Octave dan Mikrokontroller Communication
Download as DOCX, PDF0 likes156 views
Dokumen ini membahas mengenai mikrokontroler, khususnya MCS51 dan Arduino, dalam konteks komunikasi dengan GNU Octave untuk proyek teknik komputer. Mikrokontroler berperan sebagai pengontrol rangkaian elektronik, sementara Arduino sebagai platform open-source sangat populer di kalangan pemula dan profesional. Proyek yang dijelaskan juga mencakup desain sistem, program Arduino, dan visualisasi data menggunakan Octave.
![satu elemen saja. Pembuatan data matrik dan vektor secara manual dilakukan dengan
menggunakan operator kurung siku ([ ... ]). Dimana elemen-elemen matrik atau vektor
dimasukkan diantara kedua kurung siku tersebut. Untuk memisahkan elemen yang satu
dengan elemen yang lainnya yang terletak pada satu baris dapat digunakan tanda koma (,)
atau tanda spasi. Kemudian untuk memisahkan antara baris yang satu dengan yang lainnya,
gunakan tanda titik koma (;) atau tanda ENT. Octave juga menyediakan sejumlah fungsi yang
dapat digunakan untuk membuat matrik-matrik khusus. Di dalam Octave, secara umum
operasi-operasi matematika terhadap obyek matrik dan vektor dapat dilakukan dengan sangat
mudah tanpa harus menggunakan suatu perulangan. Octave dapat digunakan untuk
melakukan visualisasi data, baik secara dua dimensi maupun tiga dimensi. Untuk membuat
grafik dua dimensi kita dapat menggunakan perintah plot, kemudian untuk grafik tiga
dimensi kita dapat menggunakan perintah surf, mesh, seperti yang diperlihatkan pada contoh-
contoh di bawah ini. Grafik yang dihasilkan oleh perintah-perintah grafis akan ditampilkan
pada jendela tersendiri, yaitu jendela grafik. Penjelasan detail mengenai pembuatan grafik
dapat dilihat pada sistem bantuan yang terdapat pada program Octave.
octave:55> % Contoh penggunaan fungsi plot (lihat Gambar )
octave:55> x = linspace(-1,1,61)';
octave:56> y1 = x.^2; y2 = 1 - y1; y3 = 2*y1;
octave:57> plot(x,[y1 y2 y3])
octave:58>title('Contoh penggunaan fungsi plot')
Gambar 1.3 Hasil Fungsi Plot](https://image.slidesharecdn.com/2210181051lusianadiyanningrumlaporanprojectoctavedanmikrokontroller-210121081317/85/Octave-dan-Mikrokontroller-Communication-5-320.jpg)
![2.3 Program Octave
pkg load arduino; //Load Arduino before any usage
arduinosetup // membuatProyek Arduino sementara, dengan file toolkit
Arduino disalin ke sana dan Arduino IDE akan terbuka.
