Development Board Uno R3 adalah papan pengembangan mikrokontroler yang berbasis Arduino yang menggunakan chip ATmega328P. Disebut sebagai papan pengembangan karena board ini memang berfungsi sebagai arena prototyping sirkuit mikrokontroller. Dengan menggunakan papan pengembangan, anda akan lebih mudah merangkai rangkaian elektronika mikrokontroller dibanding jika anda memulai merakit ATMega328 dari awal di breadboard.
Board Uno R3 memiliki 14 digital pin input / output (atau biasa ditulis I/O, dimana 6 pin diantaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 pin input analog, menggunakan crystal 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP dan tombol reset. Hal tersebut adalah semua yang diperlukan untuk mendukung sebuah rangkaian mikrokontroler. Cukup dengan menghubungkannya ke komputer dengan kabel USB atau diberi power dengan adaptor AC-DC atau baterai, anda sudah dapat bermain-main dengan Arduino UNO anda tanpa khawatir akan melakukan sesuatu yang salah. Kemungkinan paling buruk hanyalah kerusakan pada chip ATMega328, yang bisa anda ganti sendiri dengan mudah dan dengan harga yang relatif murah.
Kata " Uno " berasal dari bahasa Italia yang berarti "satu", dan dipilih untuk menandai peluncuran Software Arduino (IDE) versi 1.0. Sejak awal peluncuran hingga sekarang, board Uno telah berkembang menjadi versi Revisi 3 atau biasa ditulis REV 3 atau R3. Software Arduino IDE, yang bisa diinstall di Windows maupun Mac dan Linux, berfungsi sebagai software yang membantu anda memasukkan (upload) program ke chip ATMega328 dengan mudah.
Spesifikasi
Chip mikrokontroller
ATmega328P
Tegangan operasi
5V
Tegangan input (yang direkomendasikan, via jack DC)
7V - 12V
Tegangan input (limit, via jack DC)
6V - 20V
Digital I/O pin
14 buah, 6 diantaranya menyediakan PWM
Analog Input pin
6 buah
Arus DC per pin I/O
20 mA
Arus DC pin 3.3V
50 mA
Memori Flash
32 KB, 0.5 KB telah digunakan untuk bootloader
SRAM
2 KB
EEPROM
1 KB
Clock speed
16 Mhz
Dimensi
68.6 mm x 53.4 mm
Berat
25 g
Open Source Hardware
Board Uno adalah hardware open source (OSH - Open Source Hardware). Dengan demikian anda dan siapapun dapat membuat sendiri board Uno versi anda sendiri. Skema board Uno dapat anda download disini. File Eagle untuk membuat PCB nya dapat anda download disini
Pemrograman
Pemrograman board Uno dilakukan dengan menggunakan Arduino Software (IDE) yang bisa anda dapatkan gratis disini. Chip ATmega328 yang terdapat pada board Uno R3 telah diisi program awal yang sering disebut bootloader. Bootloader tersebut yang bertugas untuk memudahkan anda melakukan pemrograman lebih sederhana menggunakan software Arduino IDE, tanpa harus menggunakan tambahan hardware lain. Cukup hubungkan board Uno dengan kabel USB ke PC atau Mac/Linux anda, jalankan software Arduino IDE, dan anda sudah bisa mulai memrogram chip ATmega328. Lebih mudah lagi, di dalam Software sudah diberikan banyak contoh program yang memanjakan anda dalam belajar mikrokontroller. Sumber tutorial pun cukup mudah diperoleh dan banyak tersedia berlimpah di internet karena board ini sudah sangat populer
Untuk pengguna mikrokontroller yang sudah lebih mahir, anda dapat tidak menggunakan bootloader dan melakukan pemrograman langsung via header ICSP (In Circuit Serial Programming) dengan menggunakan port ISP
Board Uno R3 telah dilengkapi dengan chip ATmega16U2 yang telah diprogram sebagai konverter USB to Serial. Firmware ATmega16U2 di load oleh DFU bootloader, dan untuk merubahnya anda dapat menggunakan software Atmel Flip (Windows) atau DFU programmer (Mac OSX dan Linux), atau menggunakan header ISP dengan menggunakan hardware external programmer.
Proteksi
Development board Uno R3 telah dilengkapi dengan polyfuse yang dapat direset untuk melindungi port USB komputer/laptop anda dari korsleting atau arus berlebih. Meskipun kebanyakan komputer telah memiliki perlindungan port tersebut didalamnya namun sikring pelindung pada board Uno memberikan lapisan perlindungan tambahan yang membuat anda bisa dengan tenang menghubungkan Arduino ke komputer anda. Jika lebih dari 500mA ditarik pada port USB tersebut, sirkuit proteksi akan secara otomatis memutuskan hubungan, dan akan menyambung kembali ketika batasan aman telah kembali.
Power Supply
Board Uno dapat ditenagai dengan power yang diperoleh dari koneksi kabel USB, atau via power supply eksternal. Pilihan power yang digunakan akan dilakukan secara otomatis
External power supply dapat diperoleh dari adaptor AC-DC atau bahkan baterai, melalui jack DC yang tersedia, atau menghubungkan langsung GND dan pin Vin yang ada di board. Board dapat beroperasi dengan power dari external power supply yang memiliki tegangan antara 6V hingga 20V. Namun ada beberapa hal yang harus anda perhatikan dalam rentang tegangan ini. Jika diberi tegangan kurang dari 7V, pin 5V tidak akan memberikan nilai murni 5V, yang mungkin akan membuat rangkaian bekerja dengan tidak sempurna. Jika diberi tegangan lebih dari 12V, regulator tegangan bisa over heat yang pada akhirnya bisa merusak pcb. Dengan demikian, tegangan yang di rekomendasikan adalah 7V hingga 12V
Beberapa pin power yang terdapat pada board Uno R3 :
GND. Ini adalah ground atau negatif.
