MODUL 1 PRAKTIKUM UP & UC

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan ...

• Tugas Pendahuluan 1
• Tugas Pendahuluan 2
• Laporan Akhir 1
• Laporan Akhir 2

MODUL I
GENERAL INPUT DAN OUTPUT

1. Pendahuluan[Kembali]

a) Asistensi dilakukan 1x
b) Praktikum dilakukan 1x

2. Tujuan[Kembali]

a) Memahami cara penggunaan input dan output digital pada mikrokontroler
b) Menggunakan komponen input dan output sederhana dengan Raspberry Pi Pico
c) Menggunakan komponen Input dan Output sederhana dengan STM32F103C8

3. Alat dan Bahan[Kembali]

A. Alat

Raspberry Pi Pico

STM32F103C8

Probe

B. Bahan

Resistor

a. Komponen Input

Touch Sensor

PIR Sensor

Push Button

b. Komponen Output

LED

Buzzer

c. Komponen Lainnya

Mikrokontroler

4. Dasar Teori[Kembali]

A. Resistor

Resistor merupakan komponen penting dan sering dijumpai dalam sirkuit Elektronik. Boleh dikatakan hampir setiap sirkuit Elektronik pasti ada Resistor. Tetapi banyak diantara kita yang bekerja di perusahaan perakitan Elektronik maupun yang menggunakan peralatan Elektronik tersebut tidak mengetahui cara membaca kode warna ataupun kode angka yang ada ditubuh Resistor itu sendiri.

Seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.

Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.

Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor :

Tabel Kode Warna Resistor

Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna :

Cara menghitung nilai resistor 4 gelang

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2

Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)

Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%

Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :

Cara Menghitung Nilai Resistor 5 Gelang Warna

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3

Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)

Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau = 5

Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%

Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.

Contoh-contoh perhitungan lainnya :

Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi

Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10% toleransi

Cara menghitung Toleransi :

2.200 Ohm dengan Toleransi 5% =

2200 – 5% = 2.090

2200 + 5% = 2.310

ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm

B. Komponen Input

-Push Button

    Push Button Module adalah modul elektronika yang dirancang untuk mendeteksi tekanan tombol atau saklar oleh pengguna. Modul ini biasanya terdiri dari tombol fisik yang ditekan untuk memungkinkan aliran arus atau sinyal saat ditekan dan memutus aliran ketika dilepaskan. Push Button Module sering digunakan dalam proyek-proyek elektronika dan mikrokontroler sebagai antarmuka antara pengguna dan sistem. Modul ini dapat terhubung ke pin input pada mikrokontroler atau perangkat elektronik lainnya, dan ketika tombol ditekan, dapat memicu aksi tertentu, seperti memulai atau menghentikan suatu proses, atau mengganti kondisi atau mode operasi pada sistem. Keberadaan Push Button Module memudahkan implementasi interaksi manusia-mesin dalam berbagai aplikasi elektronika.

    Push Button Module bekerja berdasarkan prinsip saklar elektronik yang terdapat di dalamnya. Modul ini memiliki dua terminal yang terhubung oleh saklar yang secara default terbuka. Saat tombol ditekan, saklar tersebut menutup, menciptakan jalur listrik dan memungkinkan arus mengalir. Ketika tombol dilepaskan, saklar membuka kembali dan memutus aliran listrik. Push Button Module biasanya dihubungkan ke mikrokontroler atau sirkuit logika lainnya, dan ketika tombol ditekan, perubahan status saklar diinterpretasikan sebagai sinyal input yang memicu aksi tertentu dalam program atau sistem, menjadikannya antarmuka yang efektif untuk interaksi pengguna dalam proyek elektronika atau mikrokontroler.

-Sensor PIR

Sensor PIR adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu objek. Sesuai dengan namanya sensor PIR bersifat pasif yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor PIR adalah alat yang dapat mendeteksi radiasi dari berbagai objek. Seperti yang diketahui semua objek memancarkan energi radiasi, sebagai contoh ketika terdeteksi sebuah gerakan dari sumber infra merah dengan suhu tertentu yaitu manusia, ketika mencoba melewati sumber infra merah lain misal dinding, maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor.