a=arduino; //Dengan mengasumsikan satu perangkat arduino terhubung ke
komputer, membuat objek arduino tanpa argumen akan untuk
menemukan arduino yang terhubung dan menghubungkan dengannya
led_pin = "d6"; //mendeklarasikan pin yang terhubung dengan LED
vr_pin = "a0"; //mendeklarasikan pin yang terhubung dengan potensio
initTime = 1; //deklarasi variabel untuk mengatur waktu
readTime = 200;
x = 0; //deklarasi variabel untuk data output mikrokontroler
while true
value = readAnalogPin(a, vr_pin); // memasukan nilai pembacaan analog pin
potensio ke variabel value
if (value >= 512) //pengkondisian untuk led berdasarkan
input potensio
writeDigitalPin(a, led_pin, true); //menyalakan LED
else
writeDigitalPin(a, led_pin, false); //memadamkan LED
endif
x = [x,value]; //deklarasi matriks data output
plot(x); //membuat plot/grafik dari data output
title("ADC Value Plot"); //judul grafik
xlabel("time"); //label pada grafik sumbu x
ylabel("Digital Value 0-1023"); //label pada sumbu y grafik
grid ON //memberikan grid pada grafik
initTime = initTime + 1; //mengatur waktu yg digunakan untuk data
grafik
drawnow; //menggambarkan grafik berdasarkan data output LED
endwhile](https://image.slidesharecdn.com/2210181051lusianadiyanningrumlaporanprojectoctavedanmikrokontroller-210121081317/85/Octave-dan-Mikrokontroller-Communication-8-320.jpg)
Octave dan Mikrokontroller Communication
- 1. LAPORAN PROJECT OCTAVE DAN MICROCONTROLLER COMMUNICATION LUSIANA DIYAN NINGRUM 2210181051 3 D4 TEKNIK KOMPUTER B PROGRAM STUDI D4 TEKNIK KOMPUTER DEPARTEMEN TEKNIK INFORMATIKA DAN KOMPUTER POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA SURABAYA
- 2. BAB I DASAR TEORI 1.1 Mikrokontroler Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program didalamnya. Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program did umumnya terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori, I/O tertentu dan unit pendukung seperti Analog-to-Digital Converter (ADC) yang sudah terintegrasi di dalamnya. Kelebihan utama dari mikrokontroler ialah tersedianya RAM dan peralatan I/O pendukung sehingga ukuran board mikrokontroler menjadi sangat ringkas. Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program did MCS51 ialah mikrokomputer CMOS 8 bit dengan 4 KB Flash PEROM (Programmable and Erasable Only Memory) yang dapat dihapus dan ditulisi sebanyak 1000 kali. Mikrokontroler ini diproduksi dengan menggunakan teknologi high density non-volatile memory. Flash PEROM on-chip tersebut memungkinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem (in-system programming) atau dengan menggunakan programmer non-volatile memory konvensional. Kombinasi CPU 8 bit serba guna dan Flash PEROM, menjadikan mikrokontroler MCS51 menjadi microcomputer handal yang fleksibel. Mikrokontroler tersusun dalam satu chip dimana prosesor, memori, dan I/O terintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sistem sehingga mikrokontroler dapat dikatakan sebagai komputer mini yang dapat bekerja secara inovatif sesuai dengan kebutuhan sistem. 1.2 Arduino Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-source, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardwarenya memiliki prosesor Atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Saat ini Arduino sangat populer di seluruh dunia. Banyak pemula yang belajar mengenal robotika dan elektronika lewat Arduino karena mudah dipelajari. Tapi tidak hanya pemula, para hobbyist atau profesional pun ikut senang mengembangkan aplikasi elektronik menggunakan Arduino. Bahasa yang dipakai dalam Arduino bukan assembler yang relatif sulit, tetapi bahasa C yang disederhanakan dengan bantuan pustaka-pustaka (libraries) Arduino. Arduino