Vin. Ini adalah pin yang digunakan jika anda ingin memberikan power langsung ke board Arduino dengan rentang tegangan yang disarankan 7V - 12V
Pin 5V. Ini adalah pin output dimana pada pin tersebut mengalir tegangan 5V yang telah melalui regulator
3V3. Ini adalah pin output dimana pada pin tersebut disediakan tegangan 3.3V yang telah melalui regulator
IOREF. Ini adalah pin yang menyediakan referensi tegangan mikrokontroller. Biasanya digunakan pada board shield untuk memperoleh tegangan yang sesuai, apakah 5V atau 3.3V
Memori
Chip ATmega328 pada board Uno R3 memiliki memori 32 KB, dengan 0.5 KB dari memori tersebut telah digunakan untuk bootloader. Jumlah SRAM 2 KB, dan EEPROM 1 KB, yang dapat di baca-tulis dengan menggunakan EEPROM library saat melakukan pemrograman.
Input dan Output (I/O)
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, board Uno R3 memiliki 14 buah digital pin yang dapat digunakan sebagai input atau output, sengan menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digital(Read). Pin-pin tersebut bekerja pada tegangan 5V, dan setiap pin dapat menyediakan atau menerima arus 20mA, dan memiliki tahanan pull-up sekitar 20-50k ohm (secara default dalam posisi disconnect). Nilai maximum adalah 40mA, yang sebisa mungkin dihindari untuk menghindari kerusakan chip mikrokontroller
Beberapa pin memiliki fungsi khusus :
Serial, terdiri dari 2 pin : pin 0 (RX) dan pin 1 (TX) yang digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX) data serial.
External Interrups, yaitu pin 2 dan pin 3. Kedua pin tersebut dapat digunakan untuk mengaktifkan interrups. Gunakan fungsi attachInterrupt()
PWM: Pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11 menyediakan output PWM 8-bit dengan menggunakan fungsi analogWrite()
SPI : Pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), dan 13 (SCK) mendukung komunikasi SPI dengan menggunakan SPI Library
LED : Pin 13. Pada pin 13 terhubung built-in led yang dikendalikan oleh digital pin no 13.
TWI : Pin A4 (SDA) dan pin A5 (SCL) yang mendukung komunikasi TWI dengan menggunakan Wire Library
Board Uno memiliki 6 buah input analog, yang diberi tanda dengan A0, A1, A2, A3, A4, A5. Masing-masing pin analog tersebut memiliki resolusi 10 bits (jadi bisa memiliki 1024 nilai). Secara default, pin-pin tersebut diukur dari ground ke 5V, namun bisa juga menggunakan pin AREF dengan menggunakan fungsi analogReference(). Beberapa in lainnya pada board ini adalah :
AREF. Sebagai referensi tegangan untuk input analog.
Reset. Hubungkan ke LOW untuk melakukan reset terhadap mikrokontroller. Sama dengan penggunaan tombol reset yang tersedia.
Komunikasi
Board Uno R3 memiliki beberapa fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, berkomunikasi dengan board berbasis Arduino lainnya, atau dengan mikrokontroller lain nya. Chip Atmega328 menyediakan komunikasi serial UART TTL (5V) yang tersedia di pin 0 (RX) dan pin 1 (TX). Chip ATmega16U2 yang terdapat pada board berfungsi menterjemahkan bentuk komunikasi ini melalui USB dan akan tampil sebagai Virtual Port di komputer. Firmware 16U2 menggunakan driver USB standar sehingga tidak membutuhkan driver tambahan.
Pada Software Arduino IDE terdapat monitor serial yang memudahkan data textual untuk dikirim menuju atau keluar dari board Uno. Led TX dan RX akan menyala berkedip-kedip ketika ada data yang ditransmisikan melalui chip USB to Serial via kabel USB ke komputer. Untuk menggunakan komunikasi serial dari digital pin, gunakan SoftwareSerial library
Chip ATmega328 juga mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Di dalam software Arduino IDE sudah termasuk Wire Library untuk memudahkan anda menggunakan bus I2C. Untuk menggunakan komunikasi SPI, gunakan SPI library.
Reset Otomatis (software)
Biasanya, ketika anda melakukan pemrograman mikrokontroller, anda harus menekan tombol reset sesaat sebelum melakukan upload program. Pada board Uno, hal ini tidak lagi merepotkan anda. Board Uno telah dilengkapi dengan auto reset yang dikendalikan oleh software pada komputer yang terkoneksi. Salah satu jalur flow control (DTR) dari ATmega16U pada board Uno R3 terhubung dengan jalur reset pada ATmega328 melalui sebuah kapasitor 100nF. Ketika jalur tersebut diberi nilai LOW, mikrokontroller akan di reset. Dengan demikian proses upload akan jauh lebih mudah dan anda tidak harus menekan tombol reset pada saat yang tepat seperti biasanya.
Pilihan terbaik untuk belajar mikrokontroller
Dengan banyak nya fasilitas yang di tawarkan, proteksi, feature dan kemudahan dari board Uno R3, menjadikan board ini menjadi pilihan terbaik untuk membantu anda memahami dan belajar mikrokontroller. Dukungan tutorial, dokumentasi, contoh rangkaian dan proyek-proyek yang menarik tersedia begitu banyak nya di Internet. Tidak diragukan lagi, jika anda ingin mempelajari bagaimana perkawinan antara Software dan Hardware (disinilah keajaiban mikrokontroller yang menjadikannya sangat menarik), board Uno R3 adalah pilihan terbaik anda. Anda bisa memperoleh board nya disini
