MATERI ANTARMUKA ANALOG INPUT Berbasis Project Based Learning E-MODUL PRAKTIKUM SISTEM MIKROPROSESOR Program Studi Pendidikan Teknik Elektro Fakultas Tarbiyah dan Keguruan Universitas Islam Negeri Ar-Raniry Banda Aceh Tahun 2026 Azka Ghifari Penyusun : Muhammad Ikhsan
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT karena atas rahmat dan karunia-Nya modul yang berjudul “Pengembangan E-Modul Sistem Mikroprosesor Berbasis Project Based Learning pada Materi AntarmukaAnalog Input” ini dapat diselesaikan dengan baik. E-Modul ini disusun sebagai bahan ajar yang bertujuan untuk membantu mahasiswa memahami konsep Antarmuka Analog Input pada Sistem Mikroprosesor secara lebih terstruktur, interaktif, dan aplikatif. Materi yang disajikan dalam e-modul ini memadukan teori dasar, contoh penerapan, serta kegiatan praktik yang dirancang untuk meningkatkan pemahaman konseptual dan keterampilan teknis mahasiswa. Banda Aceh, April 2026 Penulis i Pengembangan e-modul ini menerapkan pendekatan Project Based Learning (PjBL), sehingga proses pembelajaran tidak hanya berfokus pada penguasaan materi, tetapi juga pada penyelesaian proyek yang mendorong kemampuan berpikir kritis, pemecahan masalah, dan kolaborasi. Penulis menyadari bahwa modul ini masih memiliki kekurangan, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan demi penyempurnaan di masa mendatang. Semoga e-modul ini dapat memberikan manfaat bagi mahasiswa dan menjadi referensi pendukung dalam pembelajaran sistem mikroprosesor, khususnya pada materi Antarmuka Analog Input.
ii DAF TAR ISI Cover Kata Pengantar........................................................................................................I Daftar isi................................................................................................................II Tata Tertib Praktikum...........................................................................................III Petunjuk Penggunaan E-Modul ..............................................................................V Doa Sebelum Belajar.............................................................................................VI Pendahuluan .......................................................................................................VII Sintaks Project Based Learning (PJBL)..............................................................VIII Pengertian Data Analog ..........................................................................................1 Pengertian Data Digital...........................................................................................2 Karakteristik Sinyal Analog ....................................................................................3 Sinyal Analog dalam Kehidupan Sehari-hari...........................................................5 Analog to Digital Converter.....................................................................................8 Pin Analog Digital Converter (ADC) pada Arduino Uno ..........................................9 Praktikum I...........................................................................................................12 Praktikum II .........................................................................................................24 Praktikum III........................................................................................................37 Soal Latiahan .......................................................................................................51 Daftar Pustaka......................................................................................................54
iii TATA TERTIB PRAKTIKUM Demi menjaga kelancaran jalannya pembelajaran praktikum sistem mikroprosesor, mahasiswa diwajibkan memenuhi tata tertib dan tata cara seperti yang tertera di bawah ini : 1. Kehadiran dan Keterlambatan Pastikan harus hadir 10 menit sebelum praktikum dimulai. Toleransi keterlambatan diberikan 10 menit setelah praktikum dimulai. Lebih dari 10 menit jalannya pembelajaran praktikum tidak dapat mengikuti pembelajaran pada hari itu Keterlambatan lebih dari 10 menit jalannya praktikum dianggap absen. 2. Peralatan dan Materi Pastikan semua mahasiswa memahami tujuan dan fungsi dari modul praktikum sistem mikroprosesor yang akan digunakan. Peserta diharapkan membawa peralatan yang diperlukan sesuai dengan materi yang akan dipelajari. 3. Interaksi dan Diskusi Peserta di harapkan aktif berpartisisipasi dalam diskusi dan kegiatan interaktif yang diselenggarakan Bertanya dan berbagi pendapat secara sopan dan terbuka. 4. Penggunaa Teknologi Jika ada penggunaan teknologi misalnya ponsel, gunakan sesuai keperluan pembelajaran. Hindari penggunaan yang menggangu jalannya pembelajaran praktikum.
iv 5. Tugas dan Evaluasi Peserta diharapkan menyelesaikan tugas yang diberikan sesuai dengan tenggat waktu yang ditentukan. Menjaga sikap dan perilaku yang sopan selama kegiatan pembelajaran 7. Ketidakhadiran dan Keterlambatan Menghormati waktu dan prosedur yang telah ditentukan. Mahasiswa yang tidak dapat menghadiri sesi praktikum diharapkan memberitahukan kepada penyelenggara (dosen) atau asisten leb yang bersangkutan sesegera mungkin. Evaluasi kemajuan peserta akan dilakukan sesuai dengan ketentuan yang di sepakati 6. Kedisplinan dan Etika
v Petunjuk Penggunaan E-Modul 1.Buka e-modul melalui perangkat komputer atau smartphone. 2.Awalilah kegiatan pembelajaran dengan berdoa agar diberikan kemudahan, kelancaran, dan keberkahan dalam menuntut ilmu. 3.Bacalah tata tertib praktikum dan materi dasar pada setiap kegiatan praktikum untuk memahami konsep yang akan dipelajari. 4.Siapkan seluruh alat, bahan, dan komponen yang diperlukan sesuai daftar yang tersedia dalam e-modul. 5.Ikuti langkah-langkah praktikum serta petunjuk perakitan rangkaian dan pemrograman sesuai prosedur yang diberikan. 6.Catat dan analisis hasil pengamatan pada lembar kerja yang telah disediakan untuk mendukung penyelesaian tugas atau proyek. 7.Kerjakan evaluasi dan susun laporan praktikum sesuai format yang ditentukan untuk mengukur pemahaman dan hasil belajar. 8.Selamat Mencoba
vi Doa Sebelum Belajarً ﻼ ﺒَﻘَﺘُﻣ ً ﻼَﻤَﻋَو ،ﺎًﺒ ﻴَﻃ ﺎًﻗْزِرَو ،ﺎًﻌِﻓﺎَﻧ ﺎًﻤْﻠِﻋ َ ﻚُﻟ ﺎْﺳ ا ﻲ ﻧ ا ﻢُﻬ ﻠﻟا Allahumma inni as'aluka 'ilman nafi'an, wa rizqan thayyiban, wa 'amalan mutaqabbalan. Artinya : Ya Allah, sesungguhnya aku memohon kepada-Mu ilmu yang bermanfaat, rezeki yang baik, dan amal yang diterima. ﺎًﻤْﻬَﻓ ﻲِﻨْﻗُزْراَو ﺎًﻤْﻠِﻋ ﻲِﻧْدِز ﻢُﻬ ﻠﻟا Allahumma zidnii 'ilman warzuqnii fahman. Artinya : Ya Allah, tambahkanlah ilmu kepadaku dan berilah aku pemahaman.
