7- SEGMENT
STOPWATCH BERBASIS ARDUINO
Dia Nur Alamsyah 1,
Lutfil Khakim 2, Rizqi Agus Ditasari 3, Samuel BETA Kuntardjo 4
Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektronika Politeknik Negeri Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang,
50275
Intisari - Arduino Uno adalah
board mikrokontroler berbasis ATmega328. Memiliki 14 pin input dari output
digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6
pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP
header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan,
cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan
kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk
menjalankannya.
Pada pembahasan kali
ini akan dibahas mengenai aplikasi Arduino yaitu system pengguna 7-segment
stopwatch berbasis arduino menggunakan satu masukkan yaitu 1buah switch. Switch berfungsi sebagai
start apabila switch ditekan, kemudian apabila switch ditekan lagi akan
berfungsi sebagai reset atau mengulang ke awal. 7-segment digunakan sebagai
luaran untuk menampilkan stopwact apabila perintah yang dijalankan sesuai.
Kata Kunci : Arduino UNO R3, 7-Segment, Switch, Stopwatch.
Abstract – Arduino Uno is a microcontroller
board based on ATmega328 . Has 14 input pins of digital output which 6 input
pin can be used as PWM outputs and 6 analog input pin , 16 MHz crystal
oscillator , a USB connection , a power jack , ICSP header , and a reset button
. To support the microcontroller to be used , quite simply connecting Board
Arduino Uno to the computer using a USB cable or power supply with AC - to - DC
adapter or battery to run it.
In the
discussion this time will be discussed on the Arduino application of the system
of the 7 -segment -based stopwatch arduino using the insert is 1buah switch.
Switch functions as a start when the switch is pressed , then if the switch is
pressed again will serve as a reset or repeat to start. 7 -segment display is
used as an output to display stopwact when the command is executed accordingly.
Keywords : Arduino
UNO R3, 7-Segment, Switch, Stopwatch.
I. Pendahuluan
Dalam
kehidupan sehari-hari kita membutuhkan sesuatu yang dapat mengukur lama atau
biasa disebut alat pengukur waktu untuk menghitung waktu yang berjalan selama
kegiatan yang kita lakukan, misalnya dengan menggunakan arloji atau jam. Alat
pengukur waktu lain yang dapat digunakan adalah stopwatch dan ticker timer.
Keberadaan alat pengukur waktu sangatlah berperan penting sebab segala sesuatu aktifitas atau kegiatan yang dilakukan manusia akan dihitung lamanya sehingga dapat memperkirakan aktifitas atau kegiatan lain yang akan dilakukan atau dapat menjadi tolok ukur kegiatan manusia itu sendiri. Banyaknya alat pengukur waktu membuat manusia lebih mudah untuk mengelola aktifitas atau kegiatannya. Contoh alat pengukur waktu adalah arloji, jam baik jam tangan atau jam dinding, stopwatch dan ticker timer.
Di dalam ilmu fisika tidak akan lepas dari pengukuran yang berhubungan dengan waktu, seperti dalam pengukuran kecepatan diperoleh dengan membandingkan jarak yang ditempuh dengan waktu yang diperlukan. Dengan demikian diperlukan alat ukur yang waktu yang dapat menghitung lamanya benda bereaksi atau mencapai tujuan. Salah satu alat ukur untuk menghitung lamanya waktu yang akurat adalah stopwatch. Dengan 7-segment stopwact berbasis arduino ini merupakan sebuah inovasi rangkaian sederhana dengan satu masukkan yaitu 1 buah switch. Switch berfungsi sebagai start apabila switch ditekan, kemudian apabila switch ditekan lagi akan berfungsi sebagai reset atau mengulang ke awal. Bentuk keluaran 4 buah 7-segment digunakan untuk menampilkan stopwact menit dan detik.
Keberadaan alat pengukur waktu sangatlah berperan penting sebab segala sesuatu aktifitas atau kegiatan yang dilakukan manusia akan dihitung lamanya sehingga dapat memperkirakan aktifitas atau kegiatan lain yang akan dilakukan atau dapat menjadi tolok ukur kegiatan manusia itu sendiri. Banyaknya alat pengukur waktu membuat manusia lebih mudah untuk mengelola aktifitas atau kegiatannya. Contoh alat pengukur waktu adalah arloji, jam baik jam tangan atau jam dinding, stopwatch dan ticker timer.