Berikut cara kerja sistem pemantau gerakan atau sensor PIR untuk keamanan rumah ketika sensor mendeteksi gerakan:

1. Ketika sensor PIR dalam kondisi standby, maka siap mendeteksi gerakan.
2. Setelah mendeteksi gerakan, Sensor PIR memberikan signal ke control panel.
3. Control panel mengirim signal ke aplikasi SECOM yang sudah terinstal di smartphone sebagai notifikasi jika terjadi gerakan.
4. Aplikasi akan berbunyi dan menampilkan notifikasi melalui smartphone jika ada gerakan yang terdeteksi oleh sensor.
5. Anda dapat melihat foto hasil tangkapan yang terdeteksi melewati sensor melalui aplikasi yang sama.
6. Jika terpasang sirene (indoor/outdoor) maka akan ada suara alarm keras dan kedipan lampu dari sirene yang juga menerima hasil signal dari control panel hasil deteksi sensor PIR.

-Touch Sensor

Touch Sensor merupakan sensor elektronik yang bisa mendeteksi adanya sentuhan. Sensor tersebut akan beroperasi sebagai saklar ketika disentuh. Misalnya saja saklar pada lampu, layar sentuh pada smartphone dan lain sebagainya. Seiring perkembangan teknologi yang semakin pesat, sensor sentuh semakin banyak digunakan dan sudah menggeser peranan saklar mekanik pada perangkat elektronik. 

1. Sensor Kapasitif

Sensor kapasitif merupakan sensor sentuh yang sangat populer. Hal ini dikarenakan sensor kapasitif tahan lama, lebih kuat, mudah digunakan dan memiliki harga yang lebih murah jika dibandingkan dengan sensor resistif. Saat ini sudah banyak smartphone yang menggunakan teknologi ini karena menghasilkan respon yang lebih akurat. Sensor kapasitif memanfaatkan sifat konduktif alami yang ada pada tubuh manusia untuk mendeteksi perubahan layar sentuhnya. Biasanya layar sentuh sensor kapasitif terbuat dari bahan konduktif Indium Tin Oxide (ITO) yang dilapisi oleh kaca tipis dan hanya bisa disentuh oleh jari manusia atau stylus khusus yang memiliki sifat konduktif. Ketika jari menyentuh layar, maka akan terjadi perubahan medan listrik pada layar sentuh tersebut dan direspon oleh prosesor untuk membaca pergerakan jari tangan tersebut. Selain itu, sentuhan kita tidak akan direspon oleh layar sensor kapasitif jika menggunakan bahan non-konduktif sebagai perantara jari tangan dan layar sentuh tersebut.

2. Sensor Resistif  

Sensor resistif tidak tergantung pada sifat listrik yang terjadi pada konduktivitas plat logam. Sensor resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya. Sensor ini bisa beroperasi pada bahan non-konduktif seperti pena, stylus atau jari di dalam sarung tangan karena tidak perlu mengukur perbedaan kapasitansi. Sensor resistif memiliki dua lapisan konduktif yang dipisahkan oleh jarak yang sangat kecil. Lapisan atas dan lapisan bawahnya terbuat dari sebuah film. Film-film tersebut dilapisi oleh Indium Tin Oxide yang merupakan konduktor listrik yang baik dan transparan. Cara kerjanya hampir sama dengan sebuah saklar. Ketika film lapisan atas memperoleh tekanan tertentu baik dengan jari atau pun stylus, maka film lapisan atas akan bersentuhan dengan film lapisan bawah sehingga menimbulkan aliran listrik pada titik koordinat tertentu pada layar tersebut dan memberikan signal ke prosesor untuk melakukan proses selanjutnya.

3. Multi Touch

Multi touch merupakan teknologi layar sentuh yang sudah mengalami perkembangan. Adapun kelebihan yang dimiliki yaitu bisa disentuh oleh lebih dari satu jari. Multi touch bisa disentuh secara bersamaan hingga puluhan jari dari beberapa orang yang berbeda sekaligus. Sensor ini bisa digunakan untuk mengecilkan, membesarkan, mengubah posisi bahkan memindahkan posisi suatu objek pada layar monitor seperti foto atau games. Pada umumnya, multi touch banyak digunakan di komputer, smartphone, MP3 player dan lain sebagainya.