1. Prodi : Pendidikan Teknik Elektro 2. Nama Mata Kuliah : Sistem Mikroprosesor 3. Semester : III / 4 SKS 4. Jenis Mata Kuliah : Mata Kuliah Keahlian dan Keterampilan vii P E N D A H U LU A N A. IDENTITAS B. DESKRIPSI MATA KULIAH Mata Kuliah Sistem Mikroprosesor memberikan pemahaman kepada mahasiswa mengenai konsep dasar, perangkat keras, perangkat lunak, serta penerapan mikroprosesor dan mikrokontroler dalam sistem elektronik. Materi yang dibahas mencakup arsitektur mikroprosesor, perangkat pendukung, serta pemrograman dasar untuk mendukung aplikasi sistem tertanam (embedded system), interface data digital dan interface dengan LCD, interface output PWM dan interface serial USART. C. CAPAIAN PEMBELAJARAN LULUSAN ( CPL 7 ) Mampu memahami dan membedakan perangkat keras dan perangkat lunak dari mikroprosesor dan mikrokontroler, mengidentifikasi untuk memecahkan masalah di bidang sistem mikroprosesor dasar secara terukur, bermutu, mandiri dan bertanggung jawab D. SUB - CPMK ( 9 ) Mampu menjelaskan pengertian data Analog, mengimplementasikan fungsi antarmuka ADC pada mikrokontroler Arduino, membuat rangkaian dan pemrograman antarmuka ADC pada mikrokontroler Arduino
viii 1.Menentukan Pertanyaan Mendasar (Start with the Essential Question) 2.Menyusun Perencanaan Proyek (Design a Plan for the Project) 3.Menyusun Jadwal (Create a Schedule) SINTAKS PROJECT BASED LEARNING (PJBL) 4.Memonitor Kemajuan Proyek (Monitor the Students and the Progress of the Project) 5. Menguji Hasil (Assess the Outcome) 6.Mengevaluasi Pengalaman (Evaluate the Experience)
1 Sintaks 1 : Menentukan Pertanyaan Mendasar Apa Itu Sinyal Analog dan Bagaimana ADC Bekerja? Data analog adalah sinyal berbentuk gelombang kontinu yang membawa informasi melalui perubahan amplitudo dan frekuensi. Sinyal ini biasanya digambarkan sebagai gelombang sinus dan disebarkan melalui gelombang elektromagnetik, seperti gelombang radio. Frekuensi sinyal diukur dalam satuan Hertz (Hz), yaitu jumlah gelombang yang terjadi setiap detik. Misal dalam satu detik gelombang dikirim sebanyak 1000, maka disebut dengan 1000 Hertz. Sistem analog memiliki kelemahan karena mudah terkena noise, pengiriman data lebih lambat, dan sering terjadi error. Oleh sebab itu, banyak perangkat saat ini beralih menggunakan sistem digital yang lebih cepat dan stabil. Sinyal analog yang umumnya berbentuk gelombang sinus memiliki tiga variable dasar, yaitu amplitudo, frekuensi, dan Phase. Untuk bentuk sinyal analog dapat dilihat pada Gambar 1. 1. Pengertian Data Analog Gambar 1. Bentuk Sinyal Analog
2 Data digital merupakan data yang direpresentasikan dalam bentuk nilai-nilai diskrit, umumnya menggunakan sistem bilangan biner yang terdiri atas angka 0 dan 1. Bentuk representasi ini memungkinkan perangkat digital, seperti komputer dan mikrokontroler, untuk membaca, menyimpan, mengolah, dan mengirimkan informasi secara sistematis. Berbeda dengan data analog yang bersifat kontinu, data digital hanya memiliki nilai tertentu sehingga lebih mudah diproses oleh sistem elektronik modern. Penggunaan data digital memberikan beberapa keuntungan, antara lain kemudahan dalam penyimpanan, kecepatan pemrosesan, serta ketahanan yang lebih baik terhadap gangguan atau noise selama proses transmisi. Pada sistem mikrokontroler, data digital umumnya dinyatakan dalam kondisi logika HIGH (1) dan LOW (0) yang digunakan sebagai dasar dalam proses pengambilan keputusan dan pengendalian perangkat elektronik. Untuk bentuk sinyal digital dapat dilihat pada Gambar 2. 2. Pengertian Data Digital Gambar 2. Bentuk Sinyal Digital
3 a. Amplitudo Amplitudo adalah ukuran tinggi rendahnya tegangan pada sinyal analog yang menunjukkan besar kecilnya kekuatan sinyal. Semakin besar amplitudo, maka sinyal yang dihasilkan semakin kuat, sedangkan amplitudo yang kecil menunjukkan sinyal yang lebih lemah. Pada gelombang, amplitudo diukur dari garis tengah menuju puncak (peak) sebagai titik tertinggi gelombang, sedangkan lembah (trough) merupakan titik terendah yang menunjukkan nilai minimum sinyal. Karakteristik bentuk amplitudo tersebut ditunjukkan secara lebih jelas pada Gambar 3. Gambar 3. Amplitudo pada Sinyal Analog b. Frekuensi Frekuensi adalah jumlah gelombang sinyal analog yang terjadi dalam satu detik dan menunjukkan seberapa cepat gelombang berulang dari satu siklus ke siklus berikutnya. Semakin tinggi frekuensi, maka gelombang akan semakin rapat dan berosilasi lebih cepat, sedangkan frekuensi rendah menghasilkan gelombang yang lebih renggang dan bergerak lebih lambat. Bentuk visual dari frekuensi dapat dilihat pada Gambar 4. 3. Karakteristik Sinyal Analog
4 Gambar 4. Frekuensi pada Sinyal Analog c. Phase Phase adalah posisi sudut suatu sinyal analog dalam satu siklus gelombang yang menunjukkan letak gelombang, seperti pada awal, puncak, atau lembah. Phase dinyatakan dalam derajat (°) atau radian dan digunakan untuk membandingkan dua sinyal. Jika dua sinyal memiliki posisi gelombang yang sama disebut sefase (in phase), sedangkan jika terjadi pergeseran posisi gelombang disebut beda fase atau phase shift (out of phase). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 5. Gambar 5. Phase pada Sinyal Analog
5 4. Sinyal Analog Dalam Kehidupan Sehari-hari Sinyal analog adalah sinyal yang nilainya berubah secara kontinu terhadap waktu dan digunakan untuk mewakili besaran nyata seperti suara, suhu, cahaya, dan tekanan. Sinyal analog bekerja dengan mengubah informasi menjadi gelombang listrik kontinu, Beberapa aplikasi sinyal analog dalam kehidupan sehari-hari antara lain: a. Radio Analog Radio analog pada dasarnya menggunakan gelombang elektromagnetik untuk mengirimkan sinyal yang sifatnya terus berubah. Radio analog memiliki dua karakteristik modulasi utama, yaitu amplitudo dan frekuensi. Amplitudo adalah ukuran sinyal tegangan tinggi dan rendah di radio analog. Untuk bentuk radio analog dapat dilihat pada Gambar 6. Gambar 6. Radio Analog Beberapa jenis radio analog berdasarkan teknik modulasi antara lain: 1.AM (Amplitude Modulation) 2.FM (Frequency Modulation) 3.PM (Phase Modulation)
6 b. Televisi Analog Televisi analog adalah jenis televisi yang menggunakan gelombang radio dengan sistem tabung atau CRT (Cathode Ray Tube), di mana sinyal suara dan gambar dipancarkan menggunakan modulasi analog. Televisi analog mengkodekan data gambar dengan memvariasikan tegangan (voltase) atau frekuensi sinyal secara kontinu. Untuk menerima siaran, televisi analog menggunakan alat penangkap sinyal yang disebut antena. Bentuk televisi analog dapat dilihat pada Gambar 7. Gambar 7. Televisi Analog c. Mikrofon Mikrofon analog adalah perangkat yang digunakan untuk mengubah gelombang suara menjadi sinyal listrik analog yang bersifat kontinu. Mikrofon bekerja dengan menangkap getaran suara melalui diafragma, kemudian getaran tersebut diubah menjadi perubahan tegangan listrik sesuai dengan amplitudo dan frekuensi suara asli. Bentuk mikrofon dapat dilihat pada Gambar 8. Gambar 8. Mikrofon
