RPP VEDC
Download as DOCX, PDF2 likes636 views
Dokumen ini membahas tentang program keahlian teknik elektronika dengan fokus pada penggunaan board Arduino dalam pemrograman dan mikrokontroler. Materi mencakup dasar-dasar kelistrikan, struktur program Arduino, serta cara membuat program sederhana untuk mengendalikan perangkat seperti LED. Tujuan pembelajaran adalah untuk mengembangkan pemahaman siswa mengenai pemrograman dan teknik pengendalian perangkat interaktif berbasis Arduino.
RPP VEDC
- 1. TEKNOLOGI & REKAYASA Teknik Elektronika PROGRAM KEAHLIAN (B2) TEKNIK ELEKTRONIKA AUDIO VIDEO TEKNIK PEMROGRAMAN & MIKROKONTROLER STRUKTUR SKETCH ARDUINO DIKLAT KEAHLIAN GANDA GURU PEMBELAJAR KOMPETENSI KEAHLIAN PROFESIONAL
- 2. 1/1 S Tanggal 5/9/17 Dikeluarkan oleh Drs. ASMUNIV, MT 0 5 5 1 4 0 1 0 2 - ELEKTRONIKAAUDIO VIDEO KB 1 TEKNIK ELEKTRONIKA AUDIO VIDEO TEKNIK PEMROGRAMAN & MIKROKONTROLER STRUKTUR SKETCH ARDUINO Deskripsi: Dalam kegiatan belajar ini akan dibahas berbagai macam kebutuhan komponen pemrograman yang akan digunakan dalam Board Arduino. Bahasa Pemrograman yang digunakan dalam Board Arduino sangat mirip dengan pemrograman bahasa C. Disamping itu, kita akan belajar bagaimana merencanakan proyek-proyek untuk merealisasi ide-ide kreatif dalam relevansi permasalahan dunia nyata. Dasar-dasar kelistrikan menjadi kekuatan pengetahuan pendukung esensial. Pemahaman dasar-dasar kelistrikan merupakan komponen penting dalam membantu mengantarkan proyek-proyek untuk keperluan kehidupan dunia nyata. Menjelaskan struktur dari program Arduino dan bagaimana pernyataan Program dijalankan. Mendemonstrasikan program sederhana "Struktur Sketch Arduino″ merupakan tolok ukur atau indikator pencapaian kompetensi yang hendak dicapai. A Tujuan (Benchmarking) Menganalisis struktur program Arduino bagaimana pernyataan (statements) program dijalankan, dan Mendemonstrasikan program sederhana "Struktur Sketch Arduino" berbasis software Integrated Development Environment (IDE) dapat berinteraksi dengan lingkungan dunia nyata. Science Eksperimen (Pembelajaran Berbasis Inkuiri) Mengembangkan pengetahuan tentang karakteristik dan ruang lingkup, konsep-konsep inti, relevansi permasalahan dunia nyata ruang lingkup teknik pemrograman menggunakan Board Arduino dan Software Integrated Development Environment (IDE). Mengembangkan pemahaman tentang pemecahan masalah, pengembangan dan penelitian, penemuan dan inovasi, eksperimen dalam pemecahan masalah. Technology Penggunaan Mengembangkan pengetahuan dan melibatkan peran masyarakat terhadap pengembangan, penggunaan, dan pengaruh teknologi terhadap lingkungan Mengembangkan kemampuan literasi teknologi untuk kebutuhan penerapan proses desain, penggunaan, pemeliharaan, menilai dampak dari produk dan sistem teknologi. Engineering Menerapkan proses rekayasa menggunakan teknologi dan matematika dalam mendukung pengembangan dan penelitian, penemuan dan inovasi, eksperimen dalam pemecahan masalah Mathematic Menggunakan matematik dalam mendukung pengembangan dan penelitian, penemuan dan inovasi, eksperimen dalam pemecahan masalah.
- 3. 1/2 S Tanggal 5/9/17 Dikeluarkan oleh Drs. ASMUNIV, MT 0 5 5 1 4 0 1 0 2 - ELEKTRONIKAAUDIO VIDEO B Indikator Pencapaian Kompetensi Tujuan Kegiatan Pembelajaran 2 Setelah pelajaran selesai Guru Pembelajar akan dapat: DOK 1 DOK 2 DOK 3 DOK 4 F K P M 1. Menabelkan persyaratan dokumen pembuatan protipe kebutuhan bahan pemrograman berbasis platform Arduino F-C1 2. Menjelaskan komponen kunci dari program Arduino. K-C2 3. Menentukan ukuran variabel yang berbeda dalam bahasa pemrograman C K-C3 4. Menentukan tujuan dari main program Arduino. x P-C1 5. Menjelaskan pentingnya menggunakan fungsi dalam sebuah program P-C2 6. Menuliskan fungsi yang melewati parameter dan variabel kembali. P-C3 7. Mendiskusikan konstruksi pemrograman yang berbeda digunakan untuk kontrol program dan pengolahan keputusan. K-C4 8. Menginterprestasikan daftar informasi dukungan pemrograman yang tersedia di halaman rumah Arduino. K-C2 9. Menjelaskan fitur dari Arduino Development Environment apa mempermudah proses pengembangan program. P-C3 10. Mewujudkan program untuk digunakan pada papan pengolahan Arduino M-C4 Waktu: 4x45 menit Peralatan dan Bahan: Peralatan Software Circuit Wizard, Multisim, ORCAD Catu Daya DC 0-30V/3A 1 buah Analog & Digital Multimeter 1 buah Bahan Papan Percobaan 1 buah Resistor atau Modul Resistor menyesuaikan Kabel Penghubung menyesuaikan Pengetahuan Pendukung: Komponen pasif resistor Sistem pengkode resistor Penggunaan Multimeter Kepustakaan: Standard textbook of electricity, Fifth edition, Stephen, L. Herman Electrical circuit theory and technology, Revised second edition 2003, John Bird Alamat pembelajaran online melalui internet (e-learning)
