjadi 5V yang sama dengan tegangan kerja chip ATMega328.

Cara ketiga adalah dengan memberikan tegangan 5V langsung ke pin yang bertuliskan 5V pada board Uno. Dengan memberikan 5V langsung ke pin itu, maka akan mengalir 5V ke semua jalur VCC pada board sehingga board UNO akan menyala.

Mari kita perhatikan pin-pin power yang ada pada board UNO. Pin yang bertuliskan GND adalah Ground atau yang biasa ditafsirkan sebagai kutub negatif dari sumber tegangan. Ada 3 buah pin GND, dan semua nya saling terhubung, anda bebas menggunakan yang manapun.

Pin 5V terhubung dengan seluruh jalur 5V pada board, sehingga jika kita memberi tegangan 5V ke pin tersebut maka board akan menyala. Begitupun jika kita memberi tegangan ke board via USB atau jack DC, akan ada tegangan 5V dari pin tersebut.

Pin bertuliskan 3.3V akan mengeluarkan tegangan 3.3V jika board sedang menyala. Tegangan 3.3V ini diperoleh dari tegangan 5V yang diturunkan menjadi 3.3V oleh chip regulator yang terdapat pada board Uno.

Pin Vin bersifat mirip dengan jack DC. Pin tersebut bisa menerima 7V hingga 12V untuk memberi tenaga ke board Uno. Arus yang masuk via pin Vin akan diturunkan ke 5V oleh chip voltage regulator yang built in pada board.

Pin Res adalah pin yang terhubung dengan kaki RESET dari chip ATMega328. Reset digunakan dalam proses upload sketch, atau digunakan untuk me restart arduino. Untuk me restart arduino, pin reset dihubungkan ke GND, atau bisa juga dengan menekan tombol reset yang ada di pojok board.

Pin AREF adalah pin referensi tegangan untuk Analog to Digital Converter (ADC). Misal jika kita akan menggunakan ADC untuk memonitor sebuah sinyal yang memiliki rentang antara 0 sampai 1.5V, maka kita bisa memperoleh skala penuh dari ADC dengan menghubungkan pin AREF ke sinyal 1.5V. Pin ini hanya bisa menerima antara 0 sampai 5V.

Pin AREF agak jarang digunakan pada percobaan untuk pemula. Pin ini akan mulai digunakan pada tutorial tingkat lanjut dimana tingkat ketelitian pembacaan tegangan dibutuhkan dengan presisi lebih tinggi.

Pin SDA dan SCL terhubung ke pin A4 dan A5, arti nya menggunakan pin SDA dan SCL akan sama dengan menggunakan pin A4 dan A5. Pin SDA dan SCL adalah pin yang digunakan dalam komunikasi data menggunakan I2C

Mari kita lihat ada apa lagi di board UNO yang harus kita ketahui.

Pada board UNO, terdapat beberapa led yang terpasang. 1 buah led yang bertuliskan ON adalah led power, yang akan menyala ketika board menerima tegangan 5V.

Led bertuliskan TX dan RX adalah led untuk indikator komunikasi UART. Led tersebut akan menyala ketika ada aktifitas Transmit dan Receive pada saluran komunikasi serial (UART), baik itu melalui port USB atau langsung melalui pin 0 dan 1.

Led terakhir yang di beri label L, ini adalah led yang secara built in terhubung ke pin digital 13. Jadi anda bisa menggunakan led built in ini untuk mencoba sketch-sketch yang menggunakan led, tanpa harus memasang led tambahan

Sekarang anda sudah mengetahui pin-pin yang terdapat pada board UNO. Anda pun sudah mengetahui fungsi dari 4 led yang ada. Akan muncul pertanyaan lagi, untuk apa header 3x2 pin yang ada pada board Uno?

Header male tersebut adalah header ICSP (In Circuit Serial Programming). Port ICSP bisa kita gunakan untuk memprogram chip ATMega328 secara langsung ke chip, tanpa melalui USB atau UART. Melalui ICSP ini juga kita bisa mengisi bootloader Arduino ke chip ATMega328. Bootloader bisa dianggap sebagai OS (Operating System) dasar untuk chip microcontroller, sehingga chip bisa berkomunikasi dengan program Arduino IDE. Pada setiap board Uno R3 yang ada dalam kit, sudah terisi bootloader pada chip ATMega328 nya, sehingga anda bisa langsung menggunakan nya dengan program Arduino IDE.

Upload program atau sketch melalui ICSP dapat dilakukan dengan bantuan modul-modul programmer seperti Modul USBASP Programmer. Tinggal hubungkan modul USBASP ke header ICSP tersebut, hubungkan USBASB ke port USB komputer, dan upload sketch dengan menu Upload Using Programmer pada program Arduino IDE. Namun untuk hal ini tidak diperlukan untuk belajar tahap awal. Upload sketch bisa dilakukan dengan mudah hanya dengan menggunakan kabel USB pada port USB yang ada

Lubang-lubang header juga banyak terdapat pada boar Uno ini. Pada setiap sisi pin I/O, terdapat lubang header yang bisa dipasagkan header male jika dibutuhkan. Lubang-lubang itu berhubungan dengan pin I/O yang bersebelahan dengan nya, misal lubang di sisi A5 adalah sama dengan A5, lubang disisi A4 adalah sama dengan pin A4, demikian dengan lubang-lubang disisi pin lain nya.

Pada bagian dekat pin-pin analog terdapat lubang-lubang yang bisa dipasang header male tambahan. Pada dasarnya lubang-lubang tersebut hanya pararel dengan pin-pin yang sudah ada sebelum nya. RX dan TX, sama dengan pin 0 dan 1, SDA dan SCL sama dengan pin SDA/SCL yang telah dijelaskan sebelum nya. GND, 5V, dan 3.3V juga sama dengan pin-pin power yang telah ada

You may like this