7 d. Termometer Analog Termometer analog adalah alat pengukur suhu yang bekerja menggunakan pemuaian zat cair, seperti raksa atau alkohol. Cara kerjanya yaitu cairan di dalam tabung akan naik saat suhu meningkat dan turun saat suhu menurun sesuai skala suhu yang tersedia. Bentuk dari termometer analog dapat dilihat pada Gambar 9. Gambar 9. Termometer Analog e. Jam Analog Jam analog adalah alat penunjuk waktu yang menggunakan jarum jam, jarum menit, dan jarum detik untuk menunjukkan waktu pada sebuah dial berbentuk lingkaran. Jam analog termasuk contoh alat yang menggunakan konsep analog karena posisi jarumnya berubah secara kontinu mengikuti berjalannya waktu. Untuk bentuk jam analog dapat dilihat pada Gambar 10. Gambar 10. Jam Analog
8 5. Analog to Digital Converter (ADC) Analog To Digital Converter (ADC) adalah perangkat elektronika yang berfungsi untuk mengubah sinyal analog (sinyal kontinyu) menjadi sinyal digital. Perangkat ADC (Analog To Digital Convertion) dapat berbentuk suatu modul atau rangkaian elektronika maupun suatu chip IC yang berfungsi untuk menjembatani pemrosesan sinyal analog oleh sistem digital. Tanpa ADC, sensor analog tidak dapat dipahami oleh sistem digital. Kinerja ADC dipengaruhi oleh kecepatan sampling dan resolusi. Bentuk chip dari ADC dapat dilihat pada Gambar 10 Gambar 10. Chip ADC 12010 1.Kecepatan sampling ADC menunjukkan seberapa sering sinyal analog diubah menjadi sinyal digital per detik (SPS). 2.Resolusi ADC menentukan tingkat ketelitian hasil konversi sinyal analog ke digital. Semakin tinggi resolusi ADC, semakin banyak nilai diskrit yang dapat dihasilkan sehingga hasil pengukuran menjadi lebih akurat. Misalnya, ADC 8-bit memiliki 256 tingkat nilai, sedangkan ADC 12-bit memiliki 4096 tingkat nilai, sehingga ADC 12-bit lebih teliti dibandingkan ADC 8-bit. Baca lebih lanjut : Konversi Sinyal Analog ke Digital
9 4. Pin Analog Digital Converter (ADC) pada Arduino Uno Pada board Arduino Uno, terdapat enam pin analog input, yakni mulai dari A0 hingga A5. Huruf A pada awal nama pin Arduino menandakan pin tersebut dapat digunakan untuk mengolah signal analog, kemudian mengubahnya menjadi data digital menggunakan ADC agar dapat diproses oleh mikrokontroler. Letak pin analog input pada Arduino Uno dapat dilihat pada Gambar 11. Nilai Digital = Gambar 11. Pin Analog Input pada Arduino Uno Arduino dapat membaca tegangan analog melalui salah satu pin analog input (A0 – A5). Pin analog input ini, terhubung dengan ADC yang terdapat didalam mikrokontroler AVR, dan memiliki resolusi 10 bit (rangenya dari 0 – 1023). Setiap tegangan analog yang masuk melalui pin ini akan dikonversikan ke suatu nilai digital yang melalui rumus : Vin Vref x 1023
10 Keterangan : Vin = tegangan input yang masuk ke pin analog (misalnya dari sensor ) Vref = tegangan referensi ADC (biasanya 5V pada Arduino) 1023 = nilai maksimum ADC 10-bit (karena 2¹⁰ = 1024 level, yaitu 0–1023) Nilai Digital = hasil konversi ADC dalam bentuk angka digital. Contoh : Jika tegangan masuk (Vin) 3 V maka akan terbaca pada arduino sebagai nilai digital = 3 5 x 1023 = 614 (dibulatkan). Bagaimana jika tegangan 5 volt dikonversi menjadi data digital 10 bit? Mari kita hitung menggunakan rumus berikut : Vin = Nilai Digital 1023 x Vref Keterangan : Nilai Digital = hasil pembacaan (0–1023) 1023 = nilai maksimum ADC 10-bit Vref = tegangan referensi (biasanya 5V) Vin = tegangan input sebenarnya analogRead() Contoh : 5 Volt 1023 = 0.004887585 Volt
11 Artinya setiap 1 angka desimal mewakili tegangan sebesar 0,004887585 Volt. Berapa besar tegangan yang diwakili angka 614? 614 x 5 Volt 1023 = 614 x 0.004887585 Volt = 3.00017 Volt ≈ 3 Volt Untuk memperdalam pemahaman Anda mengenai teori dasar Analog-to-Digital Converter (ADC), Silakan tonton video 1 yang membahas teori dasar dari ADC.Video 1. Analog To Digital Converter
12 PRAKTIKUM I Pembacaan Data Analog Menggunakan Potensiometer Berbasis Arduino Uno DESKRIPSI PRAKTIKUM : Praktikum ini bertujuan untuk mempelajari penggunaan potensiometer sebagai sumber data analog dan penerapan fitur ADC pada Arduino Uno. Mahasiswa akan merancang rangkaian serta membuat program untuk membaca dan menampilkan hasil konversi data analog ke data digital melalui Serial Monitor. Melalui praktikum ini, mahasiswa diharapkan memahami prinsip kerja ADC dan penggunaan pin analog input pada Arduino. A. TUJUAN PRAKTIKUM : 1.Mahasiswa mampu memahami cara kerja potensiometer. 2.Mahasiswa mampu merakit rangkaian potensiometer dengan Arduino Uno. 3.Mahasiswa mampu membaca dan menampilkan nilai analog pada Serial Monitor. B. HASIL PROYEK PRAKTIKUM Setelah menyelesaikan praktikum ini, mahasiswa mampu membuat sistem pembacaan data analog menggunakan potensiometer berbasis Arduino Uno yang dapat menampilkan nilai ADC pada Serial Monitor.
13 C. DASAR TEORI Potensiometer adalah resistor variabel yang nilai hambatannya dapat diubah dengan memutar porosnya. Komponen ini bekerja sebagai pembagi tegangan (voltage divider) dan banyak digunakan sebagai pengatur volume, intensitas cahaya, serta input analog pada mikrokontroler seperti Arduino. Potensiometer memiliki tiga kaki, yaitu kaki pertama yang dihubungkan ke tegangan positif (VCC), kaki kedua (wiper) sebagai keluaran tegangan yang nilainya berubah sesuai posisi putaran, dan kaki ketiga yang dihubungkan ke ground (GND). Tegangan pada kaki tengah dapat dibaca oleh Arduino melalui pin analog dan dikonversi menjadi data digital menggunakan ADC (Analog to Digital Converter). Bentuk dari potensiometer dapat dilihat pada Gambar 12 Gambar 12. Bentuk Potensiometer
14 Mahasiswa merencanakan proyek pembacaan data analog menggunakan potensiometer dan Arduino Uno dengan mengidentifikasi alat dan bahan yang diperlukan, mempelajari skematik rangkaian, serta memahami program yang akan digunakan. Sintaks 2 : Menyusun Perencanaan Proyek No Alat dan Bahan Jumlah 1 Arduino 1 2 Potensiometer 1 3 Breadboard 1 4 Kabel Jumper Secukupnya D. ALAT DAN BAHAN Tabel 1. Alat dan Bahan Praktikum Pembacaan Data Analog Menggunakan Potensiometer Berbasis Arduino Uno
15 Skematik Rangkaian Gambar 13. Skenematik Rangkaian Arduino Uno dengan Potensiometer Lihat bentuk skematik rangkaian Arduino Uno dengan Potensiometer di Website Tincercad dengan mengklik logo Tinkercad di bawah ini :
16 Kode Pemograman Link Kode Pemograman : Kode Program Potensiometer Gambar 14. Kode Pemograman Arduino Uno dengan Potensiometer No Komponen Pin Komponen Terhubung ke Arduino Warna kabel 1 Potensiometer VCC ( Terminal 1 ) Pin 5V Merah 2 Potensiometer Wiper ( Terminal 2 ) Pin A0 Biru 3 Potensiometer GND ( Terminal 3 ) Pin GND Hitam Tabel 2. Koneksi Pin Arduino Uno dengan Potensiometer
17 Sintaks 3 : Menyusun Jadwal Proyek Kelompok : Anggota : No Kegiatan Waktu Pelaksanaan 1 Mempelajari dasar teori potensiometer 2 Menyiapkan alat dan bahan praktikum 3 Mempelajari skematik rangkaian Arduino Uno dengan Potensiometer 4 Merakit rangkaian 5 Menyalin atau menulis kode program serta mengunggah program ke Arduino IDE 6 Mengunggah program ke Arduino Uno 7 Melakukan pengujian sistem 8 Mencatat dan menganalisis hasil pengujian 9 Menyusun kesimpulan praktikum Mahasiswa menyusun jadwal pelaksanaan proyek agar kegiatan praktikum dapat dilaksanakan secara terencana dan sistematis.