- 4. 1/3 S Tanggal 5/9/17 Dikeluarkan oleh Drs. ASMUNIV, MT 0 5 5 1 4 0 1 0 2 - ELEKTRONIKAAUDIO VIDEO STRUKTUR SKETCH ARDUINO Fungsisetup (..) & loop (..) C URAIAN MATERI Perangkat Lunak Arduino: Dalam pembahasan Kegiatan Belajar 2, fokus kita adalah membuat cahaya LED dapat berkedip. Untuk menyalakan cahaya LED tunggal, kita akan mencoba menerapkan beberapa pola yang beragam dan kemudian selanjutnya kita akan mengembangkan dengan LED yang lebih banyak dan dengan menerapkan metode yang berbeda. Dalam contoh awal ini, kita akan menggunakan LED di Board Arduino yang sudah terkoneksi pada pin 13 dengan label "L" di sisi kiri belakang konektor USB.. Sketch Arduino: Struktur sketch merupakan blok bangunan penting dalam pemrograman yang digunakan dalam Board Arduino. Struktur program yang digunakan dalam Board Arduino dapat dibagi dalam tiga bagian utama: Structure, Values (variabel dan konstanta), dan Functions. Dalam panduan ini, kita akan memulai bagaimana menulis sintaks dan bagaimana menjalankan software Arduino, langkah demi langkah, dan bagaimana kita dapat menulis program dengan mudah tanpa harus dipusingkan dengan sintaks (syntax) atau kesalahan pada saat kompilasi (compilation error). Menjalankan fungsi setup() dan loop(): Struktur perangkat lunak program Arduino terdiri dari dua fungsi utama; yaitu fungsi Setup () dan, fungsi loop (). Agar supaya program dapat berjalan dengan Board Arduino dengan baik, semua penulisan program Arduino harus memiliki dua komponen utama, setup () dan loop () seperti yang dicontohkan dalam implementasi berikut ini: // Struktur Sketch Arduino void setup() { // Disini tempat menulis kode I/O, semua kode diletakkan diantara tanda kurung kurawal { }, // kode-kode ini akan dijalankan sekali saat program mulai dijalankan. } void loop() { // Disini tempat menulis kode program utama, fungsi ini akan dijalankan setelah fungsi setup(), // fungsi ini akan terus dijalankan berulang kali, dan akan berhenti jika sumber listrik dimatikan } Fungsi setup () digunakan untuk mengatur port I/O seperti LED, sensor, motor, dan port serial. Persiapan pengaturan setup merupakan komponen yang sangat penting dalam awal pemrograman, karena dengan mengkondisikan setup () kita akan dapat menggunakan pin I/O pada Arduino. Selain itu, setup () diperlukan untuk memberitahu Arduino, bahwa pin-pin I/O akan digunakan. Fungsi loop () mengatur semua kode yang mengontrol port I/O. Misalnya, di sini Anda akan memberitahu motor untuk berputar dengan kecepatan tertentu. Lebih detil, bagaimana cara mengatur dan mengontrol port I/O menggunakan loop () akan dijelaskan khusus pada pembahahasan selanjutnya.
- 5. 1/4 S Tanggal 5/9/17 Dikeluarkan oleh Drs. ASMUNIV, MT 0 5 5 1 4 0 1 0 2 - ELEKTRONIKAAUDIO VIDEO Program Arduino juga memiliki fungsi subrutin yang sangat berguna ekstra untuk memanggil loop () atau subrutin-nya. Untuk menggunakan sebuah sub rutin, kita terlebih dahulu harus menginisialisasi pada awal program; menyebutkan pada awal disebut prototipe fungsi. Berikut adalah contoh: // Prototipe Fungsi void delayLED(); void setup() { } void loop() { } // Contoh sub rutin void delayLED() { // selanjutnya proses ini akan mencari setelah struktur loop (). Setiap baris program, diperlukan baris komentar! Namun, sebagai seorang yang belajar pemrograman, hendaknya penjelasan atau komentar akan sangat berguna bilamana dilakukan secara mandiri oleh Penulis program itu sendiri. Berikut contoh penulisan komentar pada struktur program Arduino: // LED Berkedip Sebuah komentar adalah cara yang berguna untuk mengingat dan menuliskan catatan kecil. Komentar judul berguna mengingatkan pada program dengan judul LED Berkedip. const int LED = 13; // LED terhubung ke port digital pin 13 const int menunjukkan bahwa LED adalah nama dari bilangan bulat yang tidak dapat diubah (yaitu, sebuah konstanta) yang nilainya ditetapkan 13 (pada pin 13). Ini artinya pencarian otomatis yang menunjukkan kode program. Dalam kasus ini, kode akan memberi tahu Arduino untuk menulis angka 13 setiap kali kata LED diaktifkan. Indikator LED-L terpasang pada board Arduino terkoneksi langsung ke pin 13. Konvensi umum untuk mendeklarasikan konstanta, LED dapat dinyatakan dan ditulis dengan huruf kapital. void setup() Baris ini memberitahu board Arduino bahwa blok berikutnya menunjukkan kode fungsi dengan nama setup (). { Dengan pembuka kurung kurawal keriting, menunjukkan sebuah blok kode dimulai. pinMode (LED, OUTPUT); // menentukan pin digital sebagai output pinMode () memberitahu board Arduino cara mengkonfigurasi pin tertentu. Pin digital digunakan sebagai input atau output (I/O), untuk itu perlu memberitahu pada board Arduino untuk apa pin digital tersebut akan digunakan.
