Praktek Antarmuka Masukan Analog Menggunakan Arduino

Imam Ibnu Badri       Sistem Embedded    05.40

DAFTAR ISI

1. Teori Singkat
2. Alat dan Bahan Percobaan
3. Langkah Percobaan
4. Tugas
5. Jawaban

Teori Singkat

Arduino memiliki salah satu fasilitas penting, yaitu ADC (Analog to Digital Converter). Fasilitas ini bertugas untuk mengubah besaran input analog menjadi digital, karena pada dasarnya pengendali mikro adalah piranti digital yang tidak bisa mengenali data yang bersifat analog.

Besaran alam (contoh:suhu, tekanan udara, kelembaban, dll) dapat dibaca menggunakan sensor yang mengeluarkan arus atau tegangan secara analog, padahal pengendali mikro hanya bias mengenali data digital. Untuk itulah fungsi ADC diperlukan, agar pengendali mikro bisa membaca besaran alamiah yang terbaca oleh sensor analog.


Fasilitas ADC yang digunakan pada papan Arduino 8-bit adalah ADC 10-bit sebanyak 6 kanal yang terdapat pada pin A0, A1, A2, A3, A4, A5. Selain pin masukan analog, pada papan Arduino juga terdapat pin masukan tegangan referensi untuk ADC yaitu pin A_ref.

Secara default, tegangan referensi ADC arduino adalah +5.0 volt, namun dengan menggunakan pin Aref bisa diberikan masukan bervariasi. Kalkulasi konversi analog ke digital oleh ADC mengikuti kaidah yang ditunjukan oleh Persamaan 2.1 berikut ini:

Data digital keluaran memiliki satuan bit, sedangkan N menunjukan jumlah bit ADC yang dimiliki oleh papan Arduino , yaitu N=10 untuk jenis Arduino dengan pengendali mikro 8-bit. A_analog adalah tegangan analog yang diterima oleh ADC, sedangkan V_referensi adalah tegangan referensi yang digunakan oleh papan Arduino pada pin V_ref  (default = +5.0 volt).

Alat dan bahan percobaan 

Pada sesi ini akan diperkenalkan tentang cara pembacaan masukan analog pada papan arduino. Adapun alat dan bahan yang digunakan selama percobaan adalah:

1. Multimeter Digital
   Alat bantu pengukur tegangan yang akan digunakan untuk mengukut tegangan masukan analog sebagai data untuk keperluan analisisi kerja ADC. 
2. Potensiometer
   Bahan percobaan yang digunakan sebagai piranti masukan analog. Fungsi potensiometer adalah memberikan variasi masukan tegangan analog (0-5 volt) kepada papan Arduino berdasarkan gerakan putaran ke kiri dan kekanan, seperti yang ditunjukan oleh Gambar 1 berikut ini.

   

   Gambar 1. Potensiometer

3. Sensor suhu LM35
   Bahan percobaan yang digunakan sebagai sensor suhu dengan keluaran tegangan analog linier terdapat perubahan suhu. Fungsi dari piranti ini adalah memberikan informais suhu yang akurat berupa tegangan analog mewakili nilai suhu yang terukur Gambar 2 menunjukan informsai teknis tentang IC LM35.

   

   Gambar 2. Tata letak kaki dan informasi teknis sensor suhu LM35

4. Papan Arduino Uno
   Bahan percobaan sebagai pengendali utama menguji fungsi pembacaan masukan analog dengan melibatkan aktivitas percanbangan antarmuka perangkat keras dan pemrograman perangkat lunak.

Langkah Percobaan 

Percobaan pembacaan masukan analog oleh papan arduino melibatkan dua aktifitas, yaitu perencangan antar perangkat keras dan pemrogram perangkat lunak. Adapun langkah percobaan adalah sebagai berikut :

1. Disain antarmuka perangkat keras Percobaan ini melibatkan aktifitas menghubungkan papan Arduino dengan potensiometer secara benar, seperti yang ditunjukan oleh Gambar 3 berikut :

   

   Gambar 3. Antarmuka Papan Arduino Uno dengan Potensiometer

2. Pemrograman perangkat lunak
   Setelah perangkat keras selesai dirakit , selanjutnya membuat kode program untuk membaca masukan analog dari potensiometer. Ketik contoh kode program berikut ini, Kompilais dan upload ke papan Arduino. Kemudian pengamatan dilakukan menggunakan monitor data serial pada Arduino IDE.
   

   #define potensiometer A0
   int ADC_OUT;
   
   void setup(){
     Serial.begin(9600);
     pinMode(potensiometer, INPUT);
   }
   
   void loop(){
     ADC_OUT = analogRead (pontensiometer);
     Serial.print("Nilai Digital = ");
     Serial.printIn(ADC_OUT);
     delay(1000);
   }
   

3. Analisis Hasil Percobaan
   Berdasarkan data pengukuran tegangan masukan analog dengan multi-meter digital dan berdasarkan pengamatan melalaui monitor data serial, lakukan pencatatan hasil berdasarkan table 1 Tahap selanjutnya adalah menganalisa kesalahan konversi ADC berdasarkan selisih antara hasil pengukuran multi-meter digital dengan kalkulasi secara teori matematis yang ditunjukan oleh persamaan 1.

   

   Tabel 1

   Selanjutnya hasil perbandingan dalam table 1 dibuat dalam bentuk grafik perbandingan menggunakan Microsoft excel dan simpulkan.

Tugas 

Berikut ini deskripsi tugas yang harus anda lakukan terkait dengan tahapan-tahapan percobaan yang sudah dilakukan.

1. Merakit antarmuka perangkat keras antara sensor suhu LM35 dengan papan Arduino UNO seperti yang ditunjukan Gambar 4 berikut ini.

   

   Gambar 4. Antarmuka papan Arduino Uno dengan LM35

2. Membuat kode program yang menerjemahkan masukan analog LM35 menjadi informasi suhu dalam satuan Centigrade (^oC) berdasarkan informasi teknis yang ditunjukan oleh Gambar 2.
3. Kompilasi dan upload kode program yang sudah anda buat, kemudian amati hasilnya. 
4. Membuat laporan percobaan yang berisi foto antarmuka perangkat keras dan kode program yang berisi dibuat dan berjalan dengan benar.

Jawaban

Akan segera diupload

Daftar Isi - Sistem Embedded