18 Perhatikan skematik rangkaian pada Gambar 13. Hubungkan komponen potensiometer sesuai dengan skema tersebut, kemudian lakukan percobaan dengan mengikuti prosedur percobaan yang telah disediakan secara berurutan. 1.Siapkan alat dan bahan yang diperlukan, yaitu Arduino Uno, Potensiometer, kabel jumper, dan kabel USB. 2.Hubungkan kaki pertama potensiometer (kabel merah) ke pin 5V Arduino Uno. 3.Hubungkan kaki kedua potensiometer (kabel biru) ke pin A0 Arduino Uno. 4.Hubungkan kaki ketiga potensiometer (kabel hitam) ke pin GND Arduino Uno. 5.Sambungkan Arduino Uno ke laptop menggunakan kabel USB. 6.Buka software Arduino IDE dan lakukan pemrograman. Sintaks 4 : Pelaksanaan dan Monitoring Proyek Mahasiswa melaksanakan proyek sesuai perencanaan yang telah disusun dan memantau perkembangan proyek menggunakan Tabel 2 monitoring di bawah. E. PROSEDUR PERCOBAAN PRAKTIKUM Gambar 15. Tampilan awal aplikasi Arduino IDE
19 7.Salin kode program pada Gambar 14 ke dalam perangkat lunak Arduino IDE Gambar 17. Pemilihan Port COM pada Arduino IDE. 8.Pilih jenis board Arduino Uno yang sesuai pada menu Tools. Gambar 16. Pemilihan board Arduino Uno pada menu Tools di Arduino IDE. 9.Selanjutnya pilih Port pada menu Tools, lalu tentukan port COM yang digunakan dan yang terhubung ke komputer.
20 11.Setelah program berhasil diunggah, buka Serial Monitor untuk melihat hasil pembacaan nilai analog. Gambar 19. Tampilan Serial Monitor untuk melihat hasil pembacaan nilai analog. 12.Putar knop potensiometer secara perlahan, kemudian amati perubahan nilai digital yang tampil pada Serial Monitor. 13.Hasil eksekusi program yang dapat dilihat melalui Serial Monitor ditunukkan sebagai berikut. Gambar 20. Hasil pembacaan data yang ditampilkan pada Serial Monitor. Gambar 18. Tombol Upload pada Arduino IDE untuk mengirim program ke board Arduino Uno. 10.Klik tombol Upload untuk mengirim program ke Arduino Uno.
21 Tabel 2. Monitoring Keaktifan dan Perkembangan Proyek Pembacaan Data Analog Menggunakan Potensiometer Berbasis Arduino Uno No Kegiatan Sudah Belum 1 Persiapan Menyiapkan Arduino Uno, potensiometer, breadboard, dan kabel jumper Memastikan seluruh komponen dalam kondisi baik Membaca dan memahami petunjuk praktikum 2 Pelaksanaan Proyek Merakit rangkaian potensiometer dengan Arduino Uno sesuai skenematik rangkaian Menyalin atau menulis kode program pada Arduino IDE Mengunggah program ke Arduino Uno Menguji rangkaian dan program yang telah dibuat Mengamati perubahan nilai analog pada Serial Monitor 3 Dokumentasi dan Pelaporan Mencatat hasil pengamatan pada tabel yang disediakan Menganalisis hasil pengamatan Menyusun kesimpulan praktikum
22 Sintaks 5: Menguji Hasil Proyek Mahasiswa menguji sistem dengan memutar potensiometer pada beberapa kondisi, kemudian mengamati dan mencatat nilai ADC yang ditampilkan pada Serial Monitor ke dalam Tabel 3 No Posisi Potensiometer Nilai ADC yang Terbaca (Serial Monitor) 1 Minimum 2 25% Putaran 3 50% Putaran 4 75% Putaran 5 Maksimum Tabel 3.Hasil Pengujian Pembacaan Nilai Analog pada Potensiometer
23 Sintaks 6: Evaluasi Pengalaman Belajar Mahasiswa melakukan refleksi terhadap proses dan hasil proyek yang telah dilaksanakan, kemudian menyusun kesimpulan berdasarkan data dan hasil analisis yang diperoleh selama praktikum. Tugas Evaluasi Praktikum 1.Jelaskan bagaimana Arduino Uno mengubah sinyal analog menjadi data digital. 3.Pada Arduino Uno digunakan ADC 10-bit dengan tegangan referensi 5 V. Jika nilai ADC yang terbaca adalah 512, hitung tegangan keluaran potensiometer ? 2.Jelaskan hubungan antara tegangan keluaran potensiometer dan nilai ADC yang terbaca oleh Arduino Uno ? Refleksi Pembelajaran 1.Apa pengetahuan baru yang Anda peroleh dari praktikum ini? 2.Kendala apa yang Anda hadapi selama pelaksanaan proyek? 3.Bagaimana cara Anda mengatasi kendala tersebut? Kesimpulan Berdasarkan hasil pada tabel pengamatan, buatlah kesimpulan dari praktikum yang telah dilakukan di bawah ini.