- 6. 1/5 S Tanggal 5/9/17 Dikeluarkan oleh Drs. ASMUNIV, MT 0 5 5 1 4 0 1 0 2 - ELEKTRONIKAAUDIO VIDEO Pin Output Kontrol LED: fungsi pinMode () adalah untuk menuliskan argumen, kata-kata (atau nomor) yang dapat dinyatakan di dalam kurung atau disebut sebagai argumen. Argumen adalah informasi apa pun yang digunakan untuk kebutuhan fungsi dalam melakukan tugas. Fungsi pinMode () membutuhkan dua argumen. Argumen pertama memberitahu dan menjelaskan pada pinMode (), untuk apa pin tersebut akan digunakan, dan argumen kedua memberitahu pada pinMode (), sebagai apa pin tersebut akan digunakan, sebagai input atau output. INPUT dan OUTPUT adalah menyatakan konstanta yang telah ditetapkan dalam bahasa Arduino. Perlu dipahami bahwa argument dari kata LED adalah menunjukkan nama dari konstanta yang ditetapkan untuk nomor 13, yang merupakan nomor pin untuk LED akan dipasang sebagai OUTPUT. Jadi, argumen pertama adalah LED, menunjukkan nama konstanta. Argumen kedua adalah OUTPUT, dimana Arduino akan berbicara/berkomunikasi dengan aktuator, ketika informasi dikirim ke pin OUTPUT. } Tanda kurung kurawal keriting menandakan penutup akhir dari fungsi setup (). void loop() { Fungsi loop () adalah di mana kita dapat menentukan perilaku utama perangkat interaktif dari Arduino. Fungsi ini akan diulang-ulang secara terus-menerus sampai catu daya dari Board Arduino dimatikan. digitalWrite (LED, TINGGI); // LED kondisi ON Sebagai komentar mengatakan, digitalWrite () mampu menghidupkan (atau mematikan) setiap pin yang telah dikonfigurasi sebagai output. Sama seperti kita melihat dengan fungsi pinMode (), digitalWrite () mengharapkan dua argumen, dan seperti yang kita lihat dengan fungsi pinMode (), argumen pertama memberitahu digitalWrite () pin apa yang kita sedang dibicarakan, dan seperti apa yang kita lihat dengan fungsi pinMode (), kami akan menggunakan nama konstan LED untuk merujuk pada pin nomor 13, yang mana LED pra-instal telah terpasang. Argumen kedua adalah berbeda: dalam hal ini, argumen kedua memberitahu digitalWrite () apakah untuk mengatur level tegangan 0 (LOW) atau ke 5 V (TINGGI). Bayangkan bahwa setiap pin output adalah soket listrik kecil, seperti yang Anda miliki di dinding apartemen Anda. orang-orang Eropa adalah 230 V, orang-orang Amerika yang 110 V, dan Arduino bekerja pada 5 V. lebih sederhana ajaib di sini adalah ketika perangkat lunak dapat mengontrol hardware. Ketika Anda menulis digitalWrite (LED, TINGGI), ternyata output pin ke 5 V, dan jika Anda menghubungkan LED,itu akan menyala. Jadi pada titik ini dalam kode Anda, sebuah instruksi dalam perangkat lunak membuat sesuatu terjadi dalam dunia fisik dengan mengendalikan aliran listrik
- 7. 1/6 S Tanggal 5/9/17 Dikeluarkan oleh Drs. ASMUNIV, MT 0 5 5 1 4 0 1 0 2 - ELEKTRONIKAAUDIO VIDEO untuk pin. Menyalakan dan mematikan pin sekarang akan membiarkan kami menerjemahkan ini menjadi sesuatu yang lebih terlihat bagi manusia; LED adalah aktuator kami. Dalam Arduino, TINGGI berarti bahwa pin akan ditetapkan ke 5 V, sementara LOW berarti pin akan ditetapkan ke 0 V. Anda mungkin bertanya-tanya mengapa kita menggunakan TINGGI dan RENDAH bukannya ON dan OFF. Memang benar bahwa TINGGI atau RENDAH biasanya sesuai dengan ON dan OFF, tapi ini tergantung pada bagaimana pin yang digunakan. Sebagai contoh, sebuah LED dihubungkan antara 5V dan pin akan menyala pada saat pin tersebut kondisi TINGGI/HIGH dan mati atau OFF ketika pin dalam kondisi RENDAH/LOW. Tetapi untuk sebagian besar kasus, Anda hanya bisa berpura-pura bahwa TINGGI berarti ON dan LOW berarti OFF. delay(1000); // menunggu selama satu detik Meskipun Arduino jauh lebih lambat dari laptop Anda, itu masih sangat cepat. Jika kita gunakan untuk mengendalikan LED dari ON dan kemudian segera mematikannya atau OFF. Dengan kecepatan yang disediakan Arduino, mata kita tidak akan bisa melihatnya proses ON-OFF LED tersebut. Untuk itu, untuk keperluan eksperimen perlu menjaga LED pada rentang waktu ON-OFF sehingga bisa dilihat oleh mata. Dan cara untuk melakukannya adalah untuk memberitahu Arduino untuk menunggu beberapa saat sebelum melanjutkan ke perintah berikutnya. Fungsi delay () dapat membuat mikrokontroler berhenti/menunda dan tidak melakukan apa-apa untuk jumlah milidetik yang dinyatakan sebagai argumen. Satuan unit milidetik adalah sama dengan seperseribu detik; Oleh karena itu, 1.000 milidetik sama dengan 1 detik. Jadi LED disini akan tetap bertahan menyala selama 1 detik. digitalWrite(LED, LOW); // LED berpindah off Fungsi instruksi ini adalah untuk mematikan LED yang sebelumnya dalam kondisi hidup delay(1000); // menunggu selama satu detik Di sini, kita menunda untuk yang kedua, dimana lampu LED akan dimatikan selama 1 detik. } Tanda kurung kurawal keriting berfungsi sebagai penutup menandai akhir dari fungsi loop (), dan ketika Arduino sampai pada fungsi ini, selanjut fungsi kembali dimulai lagi pada awal loop ().
