Arduino Uno Board

   Arduino Uno adalah microcontroller board yang menggunakan ATMega328. Memiliki 14 digital input/output pin, 6 analog inputs, 16 MHz ceramic, USB Connection, power jac, ICSP header dan tombol reset. UNO ini cukup lengkap dalam mendukung pengerjaan microcontrolling.

Fitur UNO R3

1.0 pinout: terdapat pin SDA and SCL (dekat AREF pin) dan 2 pin baru lainnya dekat RESET pin, IOREF yang berguna bagi shield untuk mengadaptasi tegangan (votage) yang disediakan dari board. Untuk kedepannya, shield akan compatible dengan board yang menggunakan AVR (5V) dan arduino due yang beroperasi di 3.3 V. Pin yang kedua adalah pin reserved untuk kebutuhan dimasa yang akan datang.

RESET circuit yang lebih baik

Menggunakan Atmega 16U2 (menggantikan 8U2).

Summary

Microcontroller ATmega328

Operating Voltage 5V

Input Voltage (recommended) 7-12V

Input Voltage (limits) 6-20V

Digital I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM output)

Analog Input Pins 6

DC Current per I/O Pin 40 mA

DC Current for 3.3V Pin 50 mA

Flash Memory 32 KB (ATmega328) of which 0.5 KB used by bootloader

SRAM 2 KB (ATmega328)

EEPROM 1 KB (ATmega328)

Clock Speed 16 MHz

http://www.arduino.cc/

ALL IZ WELL

Operator Logic dan Aritmetika

Operator Logic dan Aritmetika
Operator Logic 

Operator logic atau juga sering disebut boolean operator pada sketch arduino adalah sebagai berikut:
&&  untuk logical AND : Akan menghasilkan TRUE jika kedua parameter adalah TRUE
||  untuk logical OR: Akan menghasilkan TRUE jika salah satu parameter adalah TRUE
!  untuk logical NOT : Akan menghasilkan TRUE jika parameter adalah False

Untuk lebih jelas, bisa lihat tabel

Operator Comparison
Atau operator perbandingan, sering digunakan dalam fungsi if(). Berguna untuk membandingkan antar variable. Contoh if (a > 5) dan lainya.
== atau operator equal: hasil True jika keduanya sama, contoh  1==1 hasilnya True.
> atau operator lebih besar: hasil True jika sisi kiri lebih besar dari sisi kanan, contoh 2 > 1, hasilnya True
>= atau operator lebih besar sama dengan, hasil True jika sisi kiri lebih besar atau sama dengan sisi kanan, contoh 2 >= 2
< atau operator lebih kecil, hasil True jika sisi kiri lebih kecil dari sisi kanan, contoh 1 < 2
<= atau operator lebih kecil sama dengan, hasil True jika sisi kiri lebih kecil atau sama dengan kanan, contoh 1 <= 1

ALL IZ WELL

Rangkaian Pull-Up

    Pull-up resistor umum digunakan pada rangkaian digital. Pada gambar rangkaian posisi switch dan resistor dipindah. Fungsi resistor sekarang adalah sebagai pull-up resistor.

Saat button tidak ditekan, input pin akan ditarik ke 5 volts. Ketika button ditekan, jalur dengan resistor yang lebih rendah akan menghubungkan pin dengan ground. Bila tanpa resistor antara 5 volt dan ground maka akan terjadi short circuit (konslet) dan dapat merusak rangkaian atau power suplly.

Dengan memanfaatkan pull-up atau pull-down resistor, kita dapat memastikan state pin hanya HIGH atau LOW.

Rangkaian Pull-down

Pada gambar dibawah, menunjukkan skema Pull-Down Resistor. Jika button ditekan, maka arus akan mengalir dari input pin akan terhubung ke resistor 100 ohm ke 5V. Ketika button tidak ditekan, arus akan terhubung ke resistor 100 KOhm dan ditarik (pulled) ke ground.