24 Sistem Pengontrol Kecerahan Lampu LED Berbasis Sensor Cahaya A. TUJUAN PRAKTIKUM 1.Mahasiswa mampu memahami cara kerja sensor cahaya (LDR) 2.Mahasiswa mampu membaca intensitas cahaya menggunakan Arduino 3.Mahasiswa mampu menampilkan data melalui Serial Monitor DESKRIPSI PRAKTIKUM Praktikum ini bertujuan untuk mempelajari penggunaan sensor cahaya (LDR) sebagai input analog pada Arduino Uno untuk mengendalikan kecerahan lampu LED secara otomatis. Melalui praktikum ini, mahasiswa diharapkan memahami pembacaan data analog dan pengendalian output menggunakan Arduino Uno. B. HASIL PROYEK PRAKTIKUM Mahasiswa mampu membuat sistem pengontrol kecerahan lampu LED berbasis sensor cahaya (LDR) dan Arduino Uno yang dapat menyesuaikan tingkat kecerahan LED secara otomatis berdasarkan intensitas cahaya lingkungan. PRAKTIKUM II
25 C. DASAR TEORI Light Dependent Resistor (LDR) adalah sensor yang nilai hambatannya berubah sesuai dengan intensitas cahaya yang diterimanya. Semakin terang cahaya yang mengenai LDR, semakin kecil nilai hambatannya. Sebaliknya, semakin redup cahaya yang diterima, semakin besar nilai hambatannya. Perubahan hambatan ini akan menyebabkan perubahan tegangan pada rangkaian. Tegangan tersebut kemudian dapat digunakan sebagai masukan untuk mengendalikan perangkat elektronik, seperti mengatur tingkat kecerahan lampu secara otomatis. Dengan memanfaatkan perubahan nilai hambatan akibat cahaya, LDR banyak digunakan dalam sistem kendali otomatis yang bekerja berdasarkan kondisi pencahayaan di lingkungan sekitar. Bentuk fisik dan simbol dari sensor LDR dapat dilihat pada Gambar 21. Gambar 21. Bentuk sensor cahaya (LDR) dan Simbol LDR 1. Light Dependent Resistor (LDR)
26 Light Emitting Diode (LED) merupakan komponen semikonduktor yang dapat menghasilkan cahaya ketika dialiri arus listrik dengan kondisi bias maju (forward bias). Cahaya yang dipancarkan LED berasal dari material semikonduktor yang mengandung unsur seperti galium, arsenik, dan fosfor. Perbedaan komposisi bahan tersebut menyebabkan LED mampu menghasilkan berbagai warna cahaya. Sebagai salah satu jenis dioda, LED hanya dapat menghantarkan arus listrik ke satu arah. Saat diberi tegangan pada kondisi forward bias, LED akan memancarkan cahaya sesuai karakteristik materialnya. Namun, LED hanya mampu bekerja dengan arus yang relatif kecil, umumnya sekitar 20 mA. Jika arus yang mengalir melebihi batas tersebut, LED berisiko mengalami kerusakan. Oleh sebab itu, penggunaan resistor sebagai pembatas arus sangat diperlukan untuk menjaga LED tetap bekerja dengan aman dan optimal.Bentuk fisik beserta simbol sensor LDR ditunjukkan pada Gambar 22. Gambar 22. Bentuk Fisik dari LED dan Simbol LED 2. Light Emiting Dioda (LED)
27 Sintaks 2 : Menyusun Perencanaan Proyek Mahasiswa merencanakan proyek sistem monitoring intensitas cahaya menggunakan sensor LDR dan Arduino Uno dengan menyiapkan alat dan bahan, mempelajari rangkaian, serta memahami program pembacaan data sensor. D. ALAT DAN BAHAN Tabel 4. Alat dan Bahan Praktikum Sistem Pengontrol Kecerahan Lampu LED Berbasis Sensor Cahaya No Nama Alat dan Bahan Jumlah 1 Arduino Uno 1 2 Sensor Cahaya (LDR) 1 3 Resistor 10 kΩ dan Resistor 220 Ω Masing-masing 1 4 Breadboard / Project Board 1 5 LED 1 6 Kabel Jumper Secukupnya 7 Laptop dan Software Arduino IDE 1
28 Skematik Rangkaian Resistor 10 kΩ Sensor Cahaya (LDR) LED Resistor 220 Ω Gambar 23. Skematik Rangkaian Sistem Pengontrol Kecerahan Lampu LED Berbasis Sensor Cahaya Lihat bentuk skematik rangkaian Sistem Pengontrol Lampu LED Berrbasis Sensor Cahaya di Website Tincercad dengan mengklik logo Tinkercad di bawah ini :
29 No Komponen Pin Komponen Terhubung Warna Kabel 1 Sensor LDR Kaki 1 Pin Arduino 5V Merah 2 Sensor LDR Kaki 2 Pin Arduino A0 melalui Resistor 10 kΩ Kuning 3 Resistor 10 kΩ Kaki 1 Titik sambungan LDR dan Pin Arduino A0 - 4 Resistor 10 kΩ Kaki 2 GND Breadboard Hitam 5 LED Merah Anoda (+) Pin Arduino D9 melalui resistor 220 Ω Orange 6 LED Merah Katoda (-) GND Breadboard Hitam 7 Resistor 220 Ω Kaki 1 Led Katoda (-) - 8 Resistor 220 Ω Kaki 2 GND Breadboard Hitam 9 Breadboard Jalur Positif (+) Pin 5V Arduino Merah 10 Breadboard Jalur Negatif (-) Pin GND Arduino Hitam Tabel 4. Koneksi Pin Sistem Pengontrol Kecerahan Lampu LED Berbasis Sensor Cahaya
30 Kode Pemograman Link Kode Pemograman : Kode Program Sensor LDR Gambar 24. Kode Pemograman Arduino Uno dengan Sensor LDR Apabila mengalami kesulitan dalam melaksanakan praktikum, silakan menyaksikan video 2. Simulasi Sistem Pengontrol Kecerahan Lampu LED Berbasis Sensor Cahaya sebagai panduan pelaksanaan praktikum. Video 2. Simulasi Sistem Pengontrol Kecerahan Lampu LED Berbasis Sensor Cahaya
31 Sintaks 3 : Menyusun Jadwal Proyek Mahasiswa menyusun jadwal pelaksanaan proyek agar kegiatan praktikum dapat dilaksanakan secara terencana dan sistematis. Kelompok : Anggota : No Kegiatan Waktu Pelaksanaan 1 Mempelajari dasar teori sensor cahaya (LDR) 2 Menyiapkan alat dan bahan praktikum 3 Mempelajari skematik rangkaian sensor LDR dan Arduino Uno 4 Merakit rangkaian sesuai skematik yang telah disediakan 5 Menyalin atau menulis kode program serta mengunggah program ke Arduino IDE 6 Menguji sistem dengan berbagai kondisi intensitas cahaya (terang, redup, sangat terang) 7 Mengamati dan mencatat hasil pembacaan sensor LDR 8 Menganalisis data hasil pengujian 9 Menyusun laporan dan kesimpulan proyek
32 E. PROSEDUR PERCOBAAN PRAKTIKUM Perhatiakan Gambar 23. Hubungkan komponen potensiometer sesuai dengan skema tersebut, kemudian ikuti prosedur percobaan yang telah disediakan secara berurutan. 1.Siapkan seluruh alat dan bahan yang dibutuhkan, yaitu Arduino Uno, breadboard, sensor cahaya , LED, resistor 10kΩ dan 220Ω, serta kabel jumper. 2.Hubungkan pin 5V Arduino ke jalur positif breadboard dan pin GND Arduino ke jalur negatif breadboard. 3.Hubungkan kedua kaki sensor LDR pada dua baris vertikal yang berbeda di breadboard (misalnya baris 5 dan baris 7) 4.Hubungkan satu kabel jumper dari pin 5V Arduino ke baris tempat salah satu kaki LDR berada (baris 5). 5.Hubungkan salah satu kaki Resistor 10kΩ ke baris kaki LDR yang satunya (baris 7). 6.Hubungkan kaki resistor yang lain ke jalur GND (jalur negatif pada breadboard). 7.Ambil kabel jumper dan hubungkan di kaki LDR dan Resistor (baris 7) menuju pin A0 Arduino. 8.Hubungkan LED pada dua baris vertikal yang berbeda di breadboard misalnya baris 18 untuk kaki panjang (Anoda +) dan baris 19 untuk kaki pendek (Katoda - ). 9.Hubungkan salah satu kaki Resistor 220Ω ke baris yang sama dengan kaki Katoda LED (baris 19). 10.Hubungkan kaki resistor yang lain ke jalur GND (jalur negatif pada breadboard). 11.Ambil kabel jumper dan hubungkan pin ~9 Arduino ke baris tempat kaki Anoda LED berada (baris 18). Sintaks 4 : Pelaksanaan dan Monitoring Proyek Mahasiswa melaksanakan proyek sesuai perencanaan yang telah disusun dan memantau perkembangan proyek menggunakan Tabel 5 monitoring di bawah.