juga menyederhanakan proses bekerja dengan mikrokontroler, sekaligus menawarkan berbagai macam kelebihan antara lain: * Murah – Papan (perangkat keras) Arduino biasanya dijual relatif murah (antara 125ribu hingga 400ribuan rupiah saja) dibandingkan dengan platform mikrokontroler pro lainnya. Jika ingin lebih murah lagi, tentu bisa dibuat sendiri dan itu sangat mungkin sekali karena semua sumber daya untuk membuat sendiri Arduino tersedia lengkap di website Arduino bahkan di website-website komunitas Arduino lainnya. Tidak hanya cocok untuk Windows, namun juga cocok bekerja di Linux. * Sederhana dan mudah pemrogramannya
- 3. * Perangkat lunaknya Open Source – Perangkat lunak Arduino IDE dipublikasikan sebagai Open Source, tersedia bagi para pemrogram berpengalaman untuk pengembangan lebih lanjut. Bahasanya bisa dikembangkan lebih lanjut melalui pustaka-pustaka C++ yang berbasis pada Bahasa C untuk AVR. * Perangkat kerasnya Open Source – Perangkat keras Arduino berbasis mikrokontroler ATMEGA8, ATMEGA168, ATMEGA328 dan ATMEGA1280 (yang terbaru ATMEGA2560). Dengan demikian siapa saja bisa membuatnya (dan kemudian bisa menjualnya) perangkat keras Arduino ini, apalagi bootloader tersedia langsung dari perangkat lunak Arduino IDE-nya. Bisa juga menggunakan breadoard untuk membuat perangkat Arduino beserta periferal-periferal lain yang dibutuhkan. Gambar 1.1 Arduino UNO Arduino memiliki beberapa kelebihan, diantaranya tidak perlu perangkat chip programmer karena didalamnya sudah ada bootloadder yang akan menangani upload program dari komputer. Sudah memiliki sarana komunikasi USB, Sehingga pengguna laptop yang tidak memiliki port serial/RS323 bisa menggunakannya. Memiliki modul siap pakai ( Shield ) yang bisa ditancapkan pada board arduino. Contohnya shield GPS, Ethernet,dll. Soket USB adalah soket kabel USB yang disambungkan kekomputer atau laptop. Yang berfungsi untuk mengirimkan program ke arduino dan juga sebagai port komunikasi serial. Input/output digital atau digital pin adalah pin pin untuk menghubungkan arduino dengan komponen atau rangkaian digital. contohnya , jika ingin membuat LED berkedip, LED tersebut bisa dipasang pada salah satu pin input atau output digital dan ground. komponen lain yang menghasilkan output digital atau menerima input digital bisa disambungkan ke pin pin ini. Input analog atau analog pin adalah pin pin yang berfungsi untuk menerima sinyal dari komponen atau rangkaian analog. contohnya , potensiometer, sensor suhu, sensor cahaya, dll. Pin pin catu daya adalah pin yang memberikan tegangan untuk komponen atau rangkaian yang dihubungkan dengan arduino. Pada bagian catu daya ini pin Vin dan Reset. Vin digunakan untuk memberikan tegangan langsung kepada arduino tanpa melalui tegangan pada USB atau adaptor, sedangkan Reset adalah pin untuk memberikan sinyal reset melalui tombol atau rangkaian eksternal. Soket baterai atau adaptor digunakan untuk menyuplai arduino dengan tegangan dari baterai/adaptor 9V pada saat arduino sedang tidak disambungkan kekomputer. Jika arduino sedang disambungkan kekomputer dengan USB, Arduino mendapatkan suplai
- 4. tegangan dari USB, Jika tidak perlu memasang baterai/adaptor pada saat memprogram arduino. 