- 8. 1/7 S Tanggal 5/9/17 Dikeluarkan oleh Drs. ASMUNIV, MT 0 5 5 1 4 0 1 0 2 - ELEKTRONIKAAUDIO VIDEO D AKTIVITAS PEMBELAJARAN Fokus aktivitas pada kegiatan pembelajaran ini, bertujuan untuk mengenal dan memahami tentang struktur sketch Arduino, dalam…. membacainput sinyal analog atau digital dari sinyal sensor yang berbeda dan mengubahnya menjadi output seperti mengaktifkan motor, mengendalikan LED on/off, melakukan koneksi sederhana seperti Gambar 1.3 mengontrol fungsi dengan mengirimkan satu set instruksi ke mikrokontroler melalui Arduino IDE (disebut sebagai software upload). menggunakan software Arduino IDE dengan kabel USB dan menghubungkan dengan komputer. menggunakan Arduino IDE versi sederhana dari C ++, guna memberikan bekal konsep yang lebih komplek selanjutnya lebih mudah untuk belajar program. Sehingga mengapa akhirnya Arduino banyak digunakan, karena Arduino memberikan faktor bentuk standar yang dapat memecahkan fungsi mikrokontroler menjadi paket yang lebih mudah diakses. Gambar 1.3. Menghubungkan LED pada pin 13 Board Arduino Arduino terdiridari dua bagian utama: (1) Board Arduino merupakan bagian dari perangkat keras terkoneksi langsung secaraphisikal dengan objek; dan (2) Sofware Arduino Integrated Development Environment, atau IDE, bagian dari perangkat lunak yang memungkinan dapat berkomunikasi dan berjalan secara kompatibel dengan komputer. Penggunaan software berbasis IDE berguna untuk membuat sketch (program komputer kecil) yang dapat di-upload ke Board Arduino. Sketch memberitahu kepada Board Arduino, apa yang harus dilakukan. LED Berkedip: Untuk mengetahui Board Arduino telah bekerja dengan benar, kita dapat menguji dengan program sederhana, dengan membuat sketch LED berkedip. Hal ini sekaligus untuk
- 9. 1/8 S Tanggal 5/9/17 Dikeluarkan oleh Drs. ASMUNIV, MT 0 5 5 1 4 0 1 0 2 - ELEKTRONIKAAUDIO VIDEO memperkenalkan latihan pertama belajar bahasa pemrograman menggunakan mikrokontroler board Arduino. Sebuah dioda pemancar cahaya (LED) adalah komponen elektronik kecil yang sedikit seperti bola lampu, tapi lebih efisien dan membutuhkan tegangan yang lebih rendah untuk beroperasi. Board Arduino dilengkapi dengan indikator LED yang sudah terpasang on board, dengan tanda L. LED indikator yang sudah terinstal pada board Arduino terhubung ke pin nomor 13. Anda juga dapat menambahkan LED secara eksternal yang dihubungkan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.3. Perhatikan bahwa LED dapat dicolokkan langsung ke lubang konektor pin 13. Untuk membaca input sinyal analog dan mengendalikan LED on/off, buatlah koneksi sederhana seperti Gambar 1.3, kemudian lakukan langkah-langkah eksperimen seperti berikut ini: D1 Fungsi setup () dan loop () 1. Buatlah struktur sketch fungsi setup () dan loop () software IDE pada Board Arduino 2. Hubungkan Board Arduino ke port USB pada komputer. 3. Tuliskan struktur sketch untuk membuat Board Arduino bekerja. void setup() { // tulis kode setup anda disini, dijalankan satu kali pada awal } void loop() { // tulis kode utama program disini, dijalankan berulang } 4. Upload sketch yang tersambung ke Board Arduino melalui koneksi USB dan tunggu beberapa detik, kemudian restart. 5. Ekskusi Board Arduino hasil sketch yang telah di tulis. D2 Buatlah Proyek sederhana LED Berkedip pada pin 13 selama interval waktu 100mS 1. Hubungkan Board Arduino ke port USB pada komputer. 2. Tuliskan sketch untuk membuat Board Arduino bekerja. // Kode LED berkedip selama 100ms const int LEDdelay = 100; // interval waktu tunda void setup() { pinMode(13, OUTPUT); // menghubungkan LED pada pin 13 sebagai output } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); // membuat pin 13 dalam kondisi high bit delay(LEDdelay); // delay 100ms digitalWrite(13, LOW); delay(LEDdelay); // delay 100ms }
- 10. 1/9 S Tanggal 5/9/17 Dikeluarkan oleh Drs. ASMUNIV, MT 0 5 5 1 4 0 1 0 2 - ELEKTRONIKAAUDIO VIDEO 3. Upload sketch yang tersambung ke Board Arduino melalui koneksi USB dan tunggu beberapa detik, kemudian restart. 4. Ekskusi Board Arduino hasil sketch yang telah di tulis. D.3 Buatlah Proyek yang sama LED Berkedip pada pin 13 selama interval waktu 500mS dengan menggunakan fasilitas Ardublock seperti contoh Gambar 1.4. Gambar 1.4. Software Arduino IDE 1. Buka software Arduino IDE, klik Tools, kemudian pilih dan klik Ardublok 2. Buatlah skema blok LED Berkedip interval waktu tunda 500ms seperti gambar berikut Gambar 1.5. Software Ardublock 3. Jalankan Upload to Arduino dengan Board Arduino terhubung ke port USB computer 4. Dengan cara yang sama, lakukan untuk pin dan waktu interval delay yang berbeda D.2 Kemudian lakukan (1) Pengamatan; (2) Pengembangan Hipotesis; (3) Eksperimen; (4) Pengumpulan & Analisis Data; dan serta (5) Komunikasikan dengan relevansi permasalahan pengetahuan satu disiplin belum diterapkan.
