PWM DAN ADC
1. Tujuan
a)
Memahami prinsip
kerja PWM pada mikrokontroler
b)
Memahami prinsip
kerja ADC pada mikrokontroler
c)
Menggunakan PWM dan
ADC pada Arduino
2. Alat dan Bahan
a)
Modul Arduino
b)
Motor DC
c) LM35
3. Dasar Teori
PWM (Pulse Width Modulation) adalah salah satu teknik modulasi dengan mengubah lebar pulsa (duty cylce) dengan nilai amplitudo dan frekuensi yang tetap. Satu siklus pulsa merupakan kondisi high kemudian berada di zona transisi ke kondisi low. Lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi.
Duty Cycle adalah perbandingan antara waktu ON (lebar pulsa High) dengan perioda. Duty Cycle biasanya dinyatakan dalam bentuk persen (%).
Duty Cycle = tON / ttotal
tON = Waktu
ON atau Waktu dimana tegangan keluaran berada pada posisi
tinggi (high atau 1)
tOFF = Waktu OFF atau
Waktu dimana tegangan keluaran berada
pada posisi rendah
(low atau 0)
ttotal = Waktu satu siklus atau penjumlahan antara tON dengan tOFF atau disebut juga dengan “periode satu gelombang”
Pada board Arduino Uno, pin yang bisa dimanfaatkan untuk PWM adalah pin
yang diberi tanda tilde (~), yaitu
pin 3, 5, 6, 9, 10, dan pin 11. Pin-pin tersebut merupakan pin yang bisa difungsikan untuk input analog atau output
analog. Oleh sebab itu, jika akan menggunakan
PWM pada pin ini, bisa dilakukan dengan perintah analogWrite();
PWM pada arduino bekerja pada frekuensi 500Hz,
artinya 500 siklus/ketukan dalam satu detik. Untuk setiap siklus, kita bisa
memberi nilai dari 0 hingga 255. Ketika
kita memberikan angka 0, berarti pada
pin tersebut tidak akan pernah bernilai 5 volt (pin selalu bernilai 0 volt). Sedangkan jika kita memberikan nilai 255,
maka sepanjang siklus akan bernilai 5 volt (tidak pernah 0 volt). Jika kita memberikan nilai 127 (kita anggap
setengah dari 0 hingga 255, atau 50%
dari 255), maka setengah siklus akan bernilai 5 volt, dan setengah siklus lagi
akan bernilai 0 volt. Sedangkan jika
jika memberikan 25% dari 255 (1/4 * 255 atau 64), maka 1/4 siklus akan bernilai 5 volt, dan 3/4
sisanya akan bernilai 0 volt, dan ini akan terjadi 500 kali dalam 1
detik.
Analog to Digital Converter
ADC atau Analog to Digital Converter merupakan salah satu perangkat elektronika yang digunakan sebagai penghubung dalam pemrosesan sinyal analog oleh sistem digital. Fungsi utama dari fitur ini adalah mengubah sinyal masukan yang masih dalam bentuk sinyal analog menjadi sinyal digital dengan bentuk kode-kode digital. Ada 2 faktor yang perlu diperhatikan pada proses kerja ADC yaitu kecepatan sampling dan resolusi.
Kecepatan sampling menyatakan seberapa sering perangkat mampu mengkonversi sinyal analog
ke dalam bentuk sinyal digital dalam selang waktu yang tertentu. Biasa
dinyatakan dalam sample per second (SPS). Sementara Resolusi menyatakan tingkat
ketelitian yang dimilliki. Pada Arduino, resolusi yang dimiliki
adalah 10 bit atau rentang
nilai digital antara 0
- 1023. Dan pada Arduino tegangan referensi yang digunakan adalah 5 volt,
hal ini berarti ADC pada Arduino
mampu menangani sinyal analog dengan tegangan 0 - 5 volt. Pada Arduino, menggunakan pin analog
input yang diawali dengan kode A( A0- A5 pada
Arduino Uno). Fungsi untuk mengambil data sinyal input analog
menggunakan analogRead(pin);
Arduino
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian
elektronik open source yang di dalamnya
terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang kita
gunakan dalam praktikum ini adalah Arduino Uno yang menggunakan 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
:
|
Microcontroller ATmega328P |
|
Operating Voltage 5
V |
|
Input Voltage
(recommended) 7 – 12 V |
|
Input Voltage (limit) 6 – 20 V |
|
Digital I/O
Pins 14 (of which 6 provide PWM
output) |
|
PWM Digital I/O Pins 6 |
|
Analog Input Pins 6 |
|
DC Current per I/O
Pin 20
mA |
|
DC Current for 3.3V
Pin 50 mA |
|
Flash Memory 32 KB of
which 0.5 KB used by bootloader |
|
SRAM 2 KB |
|
EEPROM 1 KB |
|
Clock Speed 16
MHz |
A. BAGIAN-BAGIAN ARDUINO
UNO
1.
POWER USB
Digunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.
2.
POWER JACK
Supply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.
3.
Crystal Oscillator
Kristal ini digunakan sebagai
layaknya detak jantung
pada Arduino. Jumlah
cetak menunjukkan 16000 atau 16000 kHz,
atau 16 MHz.
4.
Reset
Digunakan untuk
mengulang program Arduino dari awal atau Reset.
5.
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.
6.
Analog Pins
Papan Arduino UNO memiliki 6 pin
analog A0 sampai A5. Digunakan untuk membaca sinyal atau sensor analog seperti sensor jarak, suhu dsb, dan
mengubahnya menjadi nilai digital.
7.
LED Power Indicator
Lampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino
mendapatkan supply listrik
dengan baik.
B. BAGIAN-BAGIAN PENDUKUNG
1. 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).
2.
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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar