Refresing Muhammadiyah

Dalam artikel ini kita akan bermain dengan suara bersama Arduino mulai dari menggunakan fungsi tone() untuk membangkitkan nada hingga proyek kompleks yang sanggup membuat Arduino memainkan musik polyphonic dan mengucapkan kalimat yang diberikan dari masukan berupa teks. Untuk itu artikel ini akan dibagi menjadi beberapa bagian bersambung.

Mari kita mulai dari yang paling sederhana… membangkitkan nada dengan frekuensi tertentu.

Sebelum memulai dengan kode program, mari kita buat perangkat kerasnya terlebih dahulu. Yang perlu kita persiapkan:

·        Arduino Uno

·        Speaker 8 ohm

·        Resistor 100 ohm

·        Papan Rancang  Purnarupa (Prototype Design Board), atau dikenal dengan istilahBreadboard

Hubungkan komponen-komponen elektronika yang sudah Anda siapkan seperti ilustrasi di bawah ini (credit: gambar dibuat dengan Fritzing dan retouch menggunakan Adobe Photoshop):

Resistor yang dihubungkan secara seri ini berguna untuk membatasi penggunaan arus.

Dalam banyak tutorial tentang topik ini, penggunaan komponen tambahan seperti resistor di atas jarang dibahas, kita cuma diarahkan untuk merangkainya seperti itu tanpa mengerti alasannya. Dalam seri artikel ini, kita akan mempelajari sedikit lebih jauh alasan dibalik penggunaan suatu komponen.

Resistor ini disebut sebagai resistor pembatas arus (current limiting resistor). Sesuai petunjuk pada manual penggunaan Arduino, jumlah arus yang boleh ditarik dari satu pin hanyalah sebesar maksimum 50 mA. Sesuai hukum Ohm, dengan tegangan operasional sebesar 5V (setara 5000 mV) diperlukan hambatan beban (load resistance) sebesar  5000 mV / 50 mA = 100 Ω. Karena speaker yang kita gunakan mempunyai impedansi (impedance, nilai hambatan) sebesar 8 Ω, secara teori kita bisa menggunakan resistor 92 Ω dalam rangkaian ini. Walaupun demikian kita memilih untuk menggunakan resistor 100 Ω karena dua alasan: (1) 50 mA adalah batasan maksimum, sebaiknya kita jangan terlalu memaksakan nilai maksimum ini, dan (2) resistor 100Ω banyak tersedia dan mudah didapat dibanding resistor 92 Ω.

Setelah selesai menghubungkan komponen-komponen tersebut, mari kita mulai membuat programnya. Bukalah aplikasi Arduino IDE, lalu masukkan kode berikut ini:

void setup() {

  pinMode( 8, OUTPUT );

  pinMode( 13, OUTPUT );

}

void loop() {

  // matikan LED

  digitalWrite( 13, LOW );

  // mainkan nada di pin#8 dg. frekuensi 261Hz selama 500 ms

  tone( 8, 261 );

  delay( 500 );

  // nyalakan LED

  digitalWrite( 13, HIGH );

  // mainkan nada di pin#8 dg. frekuensi 392Hz selama 500 ms

  tone( 8, 392 );

  delay( 500 );

}

Sambungkan Arduino dengan komputer melalui kabel USB, lalu unggah (upload) kode tersebut ke Arduino. Caranya ada 3, silakan pilih salah satu: (1) tekan tombol Upload (tombol berbentuk lingkaran dengan tanda panah menunjuk ke kanan), (2) melalui menu File → Upload, atau (3) tekan kombinasi tombol Ctrl+U.

Bila kode berhasil diunggah, akan terdengar suara seperti sirine dimana dua buah nada denganpitch berbeda (yang satu lebih rendah dibanding yang lainnya) akan dimainkan bergantian masing-masing selama setengah detik (500 milliseconds).

Dengan menelaah kode di atas, dengan jelas terlihat bahwa untuk membunyikan nada dengan frekuensi dan durasi tertentu di Arduino sangatlah mudah, yaitu dengan menggunakan fungsitone().

Fungsi tone() ini menerima 2 atau 3 parameter sebagai masukannya, dengan format sbb.:

tone( pin, frekuensi, durasi );

Parameter pertama adalah nomor pin yang digunakan untuk keluaran ke speaker. Parameter kedua adalah frekuensi yang ingin dibunyikan dalam Hz (Hertz, getaran per detik). Parameter ketiga adalah durasi dalam milidetik, menyatakan berapa lama nada tersebut akan dibunyikan. Parameter durasi bersifat opsional, artinya boleh tidak diisikan. Bila tidak diisikan, maka nada tersebut akan dibunyikan tanpa batas waktu, untuk mematikannya dengan memanggil fungsinoTone( pin ).

Yang perlu diperhatikan saat parameter durasi dinyatakan, fungsi ini akan kembali sesegera mungkin tanpa menunggu durasi tersebut terlewati (nada selesai dimainkan).

Pada kecepatan 16 Hz (Arduino Uno bekerja di kecepatan ini), frekuensi yang dapat dimainkan berkisar antara 31 Hz hingga 8 MHz. Sebagai catatan, frekuensi yang dapat didengar oleh telinga manusia berkisar antara 20 hingga 20 kHz.

Pada contoh kode di ditambahkan kode untuk membuat LED berkelap-kelip selaras pitch nada yang dimainkan, mirip dengan lampu sirine polisi.

Untuk lebih puas bereksperimen dengan fungsi tone() ini, cobalah unggah kode berikut ini…

void setup() {

  Serial.begin( 9600 );

  pinMode( 8, OUTPUT );

}

word f = 0;

word d = 0;

boolean koma = false;

void loop() {

  if( Serial.available() ) {

    char c = Serial.read();

    if( c >= '0' && c <= '9' ) {

      if( koma ) d = ( d * 10 ) + ( c - 48 );

      else f = ( f * 10 ) + ( c - 48 );

    }

    else if( c == ',' ) {

      koma = true;

      d = 0;

    }

    else if( c == 10 ) {

      if( f ) {

        if( d ) tone( 8, f, d );

        else tone( 8, f );

      }

      else noTone( 8 );

      f = 0;

      koma = false;

    }

  }

}

Setelah kode termuat ke Arduino, buka jendela Serial Monitor dengan menekan tombol di bagian sebelah kanan pada baris tombol Arduino IDE (bergambar seperti kaca pembesar dengan dua titik berderet di sampingnya). Pada kolom masukan di Serial Monitor, masukkan angka antara 31 sampai 20.000 lalu tekan ENTER. Arduino akan memainkan nada dengan frekuensi yang Anda masukkan. Menekan ENTER tanpa mengisikan angka akan menghentikan bunyi. Untuk menyetel durasi, masukkan nilai durasi dalam milidetik setelah nilai frekuensi dengan dipisahkan tanda koma.

Catatan: pastikan setelan baudrate pada Serial Monitor (kotak pilihan di sudut kanan bawah) pada kecepatan 9600 baud dan modus masukan Newline (pada kotak pilihan di sebelah kiri pilihan baudrate) sudah terpilih.

Simpanlah sketch ini dengan nama ArduinoAudio (otomatis akan disimpan dalam fileArduinoAudio.ino dalam subfolder ArduinoAudio) dengan mengeksekusi menu File Save As…

Di bagian berikutnya kita akan bermain dengan nada musik (musical notes) dengan membuat simulasi piano. Lanjutkan ke “Arduino & Audio: Musical Notes”…

Tagged with: Arduino Audio, audio, tutorial
Ditulis dalam Uncategorized

Software Arduino

Posted on 10 Desember 2013 by vcctognd — 1 Komentar

Sehubungan dengan pembahasan untuk saat ini software Arduino yang akan digunakan adalah driver dan IDE, walaupun masih ada beberapa software lain yang sangat berguna selama pengembangan Arduino.