Bila Input tidak dihubungkan dengan pull-down resistor maka arus akan floating diantara 0-5 Volt dan pin tidak akan terhubung kemana-mana. Karena rangkaian diatas menggunakan Pull-Down resistor, maka input akan dalam 2 state, 0 (bila button tidak ditekan, arus akan ditarik ke ground) atau 5 volts (ketika button ditekan). Dengan demikian kita bisa memastikan bahwa voltage adalah 0 atau 5, bukan angka diantaranya.

ALL IZ WELL

Cara Menghitung Resistor LED

Rumus yang digunakan untuk menghitung besarnya resistor adalah

R = (VS– VL) / I

VS: Voltage supply
VL: Voltage LED
I: adalah arus LED

Contoh soal
LED 2V - 35mA (milliampere) dihubungkan dengan digitial pin dari Arduino. Berapa ohm resistor yang dibutuhkan? (Digital pin dari Arduino adalah 5V).

R = (5 – 2) / 0.035
R=  85.71.

Dikarenakan resistor dikeluarkan dengan standard value, nilai yang paling dekat adalah 100 ohms. Selalu pilih angka ohm yang lebih besar. Misalnya ada pilihan menggunakan 100 ohm atau 70ohm, maka gunakan yang 100 ohm.

Setelah mengetahui besar resistor yang digunakan, bagaimana cara kita menentukan ukuran resistor? Resistor menggunakan kode warna. Silakan gunakan table dibawah untuk menentukan nilai sebuah resistor.

Apa yang dimaksud dengan Arduino?

     Buat yang baru kenal arduino, Arduino adalah sebuah board microcontroller yang disertai software pendukung untuk melakukan pemograman. Arduino menganut sistem open hardware, menggunakan Atmel AVR processor dan memiliki I/O onboard. Boleh dibilang, Arduino itu komputer kecil yang dapat kita program untuk memproses input dan output dari komponen eksternal yang kita hubungkan dengan Arduino tersebut. Hardwarenya memiliki prosesor Atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Saat ini Arduino sangat populer di seluruh dunia. Banyak pemula yang belajar mengenal robotika dan elektronika lewat Arduino karena mudah dipelajari. Tapi tidak hanya pemula, para hobbyist atau profesional pun ikut senang mengembangkan aplikasi elektronik menggunakan Arduino. Bahasa yang dipakai dalam Arduino bukan assembler yang relatif sulit, tetapi bahasa C yang disederhanakan dengan bantuan pustaka-pustaka (libraries) Arduino. Arduino juga menyederhanakan proses bekerja dengan mikrokontroler, sekaligus menawarkan berbagai macam kelebihan antara lain:

* Murah – Papan (perangkat keras) Arduino biasanya dijual relatif murah (antara 125ribu hingga 400ribuan rupiah saja) dibandingkan dengan platform mikrokontroler pro lainnya. Jika ingin lebih murah lagi, tentu bisa dibuat sendiri dan itu sangat mungkin sekali karena semua sumber daya untuk membuat sendiri Arduino tersedia lengkap di website Arduino bahkan di website-website komunitas Arduino lainnya. Tidak hanya cocok untuk Windows, namun juga cocok bekerja di Linux.

* Sederhana dan mudah pemrogramannya – Perlu diketahui bahwa lingkungan pemrograman di Arduino mudah digunakan untuk pemula, dan cukup fleksibel bagi mereka yang sudah tingkat lanjut. Untuk guru/dosen, Arduino berbasis pada lingkungan pemrograman Processing, sehingga jika mahasiswa atau murid-murid terbiasa menggunakan Processing tentu saja akan mudah menggunakan Arduino.

* Perangkat lunaknya Open Source – Perangkat lunak Arduino IDE dipublikasikan sebagai Open Source, tersedia bagi para pemrogram berpengalaman untuk pengembangan lebih lanjut. Bahasanya bisa dikembangkan lebih lanjut melalui pustaka-pustaka C++ yang berbasis pada Bahasa C untuk AVR.

* Perangkat kerasnya Open Source – Perangkat keras Arduino berbasis mikrokontroler ATMEGA8, ATMEGA168, ATMEGA328 dan ATMEGA1280 (yang terbaru ATMEGA2560). Dengan demikian siapa saja bisa membuatnya (dan kemudian bisa menjualnya) perangkat keras Arduino ini, apalagi bootloader tersedia langsung dari perangkat lunak Arduino IDE-nya. Bisa juga menggunakan breadoard untuk membuat perangkat Arduino beserta periferal-periferal lain yang dibutuhkan.