Di dalam ilmu fisika tidak akan lepas dari pengukuran yang berhubungan dengan waktu, seperti dalam pengukuran kecepatan diperoleh dengan membandingkan jarak yang ditempuh dengan waktu yang diperlukan. Dengan demikian diperlukan alat ukur yang waktu yang dapat menghitung lamanya benda bereaksi atau mencapai tujuan. Salah satu alat ukur untuk menghitung lamanya waktu yang akurat adalah stopwatch. Dengan 7-segment stopwact berbasis arduino ini merupakan sebuah inovasi rangkaian sederhana dengan satu masukkan yaitu 1 buah switch. Switch berfungsi sebagai start apabila switch ditekan, kemudian apabila switch ditekan lagi akan berfungsi sebagai reset atau mengulang ke awal. Bentuk keluaran 4 buah 7-segment digunakan untuk menampilkan stopwact menit dan detik.
II. Tinjauan Pustaka
Penjelasan dan uraian
teori penunjang yang digunakan dalam membuat alat ini diperlukan untuk
mempermudah pemahaman tentang cara kerja rangkaian maupun dasar-dasar
perencanaan pembuatan alat. Teori – teori yang akan dijelaskan dalam bab ini
meliputi Arduino Uno, 1 buah Switch, dan 4 buah 7-segment.
A. Arduino Uno R3
Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler
yang didasarkan pada ATmega328. Arduino UNO mempunyai 14 pin digital
input/output (6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input
analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack,
sebuah ICSP header, dan sebuat tombol reset. Arduino UNO memuat semua yang
dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke sebuah
computer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke
DC atau menggunakan baterai untuk memulainya.
Gambar
2.1 Arduino Uno
Sumber : http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno
Sumber : http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno
Setiap 14 pin digital
pada Arduino Uno dapat digunakan sebagai input dan output, menggunakan
fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead().
Fungsi-fungsi tersebut beroperasi di tegangan 5 Volt. Setiap pin dapat
memberikan atau menerima suatu arus maksimum 40 mA dan mempunyai sebuah
resistor pull-up (terputus secara default) 20-50 kOhm. Selain itu, beberapa pin
mempunyai fungsi-fungsi spesial:
1. Serial:
0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk
menerima (RX) dan memancarkan (TX) serial data TTL (Transistor-Transistor
Logic). Kedua pin ini dihubungkan ke pin-pin yang sesuai dari chip Serial
Atmega8U2 USB-ke-TTL.
2. External
Interrupts: 2 dan 3. Pin-pin ini dapat
dikonfigurasikan untuk dipicu sebuah interrupt (gangguan) pada sebuah nilai
rendah, suatu kenaikan atau penurunan yang besar, atau suatu perubahan nilai.
Lihat fungsi attachInterrupt() untuk lebih jelasnya.
3. PWM:
3, 5, 6, 9, 10, dan 11.
Memberikan 8-bit PWM
output dengan fungsi analogWrite().
output dengan fungsi analogWrite().
4. SPI:
10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin-pin ini mensupport komunikasi SPI menggunakan SPI
library.
5. LED:
13. Ada sebuah LED yang
terpasang, terhubung ke pin digital 13. Ketika pin bernilai HIGH LED menyala,
ketika pin bernilai LOW LED mati.
Arduino UNO mempunyai 6
input analog, diberi label A0 sampai A5, setiapnya memberikan 10 bit resolusi
(contohnya 1024 nilai yang berbeda). Secara default, 6 input analog tersebut
mengukur dari ground sampai tegangan 5 Volt, dengan itu mungkin untuk mengganti
batas atas dari rangenya dengan menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference().
Di sisi lain, beberapa pin mempunyai fungsi spesial:
· TWI:
pin A4 atau SDA dan pin A5 atau SCL. Mensupport komunikasi TWI dengan menggunakan Wire
library
Ada sepasang pin lainnya pada board:
·
AREF. Referensi tegangan untuk input analog.
Digunakan dengan analogReference().
·
Reset. Membawa saluran ini LOW untuk mereset
mikrokontroler. Secara khusus, digunakan untuk menambahkan sebuah tombol reset
untuk melindungi yang memblock sesuatu pada board.
B. Switch
Switch (Saklar) adalah sebuah perangkat elektronik yang
digunakan untuk memutuskan jaringan listrik atau untuk menghubungkannya. Jadi
saklar pada dasarnya adalah alat penyambung atau pemutus aliran listrik. Selain
untuk jaringan listrik arus kuat, saklar berbentuk kecil juga dipakai untuk
alat komponen elektronika arus lemah.
Secara sederhana, saklar terdiri dari dua bilah logam yang
menempel pada suatu rangkaian, dan bisa terhubung atau terpisah sesuai dengan
keadaan sambung (on) atau putus (off) dalam rangkaian itu. Material kontak
sambungan umumnya dipilih agar supaya tahan terhadap korosi. Kalau logam yang
dipakai terbuat dari bahan oksida biasa, maka saklar akan sering tidak bekerja.
Untuk mengurangi efek korosi ini, paling tidak logam kontaknya harus disepuh
dengan logam anti korosi dan anti karat. Pada dasarnya tombol bisa
diaplikasikan untuk sensor mekanik, karena bisa dijadikan sebagai pedoman pada
mikrokontroller untuk pengaturan alat dalam pengontrolan.
Saklar toggel
Gambar
Switch toggle
|
Saklar
Toggle ini menghubungkan atau memutuskan arus dengan cara menggerakkan
toggle/tuas yang ada secara mekanis. Ukurannya relatif kecil, pada umumnya
digunakan pada rangkaian elektronika.
Cara Kerja
Alat ini befungsi sebagai pemberi sinyal
masukan pada rangkaian listrik, ketika / selama bagian knopnya ditekan maka
alat ini akan bekerja sehingga kontak-kontaknya akan terhubung untuk jenis
normally open dan akan terlepas untuk jenis normally close, dan sebaliknya
ketika knopnya dilepas kembali maka kebalikan dari sebelumnya, untuk
membuktikannya pada terminalnya bisa digunakan alat ukur tester / ohm meter.
pada umumnya pemakaian terminal jenis NO digunakan untuk menghidupkan rangkaian
dan terminal jenis NC digunakan untuk mematikan rangkaian, namun semuanya
tergantung dari kebutuhan.
C. 7-Segment
Gambar
7-Segment
Display 7 segment merupakan komponen yang berfungsi sebagai
penampil karakter angka dan karakter huruf. Seven Segment Display
memiliki 7 Segmen dimana setiap segmen dikendalikan secara ON dan OFF untuk
menampilkan angka yang diinginkan. Angka-angka dari 0 (nol) sampai 9 (Sembilan)
dapat ditampilkan dengan menggunakan beberapa kombinasi Segmen. Selain 0 – 9, Seven
Segment Display juga dapat menampilkan Huruf Hexadecimal dari A sampai F.
Segmen atau elemen-elemen pada Seven Segment Display diatur menjadi bentuk
angka “8” yang agak miring ke kanan dengan tujuan untuk mempermudah
pembacaannya. Pada beberapa jenis Seven Segment Display, terdapat juga
penambahan “titik” yang menunjukan angka koma decimal. Terdapat beberapa
jenis Seven Segment Display, diantaranya adalah Incandescent bulbs,
Fluorescent lamps (FL), Liquid Crystal Display (LCD) dan Light Emitting Diode
(LED).
LED
7 Segmen Tipe Common Cathode (Katoda)
Pada
LED 7 Segmen jenis Common Cathode (Katoda), Kaki Katoda pada semua segmen LED
adalah terhubung menjadi 1 Pin, sedangkan Kaki Anoda akan menjadi Input untuk
masing-masing Segmen LED. Kaki Katoda yang terhubung menjadi 1 Pin ini
merupakan Terminal Negatif (-) atau Ground sedangkan Signal Kendali (Control
Signal) akan diberikan kepada masing-masing Kaki Anoda Segmen LED.
LED 7 Segmen Tipe Common Anode (Anoda)
Pada
LED 7 Segmen jenis Common Anode (Anoda), Kaki Anoda pada semua segmen LED
adalah terhubung menjadi 1 Pin, sedangkan kaki Katoda akan menjadi Input untuk
masing-masing Segmen LED. Kaki Anoda yang terhubung menjadi 1 Pin ini akan
diberikan Tegangan Positif (+) dan Signal Kendali (control signal) akan
diberikan kepada masing-masing Kaki Katoda Segmen LED.
Prinsip Kerja Dasar Driver System
pada LED 7 Segmen
Berikut
ini adalah Blok Diagram Dasar untuk mengendalikan LED 7 Segmen :
Blok
Dekoder pada diagram diatas mengubah sinyal Input yang diberikan menjadi 8
jalur yaitu “a” sampai “g” dan poin decimal (koma) untuk meng-ON-kan segmen
sehingga menghasilkan angka atau digit yang diinginkan. Contohnya, jika output
dekoder adalah a, b, dan c, maka Segmen LED akan menyala menjadi angka “7”.