IDE Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan Java. IDE Arduino terdiri dari:

·        Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa Processing (red: yang benar adalah dalam bahasa C/C++ yang disederhanakan, yang merupakan turunan dari proyek open source Wiring. Salah satu miskonsepsi paling umum tentang bahasa yang digunakan di Arduino adalah bahwa bahasa ini merupakan “bahasa” Processing. Baca perbandingannya di sini: http://arduino.cc/en/Reference/Comparison?from=Main.ComparisonProcessing)

·        Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing C/C++) menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah microcontroller tidak akan bisa memahami bahasa Processing (red: tingkat tinggi seperti C/C++). Yang bisa dipahami oleh microcontroller adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini.

·        Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memory di dalam papan Arduino.

CATATAN: Sebuah kode program Arduino umumnya disebut dengan istilah sketch (red: dalam bahasa Indonesia: sketsa). Kata “sketch” digunakan secara bergantian dengan “kode program” dimana keduanya memiliki arti yang sama.

Berikut ini adalah contoh tampilan IDE Arduino dengan sebuah sketch yang sedang diedit:

Pembahasan berikutnya akan dijelaskan langkah-langkah untuk menginstal IDE Arduino:

·        Mendapatkan software Arduino

·        Menginstall driver Arduino

·        Menguji koneksi komputer dan papan Arduino

MENDAPATKAN & MENGINSTALL SOFTWARE ARDUINO

File instalasi software Arduino dapat diperoleh pada alamat situs web di bawah ini yang tersedia untuk sistem operasi Windows, Mac dan Linux: http://arduino.cc/en/Main/Software

File instalasi ini berbentuk kompresi. Untuk menjalankan software-software Arduino maka file tersebut harus diekstrak ke dalam sebuah direktori. Beberapa software Arduino ditulis menggunakan bahasa pemrograman Java termasuk IDE-nya, sehingga ia tidak perlu diinstal seperti software pada umumnya tapi dapat langsung dijalankan selama komputer Anda telah terinstall Java runtime. IDE ini bisa langsung digunakan untuk membuat program namun untuk saat ini belum bisa dipakai untuk berkomunikasi dengan papan Arduino karena driver harus diinstal terlebih dahulu.

MENGINSTALL DRIVER USB PADA WINDOWS XP

Pada topik ini akan dijelaskan langkah-langkah instalasi driver USB pada Windows XP (red: Pada Windows versi baru, sistem operasi akan mengenali, mengunduh dan menginstall driver secara otomatis, cukup sambungkan Arduino dengan komputer lewat kabel USB)

1.       Sambungkan papan Arduino dengan sebuah komputer melalui kabel USB.

2.       Dengan segera komputer akan mendeteksi kehadiran sebuah perangkat baru yangbelum ia kenal dan Windows akan menampilkan sebuah window wizard seperti berikutini.Jawab dengan “No, not this time” dan tekan Next.

3.       Wizard akan mencari software driver untuk perangkattersebut. Silakan menjawab dengan “Install from a list or specific location (Advance)”. Lanjutkan dengan Next.

4.       Tentukan lokasi dimana software Arduino ditempatkan pada komputer. Silakan sesuaikan lokasinya sesuai dengan hasil ekstrak software Arduino pada komputer Anda. Di dalam lokasi tersebut terdapat sebuah direktori bernama drivers, arahkan wizard untuk mencari driver di dalam direktori tersebut. Klik Next untuk melanjutkan. Jika muncul sebuah window peringatan bahwa “Arduino UNO has not passed Windows Logo testing… dst.“, jawab dengan “Continue Anyway”.

5.       Jika driver Arduino selesai diinstal pada komputer maka pada akhir proses akan tampil sebuah pesan berhasil seperti berikut ini. Tekan Finish untuk menutup wizard. Driver telah berhasil diinstall.