- 11. 1/10 S Tanggal 5/9/17 Dikeluarkan oleh Drs. ASMUNIV, MT 0 5 5 1 4 0 1 0 2 - ELEKTRONIKAAUDIO VIDEO E LATIHAN & TUGAS LATIHAN 1 Mengendalikan beberapa LED melalui port I/O meggunakan metode tunda Problem Based Learning Waktu: 30menit Level: 2 Pengendalian beberapa LED melalui port I/O dapat dilakukan dengan meggunakan metode tunda. Gunakan beberapa LED dan resistoruntuk membuatLED berkedip seperti gelombang. Dalam latihn ini, kita akan menggunakan lima LED untuk mencoba merealisasi dan menerapkan 5 buah kompenen LED berkedip-kedip semacam pola cahaya seperti gelombang. Algoritma: Berikut algoritma untuk proyek ini: 1. Aktifkan LED 1. 2. Tunggu setengah detik. 3. Matikan LED 1. 4. Nyalakan LED 2. 5. Tunggu setengah detik. 6. Matikan LED 2. 7. Lanjutkan sampai LED 5 dihidupkan, kemudian proses kembali dari LED 5 ke LED 1. 8. Ulangi dari awal, dst……………!! Diagram Alir Gambar xx. Hardware: Berikut adalah apa yang akan Anda perlu membuat proyek ini: 5 buah LED warna merah 5 buah resistor 560 Board Arduino Uno Kabel Penghubung Kabel Arduino dan USB
- 12. 1/11 S Tanggal 5/9/17 Dikeluarkan oleh Drs. ASMUNIV, MT 0 5 5 1 4 0 1 0 2 - ELEKTRONIKAAUDIO VIDEO Hubungkan LED ke digital pin 2 sampai 6 dengan resistor pembatas arus 560. Struktur Sketch: Untuk menjalankan struktur sketch 5 buah LED Berkedip, silahkan kode ini dikopi ke software IDE Arduino: // Project 1 – Membuat LED Gelombang Kedip void setup() // STEP 1 { pinMode(2, OUTPUT); // LED 1 mengendalikan pin 2 ditetapkan sebagai output pinMode(3, OUTPUT); // LED 2 mengendalikan pin 3 ditetapkan sebagai output pinMode(4, OUTPUT); // LED 3 mengendalikan pin 4 ditetapkan sebagai output pinMode(5, OUTPUT); // LED 4 mengendalikan pin 5 ditetapkan sebagai output pinMode(6, OUTPUT); // LED 5 mengendalikan pin 6 ditetapkan sebagai output } void loop()// STEP 2 { digitalWrite(2, HIGH); // LED 1 nyala (ON) delay(500); // menunggu setengah detik digitalWrite(2, LOW); // LED 1 padam (OFF) digitalWrite(3, HIGH); // kemudian ulangi LED 2 sampai LED 5 delay(500); digitalWrite(3, LOW); digitalWrite(4, HIGH); delay(500); digitalWrite(4, LOW); digitalWrite(5, HIGH); delay(500); digitalWrite(5, LOW); digitalWrite(6, HIGH); delay(500); digitalWrite(6, LOW); digitalWrite(5, HIGH); delay(500); digitalWrite(5, LOW); digitalWrite(4, HIGH); delay(500); digitalWrite(4, LOW); digitalWrite(3, HIGH); delay(500); digitalWrite(3, LOW); // loop() akan kembali mengulangi dari awal secara terus menerus } Untuk menjalankan program, diawali dari setup void () pada STEP 1, pin digital (I/O) ditetapkan sebagai output, kelima LED dibatasi untuk dapat mengirim arus berdasarkan permintaan spesifikasi. Kami menentukan kapan untuk menyalakan setiap LED menggunakan fungsi digitalWrite () dalam void loop () STEP 2 bagian sketsa. Skema: Setelah selesai membuat program sketch, langkah selanjutnya adalah membangun sirkuit pada Board Arduino. Tata letak sirkuit dapat digambarkan dalam beberapa cara. Untuk proyek 1, silahkan menggunakan diagram tata letak fisik seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.13.
- 13. 1/12 S Tanggal 5/9/17 Dikeluarkan oleh Drs. ASMUNIV, MT 0 5 5 1 4 0 1 0 2 - ELEKTRONIKAAUDIO VIDEO Gambar 3.13: Layout Sirkuit untuk Proyek 1 Dengan membandingkan diagram tata letak dan rangkaian dengan struktur sketch yang telah ditulis, sekaligus secara bersama-sama dapat mulai memahami hubungan diagram sirkuit dan tata letak. Sebagai contoh, ketika kita menggunakan digitalWrite (2, TINGGI), tegangan 5V (HIGH) pada digital pin 2, arus mengalir melalui resistor pembatas arus, menuju anode LED dan kemudian meningggalkan katoda, dan berakhir di titik GND. Kemudian, ketika kita menggunakan digitalWrite (2, LOW), berhenti saat ini dan LED mati. Pada tahap ini, Arduino telah selesai melakukan pengendalian pin 2 sebagai output. Menjalankan Sketch Dengan Software IDE Arduino: Untuk membuktikan apakah struktur sketch dan diagram rangkaian yang dibangun pada Board Arduino berfungsi dengan baik, langkah selanjutnya adalah menghubungkan Board Arduino dan meng-upload sketch. Setelah satu atau dua detik, LED harus berkedip dari kiri ke kanan dan kemudian kembali lagi. Selamat struktur sketch sukses dijalankan sesuai dengan permintaan struktur Algoritma! Jika tidak ada kesalahan yang terjadi, segera lepaskan kabel USB dari Board Arduino dan memeriksa hasilnya, bahwa struktur sketch telah berjalan dengan benar sesuai dengan spesifikasi algoritma. Dan jika masih ditemukan kesalahan, selanjutnya perbaiki dan kemudian upload sketch sekali lagi. Dan jika langkah ini struktur sketch sama persis dan LED masih tidak berkedip, maka periksa hubungan kabel pada Board Arduino, mungkin ada hubungan yang salah.