Jika Sinyal Input adalah berbentuk Analog, maka diperlukan ADC
(Analog to Digital Converter) untuk mengubah sinyal analog menjadi Digital
sebelum masuk ke Input Dekoder. Jika Sinyal Input sudah merupakan Sinyal
Digital, maka Dekoder akan menanganinya sendiri tanpa harus menggunakan ADC.
III. PERANCANGAN ALAT
A. Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika
Adapun sistem yang digunakan
yaitu :
1. 7- Segment
2. Switch
3.
Arduino UNO R3
B. Blok Diagram Hubungan Komponen Utama
Blok diagram aplikasi Arduino Uno R3 menggunakan masukan Switch dengan luaran 7-Segment dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar Blok Diagram
Komponen
Utama
Untuk diagram
alir, program aplikasi Arduino Uno R3 menggunakan masukan
Switch dan keluaran 7-segment
Gambar Diagram Alir
IV. Pengujian Alat
Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan, output pada
7-segment akan menampilkan tampilan berupa stopwatch. Dimana stopwatch akan
diatur melalui switch atau saklar. Switch dihubungkan dengan sumber dc 5 volt
sehingga bisa membuat logic 0 atau 1. Apabila saklar membentuk logic 1,
stopwatch akan mulai hitungan counting. Dan apabila logic 0, stopwatch akan
mereset dan membuat tampian menit 00 dan detik 00. Berikut hasil pengujian yang
telah dilakukan.
Keadaan logic switch
|
Stopwatch 7-segment
|
High (1)
|
Mulai hitungan
|
Low (0)
|
Mereset stopwatch
|
Tabel
pengujian
V. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil
percobaan 7-Segment Stopwatch Berbasis Arduino yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan
bahwa :
1.
7-Segment dapat
difungsikan sebagai display.
2. Switch dapat difungsikan sebagai masukan dan
dapat menghasilkan logic 1 atau 0
3. Sebelum kita menggunakan 7-segment, kita harus
mengetahui dahulu common dari 7-segment yang kita gunakan.
4. Tampilan dari 7-segment menggunakan system
blink yang sangat cepat, sehingga terlihat nyala secara terus menerus.
REFERENSI
1.
http://www.kelas-mikrokontrol.com/e-learning/mikrokontroler/mengenal-Arduino-cortex%C2%ADm0.html.
4.
Manual DT-ARDUINO NUC120 Board.pdf
Gambar : Dia Nur Alamsyah
Nama penulis DIA NUR
ALAMSYAH. Penulis dilahirkan di Pati, tanggal 2 November 1994. Penulis telah menempuh pendidikan formal di
TK Pertiwi
Langgenharjo, SD N 01 Langgenharjo, SMP N 2
Juwana, SMA N 1 Juwana. Tahun 2013 penulis telah menyelesaikan
pendidikan SMA. Pada tahun 2013 penulis
mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro dan diterima menjadi mahasiswa
baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines). Penulis
terdaftar dengan NIM. 3.32.13.2.06. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai
penelitian ini, bisa melalui via email: dianur.alamsyah@gmail.com .
Gambar : Lutfil Khakim
Nama penulis
LUTFIL
KHAKIM. Penulis
dilahirkan di Semarang,
tanggal 26 Desember 1994.
Penulis telah menempuh pendidikan RA Al-Wathoniyyah, SMPN 15 Semarang,
dan SMKN 5 Semarang.
Tahun 2013 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2013 penulis
mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa
baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program
Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan
NIM. 3.32.13.2.13. Apabila
ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via
email: lutfilkhakim82@gmail.com .
Gambar : Rizqi Agus Ditasari
Nama penulis
RIZQI
AGUS DITASARI. Penulis dilahirkan di Pati, tanggal 18 Agustus 1995. Penulis telah menempuh
pendidikan TK PG
Trangkil. Kemudian melanjutkan di SDN 05 Trangkil, SMP N 1 Pati dan SMA 3 Pati. Tahun
2013 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2013 penulis mengikuti seleksi mahasiswa
baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus
Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika,
Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.13.2.20. Apabila
ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via
email: rizkikiki18@gmail.com
Tidak ada komentar :
Posting Komentar