Arduino Uno adalah papan mikrokontroler berbasis ATmega328 (datasheet ATmega328).
Arduino Uno memiliki 14 digital pin input/output, dimana 6 pin
digunakan sebagai output PWM, 6 pin input analog, 16 MHz resonator
keramik, koneksi USB, jack catu daya eksternal, header ICSP, dan tombol
reset. Ini semua berisi hal-hal yang diperlukan untuk mendukung
mikrokontroler; sederhana saja, hanya dengan menghubungkannya ke
komputer dengan kabel USB atau sumber tegangan dengan adaptor AC-DC dan
atau baterai untuk memulai menggunakan papan arduino.
Arduino
Uno R3 berbeda dari semua papan Uno sebelumnya yang sudah tidak
menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Sekarang, Arduino Uno
menggunakan fitur Atmega16U2 (Atmega8U2 sampai dengan versi R2) yang
diprogram sebagai konverter USB-to-serial.
Arduino Uno Revisi 2 memiliki resistor pulling untuk 8U2 dari jalur HWB ke ground, sehingga lebih mudah untuk dimasukkan ke dalam mode DFU.
Arduino Uno Revisi 3 memiliki fitur-fitur baru berikut:
- 1.0 pinout: ditambahkan pin SDA dan SCL yang dekat dengan pin AREF dan dua pin baru lainnya yang ditempatkan dekat dengan pin RESET, sedangkan IOREF digunakan sebagai perisai untuk beradaptasi dengan tegangan yang tersedia pada papan. Kedepannya, perisai akan dibuat kompatibel dengan dua jenis papan yang menggunakan AVR yang beroperasi pada tegangan 5V dan dengan Arduino Due yang beroperasi pada tegangan 3.3V. Sedangkan 2 pin tidak terhubung, yang disediakan untuk tujuan masa depan.
- Sirkuit RESET handal.
- Atmega 16U2 menggantikan 8U2.
“Uno” berarti satu yang diambil dari bahasa Italia dan penggunaan nama
ini untuk menandai peluncuran Arduino 1.0. Uno dan versi 1.0 akan
menjadi versi referensi Arduino, yang akan terus berkembang. Uno adalah
yang terbaru dalam serangkaian papan USB Arduino, dan digunakan sebagai
model referensi untuk platform Arduino.
Daftar Isi Artikel Arduino Uno
- Ringkasan Spesifikasi
- Skema & Referensi Desain
- Sumber Daya (Tegangan)
- Memori
- Input dan Output
- Pemetaan Pin
- Komunikasi
- Pemrograman
- Reset (Software) Otomatis
- Perlindungan Beban Berlebih pada USB
- Karakteristik Fisik
Ringkasan Spesifikasi
| Mikrokontroler | ATmega328 |
| Tegangan Operasi | 5 Volt |
| Input Voltage (disarankan) | 7 - 12 Volt |
| Input Voltage (batas akhir) | 6 - 20 Volt |
| Digital I/O Pin | 14 (6 pin sebagai output PWM) |
| Analog Input Pin | 6 |
| Arus DC per pin I/O | 40 mA |
| Arus DC untuk pin 3.3V | 50 mA |
| Flash Memory | 32 KB (ATmega328) 0,5 KB untuk bootloader |
| SRAM | 2 KB (ATmega328) |
| EEPROM | 1 KB (ATmega328) |
| Clock Speed | 16 MHz |
Arduino Uno R3 Bagian Depan
Arduino Uno R3 Bagian Belakang
Skema & Referensi Desain
File EAGLE: Arduino-uno-Rev3-referensi-design.zip (CATATAN: hanya mampu dibuka dengan Eagle 6.0 dan atau yang lebih baru)
Catatan:
Sebagai referensi desain, Arduino dapat menggunakan ATmega8, 168, atau
328, model saat ini menggunakan ATmega328, tapi ATmega8 digunakan dalam
skema untuk referensi. Konfigurasi pin identik pada ketiga jenis
prosesor tersebut.
Sumber Daya (Tegangan)
Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya
eksternal. Sumber daya akan dipilih secara otomatis oleh Arduino.
Sumber daya eksternal (non-USB) dapat berasal baik dari adaptor AC-DC
atau baterai. Adaptor dapat dihubungkan dengan mencolokkan steker 2,1 mm
yang bagian tengahnya terminal positif ke ke jack sumber tegangan pada
papan. Jika tegangan berasal dari baterai dapat langsung dihubungkan
melalui header pin Gnd dan pin Vin dari konektor POWER.