- 14. 1/13 S Tanggal 5/9/17 Dikeluarkan oleh Drs. ASMUNIV, MT 0 5 5 1 4 0 1 0 2 - ELEKTRONIKAAUDIO VIDEO TUGAS 1 You’ll make a simple circuit with some switches, an LED, and a resistor Problem Based Learning: basic electrical theory, how a breadboard works, components in series and parallel Waktu: 30menit Level: 3 Permasalahan: Sekarang Anda mengetahui bagaimana membuat struktur sketch sehingga LED dapat berkedip dengan Arduino. Namun demikian struktur penulisan sketch dengan menggunakan kode seperti yang ditulis pada tugas 1 adalah contoh struktur sketchyang tidak efisien, selain karena terlalu panjang. Sehingga bilamana kita hendak mengubah penundaan LED berkedit lebih cepat, maka yang harus dilakukan adalah mengubah setiap penundaan (500) sepanjang struktur sketch. Untuk itu diperlukan cara yang lebih baik dan lebih efisien. Lalu apa yang harus dilakukan dan bagaimana caranya…..?? Menggunakan Variabel: Dalam program computer, digunakan variabel untuk menyimpan data. Sebagai contoh, dalam penulisan struktur sketch pada contoh proyek 1 LED Berkedip, penyajian struktur sketch menggunakan fungsi delay (500) untuk membuat waktu tunda selama LED dinyalakan. Masalah dengan penyajian struktur sketch yang tertulis seperti ini, adalah sangat tidak sangat fleksibel dan tidak efisien, selain terlalu panjang, variabel ditulis berulang-ulang. Jika hendak ingin membuat perubahan untuk waktu tunda, maka yang harus diubah adalah setiap entri kode yang ditulis berulang dan manual cukup ditulis satu kali dan dibuat otomatis. Untuk mengatasi masalah ini, kita akan membuat bagaimana variabel yang ditulis berulang untuk mewakili nilai fungsi delay () ditulis satu kali saja. Untuk membuat struktur sketch lebih efektif dan fleksibel, masukkan tipe variabel int (d) dari struktur sketch contoh Proyek 1 LED Berkedip di atas fungsi void setup (). Sebagai contoh, masukan nilai d = 250 yang menyatakan lama waktu delay dan ini hanya dilakukan satu kali saja setelah komentar awal: int d = 250; Ini memberikan jumlah 250 kepada variabel, disebut d. Selanjutnya, mengubah setiap 500 di sketch ke d. Sekarang ketika sketch berjalan, Arduino akan menggunakan nilai pada d untuk fungsi delay (). Ketika Anda meng-upload sketch setelah membuat perubahan struktur sketch, LED akan menghidupkan dan mematikan pada tingkat yang jauh lebih cepat, sebagai nilai delay yang jauh lebih kecil pada nilai 250.
- 15. 1/14 S Tanggal 5/9/17 Dikeluarkan oleh Drs. ASMUNIV, MT 0 5 5 1 4 0 1 0 2 - ELEKTRONIKAAUDIO VIDEO Fungsi int menunjukkan bahwa variabel berisi integer-seluruh nomor dapat diletakan pada rentang antara -32768 sampai 32.767. Sederhananya, setiap nilai integer tidak memiliki pecahan atau desimal. Sekarang, untuk mengubah nilai delay, program hanya mengubah deklarasi variabel pada awal ketika sketch dijalankan. Sebagai contoh, dengan memasukan nilai 100 untuk waktu tunda, nilai ini akan lebih mempercepat waktu untuk delai: int d = 100; Untuk keperluan eksperimen dengan sketch, mungkin mengubah waktu untuk delay secara sekuensial dari urutan TINGGI menuju ke RENDAH. Bersenang-senang dengan itu. Untuk membandingkan hasil sketch, sebaiknya jangan membongkar rangkaian yang sebelumnya, karena rangkaian yang digunakan pada eksperimen proyek 1 akan terus digunakan untuk proyek-proyek program struktur sketch yang berbeda. TUGAS 2 Membuat beberapa LED berkedip menggunakan pengulangan for Discovery Based Learning: basic electrical theory, how a breadboard works, components in series and parallel Waktu: 30menit Level: 3 Permasalahan: Pengulangan for menghitung naik, yakni ketika merancang sebuah sketch, akan sering mengulangi fungsi yang sama,proses deklarasi dilakukan dengan caracopy dan paste fungsi untuk menduplikasi untuk keperluan sketch yang berbeda, tapi cara ini adalah cara yang tidak efisien dan membuang-buang memoriprogram Arduino, untuk itu cara ini tidak disarankan. Dan sebaiknya, lakukan dengan menggunakan fungsi pengulangan for. Keuntungan dengan menggunakan fungsi pengulangan for adalah bahwa kita dapat menentukan berapa kali kode di dalam loop akan mengulanginya. Untuk melihat bagaimana fungsi pengulangan for bekerja, masukkan kode berikut sebagai sketch baru: // Project 2 – Pengulangan dengan menggunakan for int d = 100; void setup() { pinMode(2, OUTPUT); pinMode(3, OUTPUT); pinMode(4, OUTPUT); pinMode(5, OUTPUT); pinMode(6, OUTPUT); } void loop() { for ( int a = 2; a < 7 ; a++ ) { digitalWrite(a, HIGH); delay(d);
- 16. 1/15 S Tanggal 5/9/17 Dikeluarkan oleh Drs. ASMUNIV, MT 0 5 5 1 4 0 1 0 2 - ELEKTRONIKAAUDIO VIDEO digitalWrite(a, LOW); delay(d); } } Fungsi pengulangan for hanya akan membuat pengulangan kode yang berada di bawahnya dalam kurung kurawal keriting {} selama beberapa kondisi adalah benar. Disini, kita telah menggunakan variabel integer baru, yang dimulai dengan nilai 2. Setiap kali kode dijalankan, a ++akan menambah 1 dari nilai a. Fungsi loop akan terus melakukan pengulangan dalam mode ini, sementara nilai a adalah kurang dari 7 (kondisi). Setelah itu kondisinya berubah bisa dua kemungkinan, yaitu sama dengan atau lebih besar dari 7, Arduino bergerak dan terus dengan kode apa pun yang datang setelah for loop tersebut. TUGAS 3 Membuat beberapa LED berkedip menggunakan pengulangan for Discovery Based Learning: basic electrical theory, how a breadboard works, components in series and parallel Waktu: 30menit Level: 3 Pengulangan for Menghitung Turun: Jumlah pengulangan untuk for dapat digunakan untuk mengeksekusi pengulangan menghitung turun dari jumlah yang lebih tinggi untuk angka yang lebih rendah. Untuk menunjukkan ini, masukan pengulangan for berikut seperti yang dicontohkan pada struktur sketch dari Proyek 2 setelah pengulangan for pertama: for ( int a = 5 ; a > 1 ; a-- )// STEP 1 { digitalWrite(a, HIGH); delay(d); digitalWrite(a, LOW); delay(d); } Di sini, untuk loop pada STEP1 menetapkan nilai dari sama dengan 5 dan kemudian akan mengurangi 1 setelah setiap loop, karena dinyatakan (a--). sehingga nilai menjadi lebih kecil dari 1 atau kurang dari 1. Kita sekarang telah mengembangkan struktur sketch dengan menggunakan kode kurang (a--). Upload struktur sketch pengulangan menghitung turun (a--), kemudian bandingkan hasilnya dengan struktur sketch Pengulangan menghitung naik (a++)!