KELEBIHAN ARDUINO

Tidak perlu perangkat chip programmer karena didalamnya sudah ada bootloadder yang akan menangani upload program dari komputer.

Sudah memiliki sarana komunikasi USB, Sehingga pengguna laptop yang tidak memiliki port serial/RS323 bisa menggunakannya.

Memiliki modul siap pakai ( Shield ) yang bisa ditancapkan pada board arduino. Contohnya shield GPS, Ethernet,dll.

SOKET USB

Soket USB adalah soket kabel USB yang disambungkan kekomputer atau laptop. Yang berfungsi untuk mengirimkan program ke arduino dan juga sebagai port komunikasi serial.

INPUT/OUTPUT DIGITAL DAN INPUT ANALOG

Input/output digital atau digital pin adalah pin pin untuk menghubungkan arduino dengan komponen atau rangkaian digital. contohnya , jika ingin membuat LED berkedip, LED tersebut bisa dipasang pada salah satu pin input atau output digital dan ground. komponen lain yang menghasilkan output digital atau menerima input digital bisa disambungkan ke pin pin ini.

Input analog atau analog pin adalah pin pin yang berfungsi untuk menerima sinyal dari komponen atau rangkaian analog. contohnya , potensiometer, sensor suhu, sensor cahaya, dll.

CATU DAYA

pin pin catu daya adalah pin yang memberikan tegangan untuk komponen atau rangkaian yang dihubungkan dengan arduino. Pada bagian catu daya ini pin Vin dan Reset. Vin digunakan untuk memberikan tegangan langsung kepada arduino tanpa melalui tegangan pada USB atau adaptor, sedangkan Reset adalah pin untuk memberikan sinyal reset melalui tombol atau rangkaian eksternal.

Baterai / Adaptor

Soket baterai atau adaptor digunakan untuk menyuplai arduino dengan tegangan dari baterai/adaptor 9V pada saat arduino sedang tidak disambungkan kekomputer. Jika arduino sedang disambungkan kekomputer dengan USB, Arduino mendapatkan suplai tegangan dari USB, Jika tidak perlu memasang baterai/adaptor pada saat memprogram arduino.

 Membuat Arduino? Tunggu Tutorial Selanjutnya
http://www.arduino.cc/

ALL IZ WELL

Sensor PH

Prinsip kerja utama pH meter adalah terletak pada sensor probe berupa elektrode kaca (glass electrode) dengan jalan mengukur jumlah ion H₃O⁺ di dalam larutan. Ujung elektrode kaca adalah lapisan kaca setebal 0,1 mm yang berbentuk bulat (bulb). Bulb ini dipasangkan dengan silinder kaca non-konduktor atau plastik memanjang, yang selanjutnya diisi dengan larutan HCl (0,1 mol/dm³). Di dalam larutan HCl, terendam sebuah kawat elektrode panjang berbahan perak yang pada permukaannya terbentuk senyawa setimbang AgCl. Konstannya jumlah larutan HCl pada sistem ini membuat elektrode Ag/AgCl memiliki nilai potensial stabil.

Skema Sistem Elektrode Kaca
(Sumber)

Inti sensor pH terdapat pada permukaan bulbkaca yang memiliki kemampuan untuk bertukar ion positif (H⁺) dengan larutan terukur. Kaca tersusun atas molekul silikon dioksida dengan sejumlah ikatan logam alkali. Pada saat bulb kaca ini terekspos air, ikatan SiO akan terprotonasi membentuk membran tipis HSiO⁺ sesuai dengan reaksi berikut:

    SiO + H₃O⁺ → HSiO⁺ + H₂O

Proses Pertukaran Ion H⁺
(Sumber)

Seperti pada ilustrasi di atas bahwa pada permukaan bulb terbentuk semacam lapisan “gel” sebagai tempat pertukaran ion H⁺. Jika larutan bersifat asam, maka ion H⁺ akan terikat ke permukaan bulb. Hal ini menimbulkan muatan positif terakumulasi pada lapisan “gel“. Sedangkan jika larutan bersifat basa, maka ion H⁺dari dinding bulb terlepas untuk bereaksi dengan larutan tadi. Hal ini menghasilkan muatan negatif pada dinding bulb.