Papan
Arduino Uno dapat beroperasi dengan pasokan daya eksternal 6 Volt sampai
20 volt. Jika diberi tegangan kurang dari 7 Volt, maka, pin 5 Volt
mungkin akan menghasilkan tegangan kurang dari 5 Volt dan ini akan
membuat papan menjadi tidak stabil. Jika sumber tegangan menggunakan
lebih dari 12 Volt, regulator tegangan akan mengalami panas berlebihan
dan bisa merusak papan. Rentang sumber tegangan yang dianjurkan adalah 7
Volt sampai 12 Volt.
Pin tegangan yang tersedia pada papan Arduino adalah sebagai berikut:
- VIN : Adalah input tegangan untuk papan Arduino ketika menggunakan sumber daya eksternal (sebagai ‘saingan’ tegangan 5 Volt dari koneksi USB atau sumber daya ter-regulator lainnya). Anda dapat memberikan tegangan melalui pin ini, atau jika memasok tegangan untuk papan melalui jack power, kita bisa mengakses/mengambil tegangan melalui pin ini.
- 5V : Sebuah pin yang mengeluarkan tegangan ter-regulator 5 Volt, dari pin ini tegangan sudah diatur (ter-regulator) dari regulator yang tersedia (built-in) pada papan. Arduino dapat diaktifkan dengan sumber daya baik berasal dari jack power DC (7-12 Volt), konektor USB (5 Volt), atau pin VIN pada board (7-12 Volt). Memberikan tegangan melalui pin 5V atau 3.3V secara langsung tanpa melewati regulator dapat merusak papan Arduino.
- 3V3 : Sebuah pin yang menghasilkan tegangan 3,3 Volt. Tegangan ini dihasilkan oleh regulator yang terdapat pada papan (on-board). Arus maksimum yang dihasilkan adalah 50 mA.
- GND : Pin Ground atau Massa.
- IOREF : Pin ini pada papan Arduino berfungsi untuk memberikan referensi tegangan yang beroperasi pada mikrokontroler. Sebuah perisai (shield) dikonfigurasi dengan benar untuk dapat membaca pin tegangan IOREF dan memilih sumber daya yang tepat atau mengaktifkan penerjemah tegangan (voltage translator) pada output untuk bekerja pada tegangan 5 Volt atau 3,3 Volt.
Memori
Prosessor ATmega328 memiliki memori sebesar 32 KB yang mana sebesar
0,5 KB digunakan untuk menyimpan file bootloader. ATmega328 juga
memiliki 2 KB SRAM dan 1 KB EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis dengan
perpustakaan EEPROM).
Input dan Output
Masing-masing dari 14 pin digital pada Arduino Uno dapat digunakan
sebagai input atau output, dengan menggunakan fungsi pinMode() ,
digitalWrite() , dan digitalRead(). Semua pin beroperasi pada tegangan 5
volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima arus maksimum 40 mA dan
memiliki resistor pull-up internal (terputus secara default) sebesar
20-50 kOhm. Selain itu beberapa pin memiliki fungsi khusus, yaitu:
- Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) TTL data serial. Pin ini terhubung ke pin korespondensi dari chip ATmega8U2 Serial USB-to-TTL.
- External Interrupt (Interupsi Eksternal): Pin 2 dan pin 3 ini dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah, meningkat atau menurun, atau perubahan nilai. Baca rincian fungsi attachInterrupt() (belum diterbitkan saat artikel ini ditulis).
- PWM : Pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan output PWM 8-bit dengan fungsi analogWrite().
- SPI : Pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakan perpustakaan SPI .
- LED : Pin 13. Tersedia secara built-in pada papan Arduino Uno. LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin diset bernilai HIGH, maka LED menyala, dan ketika pin diset bernilai LOW, maka LED padam.
Arduino Uno memiliki 6 pin sebagai input analog, diberi label A0
sampai dengan A5, yang masing-masing menyediakan resolusi 10 bit (yaitu
1024 nilai yang berbeda). Secara default pin ini dapat diukur/diatur
dari mulai Ground sampai dengan 5 Volt, juga memungkinkan untuk mengubah
titik jangkauan tertinggi atau terendah mereka menggunakan pin AREF dan
fungsi analogReference(). Selain itu juga, beberapa pin memiliki fungsi
yang dikhususkan, yaitu:
- TWI : Pin A4 atau SDA dan pin A5 atau SCL. Yang mendukung komunikasi TWI menggunakan perpustakaan Wire.
Masih ada beberapa pin lainnya pada Arduino Uno, yaitu:
- AREF : Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan fungsi analogReference().