- 17. 1/16 S Tanggal 5/9/17 Dikeluarkan oleh Drs. ASMUNIV, MT 0 5 5 1 4 0 1 0 2 - ELEKTRONIKAAUDIO VIDEO F RANGKUMAN Arduino StrukturProgram: Menjelajahi Board Arduino serta softwareIDE berguna untuk membuat dan meng-upload sketch yang dihubungkan ke Board Arduino. Setiap program Arduino (biasanya disebut sketch) memiliki setidaknya dua fungsi atau disebut routines. Kerangka dasar sketsa dan beberapa fungsi dasar menerapkan sketch, dan akan membuat dan meng-upload sketch. Ide membuat sketch dalam kode adalah cara berpikir tentang bagaimana menulis kode sebagai proses intuitif sederhana, seperti orang menggambar sketsa. Dengan cara ini, program Arduino disebut sketchdan disimpan dalam sebuah folder dengan nama sketch. Sketch dapat diumpamakan sebagai perwujudan tangan yang hendak mencoba menuangkan ide baru. Oleh karena itu, sketch dalam Arduino merupakan terminologi baru yang digunakan sebagai dasar pemrograman pertama kali, dan disebut "sketch". Oleh karena itu penting, mengapa harus mulai dengan sketch sederhana yang cepat, dan dapat mewujudkan sesuatu daripada membahas teori kompleks sebuah algoritma pemrograman. Penulisan Program: Hal penting dalam penulisan perangkat lunak adalah sesuai dengan kebutuhkan persyaratan dokumen. Tahap penulisan perangkat lunak adalah proses rekayasa kode program yang sangat penting. Permintaan dokumen persyaratan perangkat lunak adalah mengendalikan LED yang dapat berkedip, dan LED perlu berkedip selama interval waktu 100ms. Berikut adalah struktur sketch Perangkat lunak untuk LED Berkedip selama 100ms: // Kode LED berkedip selama 100ms const int LEDdelay = 100; // interval waktu tunda void setup() { pinMode(13, OUTPUT); // menghubungkan LED pada pin 13 sebagai output } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); // membuat pin 13 dalam kondisi high bit delay(LEDdelay); // delay 100ms digitalWrite(13, LOW); delay(LEDdelay) // disini ad kesalahan penulisan sintaks karena titik koma setelah kurung kurawal hilang } Catatan: Perhatikan ketika setelah program ini dicoba untuk dikompilasi pada Board Arduino, adakah dari hasil kompilasi memberikan hasil sebuah kesalahan? Amati penyebab dari kesalahan. Sebuah kesalahan sering terjadi karena sintaks, ketika akan menjalankan proses men-debug pada bagian berikutnya, seperti penulisan struktur sketch program diatas. Debugging the Arduino Software: Tahap berikutnya adalah memperbaiki program terakhir yang gagal dalam proses kompilasi karena kesalahan penulisan sintaks. Jenis kesalahan ini adalah
- 18. 1/17 S Tanggal 5/9/17 Dikeluarkan oleh Drs. ASMUNIV, MT 0 5 5 1 4 0 1 0 2 - ELEKTRONIKAAUDIO VIDEO karena kode tidak diformat dengan benar, seperti titik koma yang hilang (itulah sebabnya mengapa program terakhir tidak dapat dikompilasi). Berikut adalah kode hasil revisi: // Kode LED berkedip selama 100ms const int LEDdelay = 100; // interval waktu tunda void setup() { pinMode(13, OUTPUT); // menghubungkan LED pada pin 13 sebagai output } void loop() { digitalWrite(13, HIGH); // membuat pin 13 dalam kondisi high bit delay(LEDdelay); // interval waktu tunda 100ms digitalWrite(13, LOW); delay(LEDdelay); // titik koma telah ditulis dan kode akan dikompilasi } Kesalahan sintaks bukan merupakan jenis kesalahan yang rumit dan luar biasa, jenis kesalahan yang paling buruk adalah kesalahan logika; jenis kesalahan logika memungkinkan kode masihdapat dikompilasi, dan hasil akhirnya adalah tidak dapat diduga. Misalnya, menggunakan lebih dari simbol bukannya kurang, akan tetapi merupakan kesalahan logis, dan jika berada dalam sebuah proyek dengan ribuan baris, hampir mustahil untuk dapat memperbaikinya. Catatan: Sebuah kesalahan logika akan bisa terjadi dalam proyek LED berkedip, ketika dalam penulisan dan menempatkan keduanya dalam fungsi yang sama, yaitu digitalWrite (13, TINGGI) dalam kondisi logika tinggi semua. Kesalahan logika (logical errors) pada saat melakukan debug dapat ditemukan dan dicari dalam program Arduino dengan menggunakan logika diagram alir di mana nilai-nilai berhenti dan yang tidak dapat berbaris melanjutkan tahap berikutnya. Untuk kasus sebuah program LED yang dapat berkedip pada interval waktu 100ms Mindset Proses Berfikir: Untuk memudahkan dalam membuat persyaratan dokumen dimulai dari contoh kasus yang sangat sederhana, sehingga konsep format tersebut akan sangat berguna dan dapat digunakan untuk contoh-contoh kasus yang lebih kompleks. Salah satu alasan harus membuat dokumen persyaratan dalam menyelesaikan kasus adalah untuk mempersempit dan menghentikan penggunaan fitur kasus yang tidak focus pada permasalahan dan mengurangi penggunaan waktu tidak efektif. Hal ini terjadi ketika seorang pelanggan terus menambahkan fitur untuk keperluan perangkat lunak dan/atau perangkat keras. Hal ini terjadi, dan tentu saja, masalah bertambah banyak, sehingga anda bekerja overtime tanpa harus dibayar untuk sebuah proyek, dan mungkin tidak pernah berakhir. Membuat dokumen persyaratan, berguna untuk memudahkan Anda dan klien tahu apa yang yang harus dilakukan dan fitur yang akan dibuat dalam sebuah proyek Anda. Setelah Anda selesai membuat dan menentukan dokumen persyaratan, langkah berikutnya