33 12.Sambungkan Arduino Uno ke laptop/PC menggunakan kabel USB. 13.Salin atau tulis kode pemograman pada Gambar 23 di softwere Arduino IDE 14.Pilih jenis board Arduino Uno dan port COM yang sesuai pada menu Tools 15.Klik tombol Upload untuk mengirim program ke Arduino Uno. 16.Setelah program berhasil diunggah, buka Serial Monitor untuk melihat hasil pembacaan nilai analog. 17. Setelah program berjalan, uji rangkaian dengan menutup sensor LDR agar LED menyala, lalu beri cahaya pada LDR untuk melihat LED menjadi lebih redup. 18.Ubah intensitas cahaya menjadi kondisi terang dan gelap, kemudian lakukan pengamatan kembali serta catat hasilnya pada tabel pengamatan. 19.Ulangi proses pengamatan dengan variasi kondisi yang berbeda, kemudian catat hasil yang diperoleh. 20.Amati dan catat nilai pembacaan analog pada Serial Monitor saat kondisi terang dan saat kondisi gelap pada Tabel 6.
34 Tabel 5. Monitoring Keaktifan dan Perkembangan Proyek Sistem Kecerahan Lampu LED Berbasis Sensor Cahaya No Kegiatan Sudah Belum 1 Persiapan Menyiapkan Arduino Uno, sensor LDR, resistor, LED, breadboard, dan kabel jumper Memastikan seluruh komponen dalam kondisi baik Membaca dan memahami petunjuk praktikum 2 Pelaksanaan Proyek Merakit rangkaian sensor LDR, resistor, dan LED dengan Arduino Uno sesuai skematik rangkaian Menyalin atau menulis kode program pada Arduino IDE Mengunggah program ke Arduino Uno Menguji rangkaian dan program yang telah dibuat Memantau nilai LDR di Serial Monitor dan perubahan kecerahan LED pada berbagai cahaya. 3 Dokumentasi dan Pelaporan Mencatat hasil pengamatan pada tabel yang disediakan Menganalisis hasil pengamatan Menyusun kesimpulan praktikum
35 Tabel 6. Tabel hasil pengamatan sensor LDR pada Serial Monitor No Nilai Sensor LDR VA0-GND (Volt) Kondisi LED Terang/Redup/Sangat Terang V LED (Volt) 1 2 3 4 5 Sintaks 5 : Menguji Hasil Proyek Mahasiswa menguji sistem dengan mengubah intensitas cahaya pada Sensor LDR, kemudian mengamati perubahan kecerahan LED dan mencatat nilai Sensor LDR pada Serial Monitor ke dalam Tabel 6.
36 Sintaks 6 : Evaluasi Pengalaman Belajar Mahasiswa melakukan refleksi terhadap proses dan hasil proyek yang telah dilaksanakan, kemudian menyusun kesimpulan berdasarkan data dan hasil analisis yang diperoleh selama praktikum Refleksi Pembelajaran 1.Apa pengetahuan baru yang Anda peroleh dari praktikum ini? 2.Kendala apa yang Anda hadapi selama pelaksanaan proyek? 3.Bagaimana cara Anda mengatasi kendala tersebut? Kesimpulan Berdasarkan hasil pada tabel pengamatan, buatlah kesimpulan dari praktikum yang telah dilakukan di bawah ini. Tugas Evaluasi Praktikum 1.Apa fungsi sensor LDR dalam rangkaian Arduino pada praktikum ini? 2.Jelaskan hubungan antara intensitas cahaya yang diterima LDR dengan nilai ADC yang ditampilkan pada Serial Monitor! 3.Jelaskan bagaimana perubahan intensitas cahaya pada sensor LDR memengaruhi nilai ADC dan kecerahan LED yang dihasilkan pada rangkaian Arduino!
37 Sistem Monitoring Suhu Otomatis Menggunakan Sensor TMP36 dan LCD 16x2 I2C Berbasis Arduino Uno DESKRIPSI PRAKTIKUM Praktikum ini bertujuan untuk merancang sistem monitoring suhu otomatis menggunakan sensor TMP36 dan LCD 16x2 I2C berbasis Arduino Uno. Mahasiswa akan membuat rangkaian dan program untuk membaca data suhu dari sensor, serta menampilkan hasilnya pada LCD. Melalui praktikum ini, mahasiswa diharapkan memahami prinsip kerja sensor TMP36, ADC pada Arduino Uno, dan penggunaan LCD I2C. PRAKTIKUM III A. TUJUAN PRAKTIKUM 1.Mahasiswa mampu memahami prinsip kerja sensor TMP36 dalam membaca suhu. 2.Mahasiswa mampu merancang sistem monitoring suhu berbasis Arduino Uno menggunakan sensor TMP36 dan LCD 16x2 3.Mahasiswa mampu menampilkan data suhu dan kelembapan secara langsung pada LCD 16x2. B. HASIL PROYEK PRAKTIKUM Setelah menyelesaikan praktikum ini, mahasiswa mampu membuat sistem monitoring suhu otomatis berbasis Arduino Uno menggunakan sensor TMP36 dan LCD 16x2 I2C yang dapat menampilkan data suhu secara otomatis pada LCD.
38 C. DASAR TEORI 1. Sensor Suhu TMP36 Sensor TMP36 adalah sensor suhu analog yang berfungsi untuk mengukur temperatur lingkungan dan mengubahnya menjadi tegangan listrik yang proporsional terhadap suhu. Sensor ini termasuk dalam kategori sensor semikonduktor yang memiliki tingkat akurasi cukup baik untuk aplikasi sistem monitoring suhu berbasis mikrokontroler seperti Arduino Uno. TMP36 menghasilkan keluaran tegangan linear terhadap perubahan suhu, yaitu sekitar 10 mV/°C dengan offset 500 mV pada suhu 0°C. Artinya, pada suhu 25°C, keluaran tegangan sensor berada di sekitar 750 mV. Karena sifatnya yang analog, nilai keluaran TMP36 dapat dibaca menggunakan fitur Analog-to-Digital Converter (ADC) pada mikrokontroler untuk kemudian diubah menjadi nilai suhu dalam satuan derajat Celsius. Bentuk dari sensor suhu TMP36 dapat dilihat pada Gambar 25. Gambar 25. Bentuk Fisik dari Sensor Suhu TMP36
39 2. Liquid Crystal Display (LCD) Liquid Crystal Display (LCD) adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai media penampil data berupa karakter, huruf, atau simbol dengan konsumsi daya yang rendah, sehingga banyak digunakan pada perangkat seperti kalkulator, arloji digital, dan alat ukur elektronik. LCD bekerja menggunakan kristal cair yang ditempatkan di antara dua lapisan kaca dengan elektroda transparan. Prinsip kerja LCD adalah ketika diberikan tegangan, susunan kristal cair akan berubah sehingga mengatur cahaya yang melewatinya. Perubahan ini menghasilkan tampilan berupa huruf atau angka. Pada LCD 16x2, tampilan terdiri dari 2 baris dengan masing-masing 16 karakter yang dibentuk dari susunan matriks piksel. Bentuk dari LCD dapat dilihat pada Gambar 26. Gambar 26. Bentuk Fisik dari LCD 16x2 I2C
40 D. ALAT DAN BAHAN Tabel 7. Alat dan Bahan Praktikum Sistem Sistem Monitoring Suhu Otomatis Menggunakan Sensor TMP36 dan LCD 16x2 I2C Berbasis Arduino Uno No Nama Alat dan Bahan Jumlah 1 Arduino Uno 1 2 Sensor Suhu (TMP36) 1 3 Resistor 220 Ω 3 4 Breadboard / Project Board 1 5 LED (Hijau) , LED (Merah) , dan LED (Biru) Masing-masing 1 6 LCD 16 x 2 I2C 1 7 Kabel Jumper Secukupnya 8 Laptop dan Software Arduino IDE 1 Sintaks 2 : Menyusun Perencanaan Proyek Mahasiswa merencanakan proyek sistem monitoring suhu otomatis menggunakan sensor TMP36 berbasis Arduino Uno dengan LCD 16x2 I2C dengan menyiapkan alat dan bahan, mempelajari rangkaian, serta memahami program untuk membaca data sensor dan menampilkan hasil pada LCD.