- RESET : Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan ulang) mikrokontroler. Jalur ini biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama Arduino.
Pemetaan Pin
Dibawah ini pemetaan pin ATmega168 pada Arduino Uno
Pemetaan Pin Arduino dan Port ATmega168
Perhatikan pemetaan antara pin Arduino dan port ATmega328. Pemetaan untuk ATmega8, 168, dan 328 sangat identik.
| Nomor Pin ATmega168 | Nama Pin ATmega168 | Peta Pin Arduino Nano |
|---|---|---|
| 1 | PC6 (PCINT14/RESET) | RESET |
| 2 | PD0 (PCINT16/RXD) | Digital pin 0 (RX) |
| 3 | PD1 (PCINT17/TXD) | Digital pin 1 (TX) |
| 4 | PD2 (PCINT18/INT0) | Digital pin 2 |
| 5 | PD3 (PCINT19/OC2B/INT1) | Digital pin 3 (PWM) |
| 6 | PD4 (PCINT20/XCK/T0) | Digital pin 4 |
| 7 | VCC | VCC |
| 8 | GND | GND |
| 9 | PB6 (PCINT6/XTAL1/OSC1) | - |
| 10 | PB7 (PCINT7/XTAL2/OSC2) | - |
| 11 | PD5 (PCINT21/OC0B/T1) | Digital pin 5 (PWM) |
| 12 | PD6 (PCINT22/OC0A/AIN0) | Digital pin 6 (PWM) |
| 13 | PD7 (PCINT23/AIN1) | Digital pin 7 |
| 14 | PB0 (PCINT0/CLKO/ICP1) | Digital pin 8 |
| 15 | PB1 (OC1A/PCINT1) | Digital pin 9 (PWM) |
| 16 | PB2 (SS/OC1B/PCINT2) | Digital pin 10 (PWM) |
| 17 | PB3 (MOSI/OC2A/PCINT3) | Digital pin 11 (PWM) |
| 18 | PB4 (MISO/PCINT4) | Digital pin 12 |
| 19 | PB5 (SCK/PCINT5) | Digital pin 13 |
| 20 | AVCC | VCC |
| 21 | AREF | Analog Reference |
| 22 | GND | GND |
| 23 | PC0 (ADC0/PCINT8) | Analog input 0 |
| 24 | PC1 (ADC1/PCINT9) | Analog input 1 |
| 25 | PC2 (ADC2/PCINT10) | Analog input 2 |
| 26 | PC3 (ADC3/PCINT11) | Analog input 3 |
| 27 | PC4 (ADC4/PCINT12) | Analog input 4 |
| 28 | PC5 (ADC5/PCINT13) | Analog input 5 |
Komunikasi
Arduino Uno memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan
komputer, dengan Arduino lain, atau dengan mikrokontroler lainnya.
ATmega328 menyediakan komunikasi serial UART TTL (5 Volt), yang tersedia
pada pin digital 0 (RX) dan pin 1 (TX). Sebuah chip ATmega16U2 yang
terdapat pada papan digunakan sebagai media komunikasi serial melalui
USB dan muncul sebagai COM Port Virtual (pada Device komputer) untuk
berkomunikasi dengan perangkat lunak pada komputer. Firmware 16U2
menggunakan driver standar USB COM, dan tidak membutuhkan driver
eksternal. Namun pada sistem operasi Windows, file .inf masih
dibutuhkan. Perangkat lunak Arduino termasuk didalamnya serial monitor
memungkinkan data tekstual sederhana dikirim ke dan dari papan Arduino.
LED RX dan TX yang tersedia pada papan akan berkedip ketika data sedang
dikirim atau diterima melalui chip USB-to-serial yang terhubung melalui
USB komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial seperti pada pin 0
dan 1).
Sebuah perpustakaan SoftwareSerial memungkinkan
komunikasi serial pada beberapa pin digital Uno. ATmega328 juga
mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Perangkat lunak Arduino termasuk
perpustakaan Wire digunakan untuk menyederhanakan penggunaan bus I2C.
Untuk komunikasi SPI, menggunakan perpustakaan SPI.
Pemrograman
Arduino Uno dapat diprogram dengan software Arduino (Unduh perangkat lunak Arduino).
(Mengenai pemahasan lebih rinci tentang perangkat lunak Arduino akan
dibahas pada artikel terpisah). ATmega328 pada Arduino Uno sudah
tersedia preburned dengan bootloader (preburned dan bootloader apa
bahasa Indonesianya?) yang memungkinkan Anda untuk meng-upload kode baru
tanpa menggunakan programmer hardware eksternal. Hal ini karena
komunikasi yang terjadi menggunakan protokol asli STK500. Anda juga
dapat melewati (bypass) bootloader dan program mikrokontroler melalui
pin header ICSP (In-Circuit Serial Programming).