1.3 GNU Octave GNU Octave adalah suatu perangkat lunak gratis (freeware) dan bahasa tingkat tinggi untuk komputasi numerik dan visualisasi data. Octave dirancang sebagai tiruan dari Matlab. Sumber informasi mengenai Octave dapat dilihat pada website www.octave.org. Pada awalnya Octave dikembangkan oleh John W. Eaton (Universitas Texas) dan sekarang pengembangan dan pemeliharaan Octave dilakukan oleh beberapa orang volunteer dari berbagai penjuru dunia. Kelebihan utama dari Octave yaitu gratis (freeware) dan tersedia untuk berbagai sistem operasi seperti Windows 98/2000/XP, Mac OS/X, Debian, Suse, Fedora, RedHat Linux. Pada kebanyakan sistem operasi program GNU Octave dapat dijalankan dengan memberikan perintah octave pada shell command. Setelah perintah tersebut kita berikan maka akan muncul suatu jendela GNU Octave. Pada jendela tersebut akan ditampilkan beberapa pesan singkat mengenai Octave dan kemudian di bawah pesan singkat tersebut ditampilkan sebuah prompt, yang menandakan bahwa Octave siap untuk menerima perintah yang akan kita berikan. Untuk keluar dari program Octave gunakan perintah quit atau exit. Octave juga dilengkapi dengan dokumentasi yang menjelaskan program Octave dengan cukup detail. Selain dari dokumentasi, untuk mendapat penjelasan mengenai suatu perintah atau sjuga dapat dilakukan dengan menggunakan perintah help kata- kunci, dimana kata-kunci adalah nama fungsi atau operator yang akan kita cari penjelasannya. Gambar 1.2 Tampilan Jendela Octave pada Sistm Operasi Windows Salah satu kelebihan Octave yaitu kemampuannya dalam menangani berbagai macam operasi manipulasi terhadap data yang berupa suatu matrik. Pada dasarnya semua data numerik di dalam Octave dianggap sebagai suatu matrik. Vektor dan skalar merupakan bentuk khusus dari suatu matrik. Vektor adalah suatu matrik yang hanya mempunyai satu baris atau satu kolom saja, sementara itu skalar adalah suatu matrik yang hanya terdiri dari
- 5. satu elemen saja. Pembuatan data matrik dan vektor secara manual dilakukan dengan menggunakan operator kurung siku ([ ... ]). Dimana elemen-elemen matrik atau vektor dimasukkan diantara kedua kurung siku tersebut. Untuk memisahkan elemen yang satu dengan elemen yang lainnya yang terletak pada satu baris dapat digunakan tanda koma (,) atau tanda spasi. Kemudian untuk memisahkan antara baris yang satu dengan yang lainnya, gunakan tanda titik koma (;) atau tanda ENT. Octave juga menyediakan sejumlah fungsi yang dapat digunakan untuk membuat matrik-matrik khusus. Di dalam Octave, secara umum operasi-operasi matematika terhadap obyek matrik dan vektor dapat dilakukan dengan sangat mudah tanpa harus menggunakan suatu perulangan. Octave dapat digunakan untuk melakukan visualisasi data, baik secara dua dimensi maupun tiga dimensi. Untuk membuat grafik dua dimensi kita dapat menggunakan perintah plot, kemudian untuk grafik tiga dimensi kita dapat menggunakan perintah surf, mesh, seperti yang diperlihatkan pada contoh- contoh di bawah ini. Grafik yang dihasilkan oleh perintah-perintah grafis akan ditampilkan pada jendela tersendiri, yaitu jendela grafik. Penjelasan detail mengenai pembuatan grafik dapat dilihat pada sistem bantuan yang terdapat pada program Octave. octave:55> % Contoh penggunaan fungsi plot (lihat Gambar ) octave:55> x = linspace(-1,1,61)'; octave:56> y1 = x.^2; y2 = 1 - y1; y3 = 2*y1; octave:57> plot(x,[y1 y2 y3]) octave:58>title('Contoh penggunaan fungsi plot') Gambar 1.3 Hasil Fungsi Plot
- 6. BAB II DESAIN SISTEM 2.1 Diagram Sistem Gambar 2.1 Diagram Sistem LED Mikrokontroller
- 7. 2.2 Desain Rangkaian Arduino Gambar 2.2 Desain Rangkaian Keterangan konfigurasi kabel : 1. Pin 5V pada Arduino dihubungkan ke kaki 1 Potensiometer 2. Pin A0 pada Arduino dihubungkan ke kaki 2 Potensiometer 3. Pin GND pad aArduino dihubungkan ke kaki 3 Potensiometer 4. Kaki 3 potensiometer di jumper ke resistor yang terhubung ke katoda LED 5. Pin 6 pada Arduino dihubungkan ke Anoda LED Alat dan Bahan yang dibutuhkan : 1. Arduino UNO 2. Potensiometer 10K ohm 3. Resistor 330 ohm 4. LED 5. Projectboard 6. Kabel jumper