Pertukaran ion hidronium (H⁺) yang terjadi antara permukaan bulb kaca dengan larutan sekitarnya inilah yang menjadi kunci pengukuran jumlah ion H₃O⁺ di dalam larutan. Kesetimbangan pertukaran ion yang terjadi di antara dua fase dinding kaca bulb dengan larutan, menghasilkan beda potensial di antara keduanya.

    E_{dinding kaca/larutan} ≈ |RT/2,303F   loga(H₃O⁺)|

…… Eq. 1

dimana R adalah konstanta molar gas (8,314 J/mol K), T untuk temperatur (Kelvin), F adalah konstanta Faraday 96.485,3 C/mol, 2,303 adalah angka konversi antara logaritma alami dengan umum, dan a(H₃O⁺) adalah aktivitas dari hidronium (bernilai rendah jika konsentrasinya rendah). Pada temperatur 25°C nilai dariRT/2,303F mendekati angka 59,16 mV. Angka 59,16 mV ini menjadi bilangan penting karena pada suhu konstan larutan 25°C, setiap perubahan 1 satuan pH, terjadi perubahan beda potensial elektrode kaca sebesar 59,16 mV.

Kurva Perubahan pH Dengan Beda Potensial
(Sumber)

Perhitungan nilai aktivitas hidronium (a(H₃O⁺)) pada persamaan di atas memiliki rentang yang sangat lebar yakni antara 10 hingga 10^-15mol/dm³. Sehingga untuk meringkas persamaan, maka lahirlah istilah pH dengan persamaan sebagai berikut:

    pH = -log a(H₃O⁺)

…… Eq. 2

Tanda negatif adalah untuk membuat semua nilai pH dari berbagai larutan, kecuali larutan yang bersifat sangat ekstrim asam, menjadi bernilai positif.

Seperti yang telah kita bahas di atas, bulb kaca berisi larutan HCl yang merendam sebuah elektrode perak. HCl ini memiliki pH konstan karena ia berada pada sistem yang terisolasi. Karena pH konstan inilah maka ia menciptakan beda potensial yang konstan pada temperatur yang konstan pula. Sebut saja potensial tersebut bernilai E’, maka persamaan (Eq. 1) di atas bersama dengan persamaan (Eq. 2) didapatkan persamaan beda potensial total dari elektrode kaca:

    E_{elektrode kaca} = E’ – RT/2,303F   pH

…… Eq. 3

Bagian-bagian Elektrode Referensi

(Sumber)

Pada sebuah sistem pH meter secara keseluruhan, selain terdapat elektrode kaca juga terdapat elektrode referensi. Kedua elektrode tersebut sama-sama terendam ke dalam media ukur yang sama. Elektrode referensi digunakan untuk menciptakan rangkaian listrik pH meter. Untuk menghasilkan pembacaan pH yang valid, elektrode referensi harus memiliki nilai potensial stabil dan tidak terpengaruh oleh jenis fluida yang diukur.

Seperti halnya elektrode kaca, di dalam elektrode referensi juga digunakan larutan HCl (elektrolit) yang merendam elektrode kecil Ag/AgCl. Pada ujung elektrode referensi terdapat liquid junction berupa bahan keramik sebagai tempat pertukaran ion antara elektrolit dengan larutan terukur, pertukaran ion ini dibutuhkan untuk menciptakan aliran listrik sehingga pengukuran potensiometer (pH meter) dapat dilakukan.

Rangkaian Elektrode Kaca dan Elektrode Referensi Pada pH Meter
(Sumber)

Elektrode referensi memiliki nilai potensial yang konstan, sehingga persamaan rangkaian potensiometer secara keseluruhan dapat ditulis sebagai berikut:

    E = E_{elektrode referensi} + E_{elektrode kaca}

…… Eq. 4

Dengan memasukkan persamaan (Eq. 3) ke dalam persamaan di atas, didapatkan persamaan dasar perhitungan pH.