01 - Pengenalan Arduino

Bagi pemula belajar arduino uno ver3, belajar dimulai dari mengenal 3 titian tahap :

1. Mengenal Hardware Arduino
2. Mengenal Software pemrograman Arduino
3. Mempelajari bahasa / perintah / intruksi pemrograman

1. Mengenal Harware Arduino

Untuk memahami Arduino, terlebih dahulu kita harus memahami terlebih dahulu apa yang dimaksud dengan physical computing. Physical computing adalah membuat sebuah sistem atau perangkat fisik dengan menggunakan software dan hardware yang sifatnya interaktif yaitu dapat menerima rangsangan dari lingkungan dan merespon balik. Physical computing adalah sebuah konsep untuk memahami hubungan yang manusiawi antara lingkungan yang sifat alaminya adalah analog dengan dunia digital. Pada prakteknya konsep ini diaplikasikan dalam desain-desain alat atau projek-projek yang menggunakan sensor dan microcontroller untuk menerjemahkan input analog ke dalam sistem software untuk mengontrol gerakan alat-alat
elektro-mekanik seperti lampu, motor dan sebagainya.

Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source. Pertama-tama perlu dipahami bahwa kata “platform” di sini adalah sebuah pilihan kata yang tepat. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory microcontroller. Ada banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan profesional dengan menggunakan Arduino, selain itu juga ada banyak modul-modul pendukung (sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan dengan Arduino. Arduino berevolusi menjadi sebuah platform karena ia menjadi pilihan dan acuan bagi banyak praktisi.  

Arduino dikembangkan oleh sebuah tim yang beranggotakan orang-orang dari berbagai belahan dunia. Anggota inti dari tim ini adalah:

1. Massimo Banzi Milano, Italy  
2. David Cuartielles Malmoe, Sweden
3. Tom Igoe New York, US
4. Gianluca Martino Torino, Italy
5. David A. Mellis Boston, MA, USA

Jenis Boar Arduino :

1. Arduino USB
   
   
   Menggunakan USB sebagai antar muka pemrograman atau komunikasi komputer. Contoh:
   • Arduino Uno
   • Arduino Duemilanove
   • Arduino Diecimila
   • Arduino NG Rev. C
   • Arduino NG (Nuova Generazione)
   • Arduino Extreme dan Arduino Extreme v2
   • Arduino USB dan Arduino USB v2.0


2. Arduino Serial
   Menggunakan RS232 sebagai antar muka pemrograman atau komunikasi komputer.
   
   
   

   Contoh: Arduino Serial dan Arduino Serial v2.0 

   
   

   
   
3. Arduino Mega 

4. Arduino FIO
   
5. Arduino LILYPAD
   
6. Arduino NANO dan Arduino MINI
   

KOMPONEN UTAMA BOARD ARDUINO 

Komponen utama di dalam papan Arduino adalah sebuah microcontroller 8 bit dengan merk ATmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation. Berbagai papan Arduino menggunakan tipe ATmega yang berbeda-beda tergantung dari spesifikasinya, sebagai contoh Arduino Uno menggunakan ATmega328 sedangkan Arduino Mega 2560 yang lebih canggih menggunakan ATmega2560.  

Untuk memberikan gambaran mengenai apa saja yang terdapat di dalam sebuah microcontroller, pada gambar berikut ini diperlihatkan contoh diagram blok sederhana dari microcontroller ATmega328 (dipakai pada Arduino Uno).

Blok-blok di atas dijelaskan sebagai berikut:

• Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) adalah antar muka yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-232, RS-422 dan RS-485. 
• 2KB RAM pada memory kerja bersifat volatile (hilang saat daya dimatikan), digunakan oleh variable-variabel di dalam program. 
• 32KB RAM flash memory bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan program  yang dimuat dari komputer. Selain program, flash memory juga menyimpan bootloader. 
Bootloader adalah program inisiasi yang ukurannya kecil, dijalankan oleh CPU saat daya
dihidupkan. Setelah bootloader selesai dijalankan, berikutnya program di dalam RAM
akan dieksekusi.

• 1KB EEPROM bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan data yang tidak boleh hilang saat daya dimatikan. Tidak digunakan pada papan Arduino.
• Central Processing Unit (CPU), bagian dari microcontroller untuk menjalankan setiap instruksi dari program.
• Port input/output,  pin-pin untuk menerima data (input) digital atau analog, dan mengeluarkan data (output) digital atau analog.  

BAGIAN-BAGIAN PAPAN ARDUINO  
Dengan mengambil contoh sebuah papan Arduino tipe USB, bagian-bagiannya dapat dijelaskan sebagai berikut.

14 pin input/output digital (0-13) Berfungsi sebagai input atau output, dapat diatur oleh program. Khusus untuk 6 buah pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11, dapat juga berfungsi sebagai pin analog output dimana tegangan output-nya dapat diatur. Nilai sebuah pin output analog dapat diprogram antara 0 – 255, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5V.

USB  Berfungsi untuk: Memuat program dari komputer ke dalam papan Komunikasi serial antara papan dan komputer Memberi daya listrik kepada papan

Sambungan SV1 Sambungan atau jumper untuk memilih sumber daya papan, apakah dari sumber eksternal atau menggunakan USB. Sambungan ini tidak diperlukan lagi pada papan Arduino versi terakhir Q1 – Kristal (quartz crystal oscillator)

Jika microcontroller dianggap sebagai sebuah otak, maka kristal adalah jantung-nya karena komponen ini menghasilkan detak-detak yang dikirim kepada microcontroller agar melakukan sebuah operasi untuk setiap detak-nya. Kristal ini dipilih yang berdetak 16 juta kali per detik (16MHz).

Tombol Reset S1  Untuk me-reset papan sehingga program akan mulai lagi dari awal. Perhatikan bahwa tombol reset ini bukan untuk menghapus program atau mengosongkan microcontroller.

In-Circuit Serial Programming (ICSP)  Port ICSP memungkinkan pengguna untuk memprogram microcontroller secara langsung, tanpa melalui bootloader. Umumnya pengguna Arduino tidak melakukan ini sehingga ICSP tidak terlalu dipakai walaupun disediakan.

IC 1 – Microcontroller Atmega   Komponen utama dari papan Arduino, di dalamnya terdapat CPU, ROM dan RAM.

X1 – sumber daya eksternal Jika hendak disuplai dengan sumber daya eksternal, papan Arduino dapat diberikan tegangan DC antara 9-12V.

6 pin input analog (0-5)  Pin ini sangat berguna untuk membaca tegangan yang dihasilkan oleh sensor analog, seperti sensor suhu. Program dapat membaca nilai sebuah pin input antara 0 – 1023, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5V.