41 Skematik Rangkaian Sensor Suhu TMP36 LED Biru LED Hijau LED Merah Resistor 220Ω LCD 16 x 2 (I2C) Gambar 27. Skematik Rangkaian Sistem Monitoring Suhu Otomatis Menggunakan Sensor TMP36 dan LCD 16x2 I2C Berbasis Arduino Uno Lihat skematik rangkaian Sistem Monitoring Suhu Otomatis Menggunakan Sensor TMP36 dan LCD 16×2 I2C Berbasis Arduino Uno pada Tinkercad dengan mengklik logo Tinkercad di bawah ini.
42 Apabila mengalami kesulitan dalam melaksanakan praktikum, silakan menyaksikan video 3. Simulasi Sistem Monitoring Suhu Otomatis Menggunakan Sensor TMP36 dan LCD 16x2 I2C Berbasis Arduino Uno sebagai panduan pelaksanaan praktikum. Video 3. Simulasi Sistem Monitoring Suhu Otomatis Menggunakan Sensor TMP36 dan LCD 16x2 I2C Berbasis Arduino Uno
43 No Komponen Pin Komponen Terhubung ke Arduino Warna Kabel 1 LCD I2C 16x2 GND GND Hitam 2 LCD I2C 16x2 VCC 5V Merah 3 LCD I2C 16x2 SDA A4 Coklat 4 LCD I2C 16x2 SCL A5 Kuning 5 Sensor TMP36 VCC (kaki kiri) 5V Merah 6 Sensor TMP36 Vout (kaki tengah) A0 Biru 7 Sensor TMP36 GND (kaki kanan) GND Hitam 8 LED Biru Anoda (+) D3 melalui resistor 220 Ω Orange 9 LED Biru Katoda (-) GND Hitam 10 LED Hijau Anoda (+) D2 melalui resistor 220 Ω Ungu 11 LED Hijau Katoda (-) GND Hitam 12 LED Merah Anoda (+) D4 melalui resistor 220 Ω Merah muda Tabel 8. Koneksi Pin Sistem Monitoring Suhu Otomatis Menggunakan Sensor TMP36 dan LCD 16x2 I2C Berbasis Arduino Uno
44 Kode Pemograman Link Kode Pemograman : Kode Program Sensor TMP36 Gambar 28. Kode Pemograman Arduino Uno dengan Sensor TMP36 13 LED Merah Katoda (-) GND Hitam 14 Breadboard Jalur Positif (+) 5V Arduino Merah 15 Breadboard Jalur Negatif (-) GND Arduino Hitam
45 Sintaks 3 : Menyusun Jadwal Proyek Mahasiswa menyusun jadwal pelaksanaan proyek agar kegiatan praktikum dapat dilaksanakan secara terencana dan sistematis. Kelompok : Anggota : No Kegiatan Waktu Pelaksanaan 1 Mempelajari dasar teori sensor TMP36 dan LCD 16x2 I2C 2 Menyiapkan alat dan bahan praktikum 3 Mempelajari skematik rangkaian sensor TMP36 dan LCD 16x2 I2C 4 Merakit rangkaian sesuai skematik yang telah disediakan 5 Menyalin atau menulis kode program serta mengunggah program ke Arduino IDE 6 Menguji sistem pembacaan suhu dan kelembapan pada berbagai kondisi 7 Mengamati dan mencatat hasil pembacaan sensor TMP36 8 Menganalisis data hasil pengujian 9 Menyusun laporan dan kesimpulan proyek
46 E. PROSEDUR PERCOBAAN PRAKTIKUM Perhatiakan Gambar 27. Rangkailah Sensor TMP36, LED, LCD dan Arduino sesuai gambar skematik tersebut, kemudian ikuti prosedur percobaan secara berurutan. 1.Siapkan seluruh alat dan bahan yang dibutuhkan, yaitu Arduino Uno, breadboard, sensor suhu TMP36 , LED, resistor 220Ω, LCD 16 x 2 serta kabel jumper. 2.Hubungkan pin 5V Arduino ke jalur positif breadboard dan pin GND Arduino ke jalur negatif breadboard. 3.Pasang sensor TMP36 pada breadboard (perhatikan orientasi sisi datar menghadap ke depan). 4.Hubungkan pin kiri (VCC) sensor ke jalur (+/positif) breadboard. 5.Hubungkan pin kanan (GND) sensor ke jalur ( -/negatif) breadboard. 6.Hubungkan pin tengah (Vout/Sinyal Analog) sensor ke pin A0 pada Arduino. 7.Pasang ketiga LED pada breadboard. Ingat, kaki yang lebih panjang adalah Anoda (+), dan yang lebih pendek/datar adalah Katoda (-). 8.Hubungkan Katoda (kaki pendek) dari masing-masing LED ke jalur (-/negatif) breadboard. 9.Hubungkan kaki Anoda LED Biru ke salah satu kaki resistor, lalu hubungkan kaki resistor satunya ke Pin Digital 5 Arduino (Kabel Oranye). 10.Hubungkan kaki Anoda LED Hijau ke salah satu kaki resistor, lalu hubungkan kaki resistor satunya ke Pin Digital 3 Arduino (Kabel Ungu). 11.Hubungkan kaki Anoda LED Merah ke salah satu kaki resistor, lalu hubungkan kaki resistor satunya ke Pin Digital 2 Arduino (Kabel Merah Muda). Sintaks 4 : Pelaksanaan dan Monitoring Proyek Mahasiswa melaksanakan proyek sesuai perencanaan yang telah disusun dan memantau perkembangan proyek menggunakan Tabel 7 monitoring di bawah.