- 19. 1/18 S Tanggal 5/9/17 Dikeluarkan oleh Drs. ASMUNIV, MT 0 5 5 1 4 0 1 0 2 - ELEKTRONIKAAUDIO VIDEO adalah membuat diagram alur yang akan membantu debug software, kemudian menyelesaikan proses desain (lihat Gambar 3). Gambar 3. Diagram Alir LED Berkedip Algoritma program ini dirancang untuk keperluan: • Mengaktifkan pin 13 menjadi output (hanya sekali di awal) • Memasukkan fungsi loop • Mengalihkan LED terhubung ke pin 13 • Menunggu selama satu detik • Mengalihkan LED mati terhubung ke pin 13 • Menunggu selama satu detik • Mengulang kembali ke awal loop Dari uraian contoh ini diharapkan dapat memudahkan dalam proses pengenalan board Arduino. Bagaimanan juga dan tidak bisa dihindari, pada saat pengenalan awal dalam proses belajar, pasti menghadapi kendala, dan hendaknya tidak merasa kecil hati. Seperti yang telah disebutkan, jika pada saat pengenalan konsep, dibutuhkan beberapa pengalaman sebelum benar-benar paham akan konsep tersebut. Untuk itu kita harus terus belajar lebih banyak tentang pemrograman melalui beberapa contoh pada pembahasan yang berbeda. Perubahan Hardware: Bagian yang sangat penting berikutnya dari proses rekayasa adalah memastikan bahwa pilihan perangkat keras sudah tepat atau ada perubahan. Kebutuhan hardware harus diputuskan dan dipastikan sebagai dokumen persyaratan yang harus segera diekskusi. Selain itu penting untuk memastikan juga apakah semua hardware sebaiknya dapat digunakan untuk keperluan yang kompatibel. Jika tidak kompatibel, tuntutan perubahan hardware mungkin diperlukan dikemudian hari. Untuk kasus ini, diperlukan pertemuan untuk konsultasi dengan perusahaan klien yang menggunakan jasa, dan untuk menjaga kualitas mutu, pastikan apakah klien anda sudah merasa puas atau belum dengan perubahan hardware. Konfigurasi Hardware: Setelah menentukan hardware sesuai pilihan, langkah selanjutnya adalah membuat konfigurasi perangkat keras. Konfigurasi sangat tergantung pada perangkat keras yang dibutuhkan untuk sebbuah proyek, konfigurasi dapat berubah karena alasan dan pertimbangan
- 20. 1/19 S Tanggal 5/9/17 Dikeluarkan oleh Drs. ASMUNIV, MT 0 5 5 1 4 0 1 0 2 - ELEKTRONIKAAUDIO VIDEO teknis. Sebagai contoh, mari kita lihat perubahan konfigurasi hardware untuk proyek LED berkedip, berikut: Board Arduino Uno, LED warna merah, baterai 9V, Konektor 9V Dalam kasus ini, untuk mengatur perangkat keras, kita perlu menghubungkan LED untuk pin digital 13 terhadap tanah di Board Arduino, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4. G UMPAN BALIK & TINDAK LANJUT Mengembangkan Imajinasi: Sumber cahaya merupakan objek yang menarik untuk mengembangkan imajinasi rekayasa. Kecerahan sumber cahaya yang berbeda-beda dapat dikendalikan melalui teknologi. Bagaimana teknologi dapat mengendalikan sumber cahaya dan membuat berinteraksi dengan orang-orang. Dengan menggunakan Arduino kecerahan, warna cahaya dapat dibuat interaktif dengan mudah. Rekomendasi & Usulan: Sebelum beralih pada tema-tema yang berbeda selanjutnya, untuk itu perlu pemahaman apa kegunaan dan pentingnya sebuah kode dalam pemrograman. Misalnya, mengurangi jumlah delay, menggunakan nomor yang berbeda untuk pemberian pulsa ONdan OFF, sehingga mata dapat melihat pola berkedip yang berbeda. Secara khusus, akan melihat apa dimana perbedaannya yang terjadi ketika membuat waktu tunda lebih kecil, dan membedakan penggunaan waktu tunda yang berbeda pada saat ON dan OFF. Akan ditemukan sesuatu yang aneh terjadi; "sesuatu" yang berbeda akan sangat berguna ketika menerapkan Modulasi Lebar Pulsa (PWM) digunakan untuk "Mengontrol Cahaya LED" yang akan diberikan lebih detil pada fokus bahasan berikutnya. Dalam pembahasan kegiatan belajar berikutnya, akan dibahas contoh-contoh projek bagaimana merancang lampu interaktif, menggunakan Arduino sebagai cara untuk mempelajari dasar-dasar bagaimana perangkat interaktif dibangun. Ingat, meskipun tidak terlalu mengerti Arduino, atau pemeliharaan dengan apa dan bagaimana menghubungkan ke pin output. Logika sederhana adalah bagaimana menyelesaikan masalah dunia nyata menggunakan Arduino hanya dengan mengubah bit TINGGI atau bit RENDAH port I/O, seperti untuk mengendalikan lampu, atau motor listrik, atau mesin mobil, perangkat Android, dll. Sebagai tindak lanjut relevansi dari hasil belajar, untuk itu lakukan …. 1. pengamatan untuk menemukan permasalahan dunia nyata berdasarkan permasalahan yang belum terjawab, 2. pengembangan hipotesis untuk menjelaskan masalah yang belum terjawab, 3. percobaan/eksperimen untuk menjawab/membuktikan hipotesis, 4. pengumpulan data untuk menjelaskan masalah berdasarkan analisis dan hipotesis RELEVANSI DENGAN DUNIANYA Komunikasikan dan hubungkan dengan pengetahuan baru dengan situasi permasalahan dan pertanyaan baru.