4. Surface Acoustic Wave

Biasanya sistem teknologi ini menggunakan gelombang ultrasonik untuk bisa mendeteksi kejadian pada permukaan layarnya. Ada dua transduser yang terdapat pada monitornya, yaitu pengirim dan penerima sinyal ultrasonik. Teknologi ini dilengkapi dengan sebuah reflektor yang memiliki fungsi untuk mencegah gelombang ultrasonik agar tetap berada pada area layar monitor. Kedua transduser tersebut dipasang pada empat sisi, dua vertikal dan dua horizontal. Jika panel touchnya tersentuh langsung, maka nantinya bagian dari gelombang tersebut ada yang terserap oleh sentuhan. Misalnya, terhalang oleh tangan, stylus dan lain sebagainya. Adanya perubahan berupa gelombang yang dipancarkan disebabkan oleh sentuhan ini. Perubahan gelombang ultrasonik yang sudah terjadi akan diterima oleh receiver dan diterjemahkan langsung dalam bentuk pulsa listrik. Kemudian informasi sentuhan ini akan mengalami perubahan menjadi suatu data yang akan diteruskan ke controller untuk diproses lebih lanjut. Data yang dihasilkan dari sentuhan tersebut yaitu data langsung mengenai posisi tangan yang menyentuh sinyal ultrasonik. Jika hal ini dilakukan secara kontinyu, maka akan ada banyak sensor gelombang ultrasonik pada media yang sudah disentuhnya. 

 

Cara Kerja dan Komponen Layar Sentuh:

Pada umumnya, layar sensor memiliki sensor sentuh, pengontrol dan driver perangkat lunak sebagai tiga komponen utama. Layar sentuh dibutuhkan untuk dikombinasikan dengan tampilan dan komputer untuk membuat sistem layar sentuh.

1. Sensor Sentuh

Pada umumnya, sensor sentuh memiliki arus listrik atau sinyal yang melewatinya dan menyentuh layar sehingga menyebabkan perubahan sinyal. Perubahan ini digunakan untuk menentukan lokasi sentuhan layar.

2. Driver Perangkat Lunak

Adanya driver perangkat lunak ini memungkinkan layar sentuh dan komputer untuk bekerja bersama. Kemudian memberi tahu ke Operating System (OS) cara berinteraksi informasi acara sentuh yang dikirim dari pengontrol.

3. Pengendali (Controller)

Controller akan dihubungkan diantara sensor sentuh dan PC. Dibutuhkan informasi dari sensor dan menerjemahkannya untuk memahami PC. Pengendali ini menentukan jenis koneksi yang dibutuhkan.

C. Komponen Output

-LED (Light Emiting Diode)

LED adalah suaatu semikonduktor yang memancarkan cahaya, LED mempunyai kecenderungan polarisasi. LED mempunyai kutub positif dan negatif (p-n) dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang melewati LED. Ini menyebabkan LED tidak akan mengeluarkan emisi cahaya.

-Buzzer 

Buzzer adalah sebuah komponen elektronik yang berfungsi mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasaranya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi electromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indicator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm). Oleh karena itu buzzer banyak digunakan sebagai alarm peringatan karena suara yang di keluarkannya sangatlah bising ditelinga.

Buzzer Listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Pada umumnya, Buzzer yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan pada rangkaian antimaling, Alarm pada Jam Tangan, Bel Rumah, peringatan mundur pada Truk dan perangkat peringatan bahaya lainnya. Jenis Buzzer yang sering ditemukan dan digunakan adalah Buzzer yang berjenis Piezoelectric, hal ini dikarenakan Buzzer Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah dalam menggabungkannya ke Rangkaian Elektronika lainnya. Buzzer juga termasuk dalam Transduser yang sering disebut dengan Beeper.