MODUL I
GENERAL INPUT DAN OUTPUT
Mikrokontroler adalah sistem komputer mini yang terintegrasi dalam satu chip. Di dalamnya terdapat CPU sebagai "otak" pemrosesan, memori untuk menyimpan program dan data, serta berbagai peripheral seperti timer dan interface komunikasi. Mikrokontroler dirancang untuk menjalankan tugas spesifik secara berulang dalam sistem tertanam (embedded system). Contohnya adalah chip STM32F103C8 yang digunakan dalam board Blue Pill atau RP2040 yang menjadi dasar Raspberry Pi Pico. Mikrokontroler banyak digunakan dalam perangkat sehari-hari seperti mesin cuci, microwave, sistem alarm, dan berbagai peralatan elektronik lainnya.
Mikroprosesor berbeda dengan mikrokontroler karena hanya berisi CPU tanpa komponen pendukung lainnya. Jika mikrokontroler adalah komputer mini lengkap, mikroprosesor hanyalah "otak" tanpa "organ" lainnya. Untuk berfungsi sebagai sistem komputer, mikroprosesor membutuhkan komponen eksternal seperti memori, chip I/O, dan peripheral lainnya. Mikroprosesor umumnya memiliki kecepatan dan kemampuan komputasi yang lebih tinggi, sehingga cocok untuk perangkat seperti komputer dan smartphone yang perlu menjalankan berbagai program kompleks dan sistem operasi. Contoh mikroprosesor terkenal adalah Intel Core i7, AMD Ryzen, atau chip Qualcomm Snapdragon di smartphone.
Development board atau dev board adalah papan elektronik yang dirancang untuk memudahkan pengembangan dan eksperimen dengan mikrokontroler atau mikroprosesor. Dev board menyediakan platform yang sudah siap pakai dengan komponen pendukung seperti regulator tegangan, interface pemrograman, dan konektor yang mudah diakses. Arduino Uno adalah contoh dev board yang sangat populer untuk pemula, sementara Raspberry Pi Pico menyediakan platform yang terjangkau untuk eksperimen dengan mikrokontroler RP2040. Dev board memungkinkan pengembang untuk fokus pada pemrograman dan eksperimen tanpa perlu merancang hardware pendukung dari awal.
GPIO (General Purpose Input/Output) adalah pin serbaguna pada mikrokontroler atau dev board yang dapat dikontrol melalui program. Melalui GPIO, mikrokontroler dapat membaca sinyal dari sensor (sebagai input) atau mengirim sinyal untuk mengontrol aktuator seperti LED, motor, atau relay (sebagai output). Keunikan GPIO terletak pada fleksibilitasnya—setiap pin dapat dikonfigurasi melalui software untuk berbagai fungsi. Seperti halnya tangan manusia yang bisa digunakan untuk merasakan (input) maupun menggerakkan benda (output), GPIO memungkinkan mikrokontroler berinteraksi dengan dunia luar, menjadikannya komponen vital dalam sistem elektronik embedded dan proyek IoT.
Input adalah semua data dan perintah yang dimasukkan ke dalam memori untuk diproses lebih lanjut oleh mikroprosesor. Sebuah perangkat input adalah komponen piranti keras yang memungkinkan user atau pengguna memasukkan data ke dalam mikroprosesor. Output adalah data hasil yang telah diproses. Perangkat output adalah semua komponen piranti keras yang menyampaikan informasi kepada orang-orang yang menggunakannya.
Pada STM32 dan Raspberry Pi Pico pin input/output terdiri dari
digital dan analog yang jumlah pin-nya tergantung jenis
mikrokontroller yang digunakan. Input digital digunakan untuk
mendeteksi perubahan logika biner pada pin tertentu. Adanya input
digital memungkinkan
mikrokontroler untuk dapat
menerjemahkan 0V
menjadi logika LOW dan
5V menjadi logika HIGH. Membaca sinyal digital pada mikrokontroller
dapat menggunakan sintaks digitalRead(pin);
Output digital terdiri dari dua buah logika, yaitu kondisi logika
HIGH dan kondisi logika LOW. Untuk menghasilkan output kita dapat
menggunakan sintaks digitalWrite(pin,nilai); yang sebelumnya pin sudah
diset ke mode OUTPUT, lalu parameter kedua adalah set nilai HIGH atau
LOW. Apabila pin diset dengan nilai HIGH,
maka voltase
pin tersebut
akan diset
ke 5V
atau 3.3V
dan bila
pin diset
ke LOW, maka voltase
pin tersebut akan diset ke 0V.
1.1.1
Raspberry Pi
Pico
Raspberry Pi Pico adalah papan rangkaian elektronik yang di dalamnya terdapat komponen utama chip mikrokontroler RP2040, yang dirancang dan diproduksi oleh Raspberry Pi Foundatio. Tidak seperti komputer mini raspberry Pi lainnya yang menjalankan sistem operasi seperti Linux, Pico dirancang untuk tugas-tugas yang lebih sederhana dan langsung (embedded system), seperti membaca sensor, mengontrol perangkat, atau melakukan pengolahan data pada tingkat hardware. Adapun spesifikasi dari Raspberry Pi Pico adalah sebagai berikut:
Gambar 1.
Raspberry Pi Pico
|
Microcontroller RP2040 |
|
Operating
Voltage 3.3 V |
|
Input Voltage (recommended) 5 V via
USB |
|
Input Voltage (limit) 1.8–5.5 V |
|
Digital I/O Pins 26 GPIO
pins |
|
PWM Digital
I/O Pins 16 |
|
Analog Input Pins 3 |
|
DC Current per
I/O Pin 16 mA |
|
DC Current
for 3.3V Pin 300 mA |
|
Flash Memory 2 MB
on-board QSPI Flash |
|
SRAM 264 KB |
|
Clock Speed Hingga 133 MHz |
1.1.2
STM32103C8
STM32F103C8 adalah mikrokontroler berbasis ARM Cortex-M3 yang dikembangkan oleh STMicroelectronics. Mikrokontroler ini sering digunakan dalam pengembangan sistem tertanam karena kinerjanya yang baik, konsumsi daya yang rendah, dan kompatibilitas dengan berbagai protokol komunikasi. Pada praktikum ini, kita menggunakan STM32F103C8 yang dapat diprogram menggunakan berbagai metode, termasuk komunikasi serial (USART), SWD (Serial Wire Debug), atau JTAG untuk berhubungan dengan komputer maupun perangkat lain. Adapun spesifikasi dari STM32F4 yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut:
|
Microcontroller ARM Cortex-M3 |
|
Operating Voltage 3.3 V |
|
Input Voltage (recommended) 5 V |
|
Input Voltage (limit) 2 – 3.6 V |
|
Digital I/O Pins 32 |
|
PWM Digital
I/O Pins 15 |
|
Analog Input Pins 10 (dengan
resolusi 12-bit
ADC) |
|
DC Current per
I/O Pin 25 mA |
|
DC Current for
3.3V Pin 150 mA |
|
Flash Memory 64 KB |
|
SRAM 20 KB |
|
EEPROM Emulasi dalam Flash |
|
Clock Speed 72 MHz |
0 Komentar