Chip ATmega16U2
(atau 8U2 pada board Rev. 1 dan Rev. 2) source code firmware tersedia.
ATmega16U2/8U2 dapat dimuat dengan bootloader DFU, yang dapat diaktifkan
melalui:
- Pada papan Revisi 1: Menghubungkan jumper solder di bagian belakang papan (dekat dengan peta Italia) dan kemudian akan me-reset 8U2.
- Pada papan Revisi 2: Ada resistor yang menghubungkan jalur HWB 8U2/16U2 ke ground, sehingga lebih mudah untuk dimasukkan ke dalam mode DFU.
Kemudian Anda dapat menggunakan Atmel FLIP software (sistem operasi Windows) atau DFU programmer
(sistem operasi Mac OS X dan Linux) untuk memuat firmware baru. Atau
Anda dapat menggunakan pin header ISP dengan programmer eksternal
(overwrite DFU bootloader).
Reset (Software) Otomatis
Daripada menekan tombol reset sebelum upload, Arduino Uno didesain
dengan cara yang memungkinkan Anda untuk me-reset melalui perangkat
lunak yang berjalan pada komputer yang terhubung. Salah satu jalur
kontrol hardware (DTR) mengalir dari ATmega8U2/16U2 dan terhubung ke
jalur reset dari ATmega328 melalui kapasitor 100 nanofarad. Bila jalur
ini di-set rendah/low, jalur reset drop cukup lama untuk me-reset chip.
Perangkat lunak Arduino menggunakan kemampuan ini untuk memungkinkan
Anda meng-upload kode dengan hanya menekan tombol upload pada perangkat
lunak Arduino. Ini berarti bahwa bootloader memiliki rentang waktu yang
lebih pendek, seperti menurunkan DTR dapat terkoordinasi (berjalan
beriringan) dengan dimulainya upload.
Pengaturan ini juga
memiliki implikasi lain. Ketika Arduino Uno terhubung dengan komputer
yang menggunakan sistem operasi Mac OS X atau Linux, papan Arduino akan
di-reset setiap kali dihubungkan dengan software komputer (melalui USB).
Dan setengah detik kemudian atau lebih, bootloader berjalan pada papan
Arduino Uno. Proses reset melalui program ini digunakan untuk
mengabaikan data yang cacat (yaitu apapun selain meng-upload kode baru),
ia akan memotong dan membuang beberapa byte pertama dari data yang
dikirim ke papan setelah sambungan dibuka. Jika sebuah sketsa dijalankan
pada papan untuk menerima satu kali konfigurasi atau menerima data lain
ketika pertama kali dijalankan, pastikan bahwa perangkat lunak
diberikan waktu untuk berkomunikasi dengan menunggu satu detik setelah
terkoneksi dan sebelum mengirim data.
Arduino Uno memiliki trek
jalur yang dapat dipotong untuk menonaktifkan fungsi auto-reset. Pad di
kedua sisi jalur dapat hubungkan dengan disolder untuk mengaktifkan
kembali fungsi auto-reset. Pad berlabel “RESET-EN”. Anda juga dapat
menonaktifkan auto-reset dengan menghubungkan resistor 110 ohm dari 5V
ke jalur reset.
Perlindungan Beban Berlebih pada USB
Arduino Uno memiliki polyfuse reset yang melindungi port USB komputer
Anda dari hubungan singkat dan arus lebih. Meskipun pada dasarnya
komputer telah memiliki perlindungan internal pada port USB mereka
sendiri, sekring memberikan lapisan perlindungan tambahan. Jika arus
lebih dari 500 mA dihubungkan ke port USB, sekring secara otomatis akan
memutuskan sambungan sampai hubungan singkat atau overload
dihapus/dibuang.
Karakteristik Fisik
Panjang dan lebar maksimum PCB Arduino Uno adalah 2.7 x 2.1 inch (6,8 x
5,3 cm), dengan konektor USB dan jack power menonjol melampaui batas
dimensi. Empat lubang sekrup memungkinkan papan terpasang pada suatu
permukaan atau wadah. Perhatikan bahwa jarak antara pin digital 7 dan 8
adalah 160 mil (0.16”), tidak seperti pin lainnya dengan kelipatan genap
berjarak 100 mil.
SUMBER:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar