MODUL 3
COMMUNICATION
1. Tujuan [back]
1. Memahami prinsip kerja UART, SPI, dan I2C
2. Mengaplikasikan protokol komunikasi UART, SPI, dan I2C pada Arduino
A. Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART)
UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) adalah bagian perangkat keras
komputer yang menerjemahkan antara bit-bit paralel data dan bit-bit serial. UART biasanya
berupa sirkuit terintegrasi yang digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau port
serial perangkat periperal.
Cara Kerja Komunikasi UART
Gambar 27. Cara Kerja Komunikasi UART
Data dikirimkan secara paralel dari data bus ke UART1. 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 mengkonversikan data dan menghapus
bit tambahan, kemudia 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 yaituMOSI, 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 28. Cara Kerja Komunikasi 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 Intergrated Circuit (I2C)
Inter Integrated Circuit atau sering disebut I2C adalah standar komunikasi serial dua
arahmenggunakan 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 29. Cara Kerja Komunikasi 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. Kondisi
start dimana saat pada SDA beralih dari logika high ke low sebelum SCL. Kondisi stop dimana
saat pada SDA beralih dari logika low ke high sebelum SCL.
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) ACK/NACK bit berfungsi sebagai pemberi kabar jika data frame ataupun address
frame telahditerima receiver.
D. ArduinoArduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya terdapat utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang kita gunakan dalam praktikum ini adalah Arduino Uno yang menggungakan chip AVR ATmega 328P. Dalam memprogram Arduino, kita bisa menggunakan komunikasi serial agar Arduino dapat berhubungan dengan komputer ataupun perangkat lain.
Adapun spesifikasi dari Arduino Uno ini adalah sebagai berikut :
Arduino Uno
Bagian-bagian arduino uno:
-Power USB
Digunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.
-Power jack
Supply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.
-Crystal Oscillator
Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino. Jumlah cetak menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.
-Reset
Digunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.
-Digital Pins I / O
Papan Arduino UNO memiliki 14 Digital Pin. Berfungsi untuk memberikan nilai logika (0 atau 1). Pin berlabel " ~ " adalah pin-pin PWM ( Pulse Width Modulation ) yang dapat digunakan untuk menghasilkan PWM.
-Analog Pins
Papan Arduino UNO memiliki 6 pin analog A0. Digunakan untuk membaca sinyal atau sensor analog seperti sensor jarak, suhu, dsb, dan mengubahnya menjadi nilai digital.
-LED Power Indicator
Lampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan baik.
Bagian - bagian pendukung:
-RAM
RAM (Random Access Memory) adalah tempat penyimpanan sementara pada komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap, tidak memperdulikan letak data tersebut dalam memori atau acak. Secara umum ada 2 jenis RAM yaitu SRAM (Static Random Acces Memory) dan DRAM (Dynamic Random Acces Memory).
-ROM
ROM (Read-only Memory) adalah perangkat keras pada computer yang dapat menyimpan data secara permanen tanpa harus memperhatikan adanya sumber listrik. ROM terdiri dari Mask ROM, PROM, EPROM, EEPROM.
Block Diagram Mikrokontroler ATMega 328P pada Arduino UNO
Adapun block diagram mikrokontroler ATMega 328P dapat dilihat pada gambar berikut:
Block diagram dapat digunakan untuk memudahkan / memahami bagaimana kinerja dari mikrokontroler ATMega 328P.
Pin-pin ATMega 328P:
Rangkaian Mikrokontroler ATMega 328P pada Arduino UNO
Tidak ada komentar:
Posting Komentar