47 12.Hubungkan pin GND pada LCD ke jalur negatif breadboard. 13.Hubungkan pin VCC pada LCD ke jalur positif breadboard. 14.Hubungkan pin SDA pada LCD ke pin A4 pada Arduino. 15.Hubungkan pin SCL pada LCD ke pin A5 pada Arduino. 16.Periksa kembali seluruh sambungan kabel Anda. Pastikan tidak ada kabel telanjang yang saling bersentuhan. 17.Hubungkan Arduino Uno ke port USB komputer atau laptop menggunakan kabel USB. 18.Buka aplikasi Arduino IDE di komputer anda. 19.Pastikan Library untuk LCD I2C sudah terinstal Jika belum terinstal, Klik menu Tools pada Arduino IDE lalu pilih Manage Libraries. Pada kolom pencarian, ketik Cari library yang dibuat oleh Frank de Brabander atau Marco Schwartz. Klik tombol Install yang berada di sebelah kanan nama library tersebut. Tunggu beberapa detik hingga muncul tulisan "INSTALLED" di samping nama library. 20.Salin atau tulis kode pemograman di atas pada softwere Arduino IDE 21.Pilih jenis board Arduino Uno dan port COM yang sesuai pada menu Tools 22.Klik tombol Upload untuk mengirim program ke Arduino Uno. 23.Berikan simulasi suhu panas (misalnya dengan mendekatkan telapak tangan atau memberikan sumber panas ringan secara hati-hati di dekat sensor TMP36) 24.Amati dan catat hasil pengamatan pada Tabel 8. <LiquidCrystal_I2C.h> LiquidCrystal I2C
48 Tabel 7. Monitoring Keaktifan dan Perkembangan Proyek Sistem Sistem Monitoring Suhu Otomatis Menggunakan Sensor TMP36 dan LCD 16x2 I2C Berbasis Arduino Uno No Kegiatan Sudah Belum 1 Persiapan Menyiapkan Arduino Uno, sensor suhu TMP36, LCD I2C, resistor, LED, breadboard, dan kabel jumper. Memastikan seluruh komponen dalam kondisi baik Membaca dan memahami prosedur percobaan praktikum dengan baik. 2 Pelaksanaan Proyek Merakit rangkaian sensor TMP36, LED, dan LCD I2C dengan Arduino Uno sesuai skematik. Menyalin atau menulis kode program pada Arduino IDE Mengunggah program ke Arduino Uno Menguji rangkaian dan program yang telah dibuat Menguji sensor dengan memberikan suhu panas di dekat TMP36. Memantau perubahan nilai suhu dan kelembapan pada LCD dan transisi nyala ketiga LED. 3 Dokumentasi dan Pelaporan Mencatat hasil pengamatan pada tabel yang disediakan Menganalisis hasil pengamatan Menyusun kesimpulan praktikum
49 No Pengamatan Kondisi LED ((Biru/Hijau/Merah) Tampilan LCD Suhu (°C) Humi (%) 1 2 3 4 5 Tabel 8. Tabel Hasil Pengamatan Sensor Suhu TMP36 pada Layar LCD 16x2 I2C Sintaks 5 : Menguji Hasil Proyek Mahasiswa menguji sistem dengan memberikan suhu pada sensor TMP36 secara bertahap, kemudian mengamati dan mencatat nilai suhu dan kelembapan yang tampil di layar LCD ke dalam Tabel 8.
50 Berdasarkan hasil pada tabel pengamatan, buatlah kesimpulan dari praktikum yang telah dilakukan di bawah ini. Sintaks 6 : Menguji Hasil Proyek Mahasiswa melakukan refleksi terhadap proses dan hasil proyek yang telah dilaksanakan, kemudian menyusun kesimpulan berdasarkan data dan hasil analisis yang diperoleh selama praktikum. Refleksi Pembelajaran 1.Apa pengetahuan baru yang Anda peroleh dari praktikum ini? 2.Kendala apa yang Anda hadapi selama pelaksanaan proyek? 3.Bagaimana cara Anda mengatasi kendala tersebut? Kesimpulan Tugas Evaluasi Praktikum 1.Jelaskan fungsi sensor TMP36 dan LCD 16x2 I2C pada sistem monitoring suhu otomatis? 2.Jelaskan bagaimana Arduino Uno mengolah data dari sensor TMP36 hingga dapat ditampilkan sebagai nilai suhu pada LCD 16x2 I2C! 3.Jika hasil suhu yang ditampilkan pada LCD tidak sesuai dengan suhu lingkungan sebenarnya, jelaskan kemungkinan penyebab masalah tersebut dan langkah- langkah yang dapat dilakukan untuk mengatasinya!
51 SOAL LATIHAN 1. Data analog adalah data yang memiliki nilai... A. Tetap dan pasti B. Diskrit dan terbatas C. Berubah secara kontinu D. Hanya berupa angka biner 2. Contoh sinyal analog dalam kehidupan sehari-hari adalah… A. Keyboard komputer B. Suara manusia C. File digital D. Lampu LED digital 3. Pada Arduino Uno, ADC merupakan singkatan dari… A. Analog Data Circuit B. Automatic Digital Control C. Analog to Digital Converter D. Analog Distribution Connector 4. Fungsi ADC pada Arduino Uno adalah… A. Mengubah data digital menjadi analog B. Mengubah sinyal analog menjadi data digital C. Menguatkan tegangan listrik D. Menyimpan data sensor Soal Pilihan Ganda
52 6. Resolusi ADC pada Arduino Uno adalah… A. 4 bit B. 8 bit C. 10 bit D. 16 bit 7. Nilai maksimum hasil pembacaan ADC Arduino Uno adalah… A. 255 B. 512 C. 1023 D. 2048 8. Perintah Arduino yang digunakan untuk membaca nilai analog adalah… A. Analog Data Circuit B. Automatic Digital Control C. Analog to Digital Converter D. Analog Distribution Connector 9.Jika nilai analogRead() menghasilkan angka 512 dengan Vref = 5V, berapakah tegangan inputnya? A. 2.0 V B. 2.5 V C. 3.0 V D. 5.0 V 10. Arduino Uno menggunakan ADC dengan resolusi 10-bit. Berapa jumlah level diskrit yang dihasilkan? A. 512 B. 1024 C. 4096 D. 5024
53 3.Jelaskan tiga tahapan utama dalam proses konversi analog ke digital (ADC) beserta penjelasan masing-masing tahapan! 4.Seorang mahasiswa ingin mengukur tegangan yang berubah dari 0V hingga 2.5V menggunakan ADC Arduino Uno (resolusi 10-bit, Vref=5V). Hitung resolusi tegangan per step ADC dan nilai ADC yang dihasilkan saat input = 1.25V! 5.Mengapa pada rangkaian sensor LDR diperlukan resistor pull-down (10kΩ)? Jelaskan konsep voltage divider yang terbentuk! 1.Jelaskan pengertian data analog dan berikan dua contohnya dalam kehidupan sehari-hari! 2.Apa yang dimaksud dengan resolusi ADC? Jelaskan pada ADC 10-bit! Soal Essay
54 DAFTAR PUSTAKA Sutarsi, S., dkk. (2017). Buku ajar mikrokontroler dan interface. Makassar: Universitas Negeri Makassar. Khairunnisa, Yoenie Indrasary. (2016). Simulasi Akuisisi Data Sinyal Audio. Jurnal Simantec.Vol.5, No.2 Verna Albert Suoth, Handy IR Mosey, Richard Ch. Telleng (2018). Rancang bangun alat pendeteksi intensitas cahaya berbasis Sensor Light Dependent Resistance (LDR). JURNAL “MIPA UNSART” ONLINE. Vol.7,NO.1 Eko Mardianto (2022). Panduan Belajar Mikrokontroler Arduino. Putra, A. R., & Setiawan, D. (2021). Perancangan Sistem Monitoring Suhu Ruangan Berbasis Arduino Menggunakan Sensor TMP36. Jurnal Teknologi dan Sistem Komputer, 9(2), 112–118. Ghifari, F. A., Anjalni, A., Lestari, D., dan Al Faruq, U. 2022. "Perancangan dan Pengujian Sensor LDR untuk Kendali Lampu Rumah." Jurnal Kumparan Fisika, Vol. 5, No. 2, hlm. 85–90.
E-MODUL PRAKTIKUM SISTEM MIKROPROSESOR TERIMA KASIH TELAH MEMBACA. SEMOGA E-MODUL INI MEMBERIKAN MANFAAT DAN MENAMBAH PENGETAHUAN ANDA.