- 8. 2.3 Program Octave pkg load arduino; //Load Arduino before any usage arduinosetup // membuatProyek Arduino sementara, dengan file toolkit Arduino disalin ke sana dan Arduino IDE akan terbuka. a=arduino; //Dengan mengasumsikan satu perangkat arduino terhubung ke komputer, membuat objek arduino tanpa argumen akan untuk menemukan arduino yang terhubung dan menghubungkan dengannya led_pin = "d6"; //mendeklarasikan pin yang terhubung dengan LED vr_pin = "a0"; //mendeklarasikan pin yang terhubung dengan potensio initTime = 1; //deklarasi variabel untuk mengatur waktu readTime = 200; x = 0; //deklarasi variabel untuk data output mikrokontroler while true value = readAnalogPin(a, vr_pin); // memasukan nilai pembacaan analog pin potensio ke variabel value if (value >= 512) //pengkondisian untuk led berdasarkan input potensio writeDigitalPin(a, led_pin, true); //menyalakan LED else writeDigitalPin(a, led_pin, false); //memadamkan LED endif x = [x,value]; //deklarasi matriks data output plot(x); //membuat plot/grafik dari data output title("ADC Value Plot"); //judul grafik xlabel("time"); //label pada grafik sumbu x ylabel("Digital Value 0-1023"); //label pada sumbu y grafik grid ON //memberikan grid pada grafik initTime = initTime + 1; //mengatur waktu yg digunakan untuk data grafik drawnow; //menggambarkan grafik berdasarkan data output LED endwhile
- 9. 2.4 Program Arduino Gambar 2.3 Program Arduino Program file yang terbuat di Arduino IDE, merupakan file program yang ter-build secara otomatis ketika menjalankan perintah arduinosetup melalui software Ooctave. Program ini dapat langsung diupload ke hardware Arduino tanpa memerlukan modifikasi pada baris programnya.
- 10. BAB III SCREENSHOOT IMPLEMENTASI 3.1 Rangkaian Arduino Gambar 3.1 Rangkaian Arduino dengan LED dan Potensiometer Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroller dalam keadaan mati Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroller dalam keadaan nyala
- 11. 3.2 Grafik Data Output Mikrokontroller Gambar 3.4 Grafik output rangkaian mikrokontroller Grafik menunjukkan ketika LED dalam kondisi menyala, maka grafiknya akan mengalami kenaikan. Ketika LED dalam kondisi padam, maka grafik akan mengalami penurunan. Sedangkan, ketika LED tidak menerima input trigger dari potensio maka, grafik akan berada dalam keadaan stabil sesuai dengan data output terakhir (seperti pada gambar 3.4 terdapat garis lurus, garis itulah yang menunjukkan ketika LED sedang tidak menerima input trigger). Link youtube video demo : https://www.youtube.com/watch?v=6bdj4eshzBw
- 12. BAB IV LIST REFERENSI 1. Arief. 2014. Fungsi dan Kegunaan Arduino. Diakses pada 24 September 2020. (https://ariefeeiiggeennblog.wordpress.com/2014/02/07/pengertian-fungsi-dan- kegunaan-arduino/) 2. Arief, Saifuddin. 2016. Pengenalan GNU Octave. Diakses pada 25 September 2020. (https://id.scribd.com/doc/296788425/Sarief-Octave) 3. Elektronika Dasar. 2012. Pengertian dan Kelebihan Mikrokontroler. Diakses pada 24 September 2020. (http://elektronika-dasar.web.id/pengertian-dan-kelebihan- mikrokontroler/) 4. Khumaidi S.ST.,M.T., Agus. 2019. Mikrokontroller Arduino. Diakses pada 24 September 2020. (http://lecturer.ppns.ac.id/aguskhumaidi/2019/09/05/mikrokontroler- arduino/) 5. Naziq, Ahmad. Pengertian Mikrokontroler. Diakses pada 24 September 2020. (https://sites.google.com/site/informasiterbarusekali/pengertian-mikrokontroller) 6. Viyan. Perangkat Keras : Arduino dan Raspberry Pi. Diakses pada 24 September 2020. (http://viyan.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/62856/7_Perangkat+Keras.pdf) 7. http://www.boarduino.web.id/
- 13. BAB V BIODATA MAHASISWA Nama : Lusiana Diyan Ningrum NRP : 2210181051 Kelas : 3 D4 Teknik Komputer B