MENGUJI KONEKSI KOMPUTER DAN PAPAN ARDUINO

Sekalipun sebuah papan Arduino dapat bekerja denganmendapat asupan daya dari sebuah komputer, namun hal itu tidak berarti ia dapat berkomunikasi dengan komputer tersebut. Untuk memastikan Arduino telah terpasang dengan benar dandapat berkomuniasi dengan interaktif maka ia perlu diuji.

1.       Jalankan IDE Arduino dengan menjalankan sebuah file bernama arduino.exe pada lokasi software Arduino.

Walaupun tampak seperti program Windows pada umumnya, namun sebetulnya program ini adalah sebuah program Java. Jika Anda menemukan sebuah pesan kesalahan kemungkinan besar pada komputer belum terinstal Java Runtime Environment (JRE)atau Java Development Kit (JDK). Untuk mendapatkan salah satu software tersebut, silakan men-download-nya dari situs web http://www.oracle.com.

2.       Jalankan menu Tools → Board, kemudian pilih tipe papan yang sesuai

3.       Jalankan menu File → Examples → 01. Basic → Blink. Ini adalah program sederhana yang fungsinya adalah membuat lampu LED menyala berkedip-kedip seperti yang telah dijelaskan sebelumnya.

4.  /*

5.  Blink

6.  Turns on an LED on for one second, then off for one second,

7.  repeatedly.

8.  This example code is in the public domain.

9.  */

10.void setup() {

11.// initialize the digital pin as an output.

12.// Pin 13 has an LED connected on most Arduino boards:

13.pinMode(13, OUTPUT);

14.}

15.void loop() {

16.digitalWrite(13, HIGH); // set the LED on

17.delay(1000); // wait for a second

18.digitalWrite(13, LOW); // set the LED off

19.delay(1000); // wait for a second

}

Tidak perlu kuatir jika Anda kurang memahami cara kerja sketch di atas karena kita akan belajar bahasa pemrograman ini pada pembahasan tersebut nanti. Untuk saat ini cukup perhatikan baris-baris yang ditandai. Bagian itu adalah perintah untuk menunda aliran program selama satu detik (1000 milidetik). Jadi bila lampu LED diperintahkan menyala pada baris sebelumnya, maka dengan perintah delay() lampu itu akan bertahan menyala selama satu detik sebelum ia diperintahkan untuk padam pada baris berikutnya.

Silakan mengubah kedua angka 1000 itu menjadi 200 agar interval nyala-padam menjadi lebih pendek.

20.     Pada toolbar klik tombol Upload untuk memuat sketch tersebut ke dalam papan Arduino.Jika sketch berhasil dimuat akan ditandai dengan pesan berhasil seperti di bawah ini.

Namun jika sketch gagal dimuat (seperti pada kebanyakan kasus umumnya) maka akan muncul pesan kesalahan seperti berikut: avrdude: stk500_getsync(): not in sync: resp=0x30

Solusinya cukup mudah, yaitu cukup mengganti pilihan serial port melalui menuTools → Serial Port. Jika Anda tidak yakin pada port nomor berapa papan Arduino itu terhubung, coba pilih sebuah nomor port lalu jalankan upload seperti langkah sebelumnya. Jika pesan kesalahan masih muncul, ganti nomor port-nya dan lakukan berulang-ulang sampai upload berhasil.

Saat sketch yang sudah dimodifikasi tersebut berhasil dimuat ke dalam papan Arduino maka tampak lampu LED menyala dan padam dengan frekuensi yang lebih cepat. Silakan lakukan eksperimen sendiri misalnya menambah delay dan lihat apa yang terjadi.

Artikel ini menutup pembahasan tentang pengenalan Arduino. Walaupun cukup pendek namun saya berharap artikel ini memberi pengertian yang jelas kepada para pembaca, membuka wawasan dan visi mengenai potensi besar dari platform ini serta membangkitkan rasa antusias untuk memulai perjalanan panjang dan berpetualang bersama Arduino. (red: Silakan pesan Arduino untuk Anda gunakan bereksperimen dari toko komponen elektronika Indonesia onlineyang menyediakan Arduino dan modul-modul pendukungnya serta berbagai macam komponen elektronika dengan harga murah dan kualitas teruji).
Artikel ini dicuplik dari buku “Pengenalan Arduino” karangan Feri Djuandi yang merupakan lulusan dari Teknik Elektro Universitas Trisakti, Jakarta. Kami melakukan modifikasi redaksional pada beberapa bagian yang dianggap perlu serta menambahkan tautan yang relevan.

Tagged with: Arduino, Introduksi Arduino
Ditulis dalam Uncategorized

Bagian-bagian Papan Arduino

Posted on 10 Desember 2013 by vcctognd — Tinggalkan komentar

Komponen utama di dalam papan Arduino adalah sebuahmicrocontroller 8 bit dengan merk ATmegayang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation. Berbagai papan Arduino menggunakan tipe ATmega yang berbeda-beda tergantung dari spesifikasinya, sebagai contoh Arduino Unomenggunakan ATmega328 sedangkan ArduinoMega 2560 yang lebih canggih menggunakan ATmega2560.

Untuk memberikan gambaran mengenai apa saja yang terdapat di dalam sebuah microcontroller, pada gambar berikut ini diperlihatkan contoh diagram blok sederhana dari microcontrollerATmega328 (dipakai pada Arduino Uno).

Blok-blok di atas dijelaskan sebagai berikut:

·        Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) adalah antar muka yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-232, RS-422 dan RS-485.

·        2KB RAM pada memory kerja bersifat volatile (hilang saat daya dimatikan), digunakan oleh variable-variabel di dalam program.

·         32KB RAM flash memory bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan program yang dimuat dari komputer. Selain program, flash memory juga menyimpanbootloader.
Bootloader adalah program inisiasi yang ukurannya kecil, dijalankan oleh CPU saat daya dihidupkan. Setelah bootloader selesai dijalankan, berikutnya program di dalam RAM akan dieksekusi. 

·        1KB EEPROM bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan data yang tidak boleh hilang saat daya dimatikan. Tidak digunakan pada papan Arduino (red: namun bisa diakses/diprogram oleh pemakai dan digunakan sesuai kebutuhan).

·        Central Processing Unit (CPU), bagian dari microcontroller untuk menjalankan setiap instruksi dari program.

·        Port input/output, pin-pin untuk menerima data (input) digital atau analog, dan mengeluarkan data (output) digital atau analog. 

Setelah mengenal bagian-bagian utama dari microcontroller ATmega sebagai komponen utama, selanjutnya kita akan mengenal bagian-bagian dari papan Arduino itu sendiri.

Dengan mengambil contoh sebuah papan Arduino tipe USB, bagian-bagiannya dapat dijelaskan sebagai berikut:

14 pin input/output digital (0-13)Berfungsi sebagai input atau output, dapat diatur oleh program. Khusus untuk 6 buah pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11, dapat juga berfungsi sebagai pin analog output dimana tegangan output-nya dapat diatur. Nilai sebuah pin output analog dapat diprogram antara 0 – 255, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5V.

USB, berfungsi untuk: ·        Memuat program dari komputer ke dalam papan ·        Komunikasi serial antara papan dan komputer ·        Memberi daya listrik kepada papan

Sambungan SV1Sambungan atau jumper untuk memilih sumber daya papan, apakah dari sumber eksternal atau menggunakan USB. Sambungan ini tidak diperlukan lagi pada papan Arduino versi terakhir karena pemilihan sumber daya eksternal atau USB dilakukan secara otomatis.

Q1 – Kristal (quartz crystal oscillator)Jika microcontroller dianggap sebagai sebuah otak, maka kristal adalah jantung-nya karena komponen ini menghasilkan detak-detak yang dikirim kepada microcontroller agar melakukan sebuah operasi untuk setiap detak-nya. Kristal ini dipilih yang berdetak 16 juta kali per detik (16MHz).

Tombol Reset S1Untuk me-reset papan sehingga program akan mulai lagi dari awal. Perhatikan bahwa tombol reset ini bukan untuk menghapus program atau mengosongkan microcontroller.

In-Circuit Serial Programming (ICSP)Port ICSP memungkinkan pengguna untuk memprogram microcontroller secara langsung, tanpa melalui bootloader. Umumnya pengguna Arduino tidak melakukan ini sehingga ICSP tidak terlalu dipakai walaupun disediakan.

IC 1 – Microcontroller AtmegaKomponen utama dari papan Arduino, di dalamnya terdapat CPU, ROM dan RAM.

X1 – sumber daya eksternalJika hendak disuplai dengan sumber daya eksternal, papan Arduino dapat diberikan tegangan DC antara 9-12V.

6 pin input analog (0-5)Pin ini sangat berguna untuk membaca tegangan yang dihasilkan oleh sensor analog, seperti sensor suhu. Program dapat membaca nilai sebuah pin input antara 0 – 1023, dimana hal itu mewakili nilai tegangan 0 – 5V

CATATAN: Untuk selanjutnya pembahasan pada seri artikel ini akan digunakan papan Arduino yang berbasiskan USB dan papan yang akan dijadikan contoh adalah Arduino Uno.

Tanpa melakukan konfigurasi apapun, begitu sebuah papan Arduino dikeluarkan dari kotak pembungkusnya ia dapat langsung disambungkan ke sebuah komputer melalui kabel USB. Selain berfungsi sebagai penghubung untuk pertukaran data, kabel USB ini juga akan mengalirkan arus DC 5 Volt kepada papan Arduino sehingga praktis tidak diperlukan sumber daya dari luar. Saat mendapat suplai daya, lampu LED indikator daya pada papan Arduino akan menyala menandakan bahwa ia siap bekerja.

Pada papan Arduino Uno terdapat sebuah LED kecil yang terhubung ke pin digital no 13. LED ini dapat digunakan sebagai output saat seorang pengguna membuat sebuah program dan ia membutuhkan sebuah penanda dari jalannya program tersebut. Ini adalah cara yang praktis saat pengguna melakukan uji coba. Umumnya microcontroller pada papan Arduino telah memuat sebuah program kecil yang akan menyalakan LED tersebut berkedip-kedip dalam jeda satu detik. Jadi sangat mudah untuk menguji apakah sebuah papanArduino baru dalam kondisi baik atau tidak, cukup sambungkan papan itu dengan sebuah komputer dan perhatikan apakah LED indikator daya menyala konstan dan LED dengan pin-13 itu menyala berkedip-kedip.

CATATAN: Setelah mengeluarkan papan Arduino dari kotaknya, harap berhati-hati dengan listrik statis dan hubungan singkat karena bagian bawah papan Arduino tidak ditutup dengan lapisan pelindung. Dianjurkan untuk tidak menyentuh bagian bawah atau kaki-kaki komponennya dengan tangan untuk menghindari bahaya listrik statis dari tubuh Anda. Hati-hati juga meletakkan papan Arduino pada meja. Pastikan tidak ada logam atau cairan yang bisa mengakibatkan hubungan pendek yangbisa merusak komponen. Usahakan meletakkan papan Arduino pada alas berbahan plastik yang aman.

Kita akan melakukan pengujian papan Arduino lebih jauh dengan merubah program dan memuatnya ke dalam papan, namun setelah melewati beberapa pembahasan terlebih dahulu yang terlingkup dalam artikel berikut: “Software Arduino“

Tagged with: Arduino, Introduksi Arduino
Ditulis dalam Uncategorized