Universitas ASA Indonesia

Program Studi: Teknologi Informasi
Mata Kuliah: Internet of Things
SKS: 3 (Tiga)
Dosen Pengampu: Istiqomah Sumadikarta, S.T., M.Kom.

Beranda Mundur Maju

Pertemuan 5: Praktik Dasar Elektronika dan Pemrograman Mikrokontroler Arduino

Salam Pengantar

Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh.

Pada pertemuan ini, kita akan mengenal praktik dasar elektronika dan mempelajari pemrograman mikrokontroler Arduino menggunakan simulator. Anda akan memahami penggunaan Tinkercad dan Wokwi sebagai alat bantu simulasi, serta melakukan praktik dengan Serial Monitor dan PWM.

Tujuan Pembelajaran

Mengenal simulator elektronika Tinkercad dan Wokwi.
Memahami software pemrograman Arduino.
Melakukan simulasi rangkaian elektronika secara virtual.
Menjelaskan struktur program Arduino.
Melakukan praktik Serial Monitor dan PWM.

1. Simulator Elektronika dan IoT

Pembelajaran pemrograman Electronic Development Board (Arduino dan lainnya) dapat dilakukan dengan berbagai cara, salah satunya dengan simulasi. Simulasi membantu kita dalam memahami penggunaan board, rangkaian, pemrograman, dan komponen pendukukung lainnya. Terdapat beberapa platform yang dapat digunakan sebagai simulator yaitu Tinkercad, Wokwi, Proteus dan lain-lain.

Pengenalan Tinkercad

Tinkercad adalah platform online milik Autodesk yang menyediakan simulasi rangkaian elektronika, desain 3D, dan coding mikrokontroler Arduino secara interaktif.

Wokwi

Wokwi adalah simulator berbasis web yang memungkinkan Anda mempraktikkan kode Arduino, ESP32, dan Raspberry Pi Pico dengan visualisasi real-time.

2. Software Pemrograman Arduino

Arduino IDE adalah software resmi untuk menulis, mengunggah, dan memonitor kode pada board Arduino. IDE ini mendukung berbagai library dan contoh program.

Arduino IDE
Visual Studio
Atom IDE
Sublime Text
Dan lain-lain.

3. Simulasi Elektronika dengan Tinkercad

Membuat Akun Tinkercad

Untuk menggunakan Tinkercad, Anda perlu membuat akun melalui situs resmi tinkercad.com menggunakan email aktif.

Buka situs resmi Tinkercad di www.tinkercad.com.
Klik tombol Join Now di pojok kanan atas halaman.
Pilih opsi Create a personal account.
Pada halaman selanjutnya, klik tombol Sign in with Google.
Jendela pop-up akan muncul. Pilih akun Gmail yang ingin Anda gunakan atau masukkan alamat email dan kata sandi Gmail Anda.
Berikan izin akses jika diminta oleh Google.
Setelah berhasil login, Anda akan diarahkan ke dashboard Tinkercad.
Lengkapi profil jika diperlukan, lalu mulai membuat project pertama Anda.

Mengenal Fitur di Tinkercad

Tinkercad memiliki fitur Circuit untuk simulasi rangkaian, Code Editor untuk menulis program, serta Monitor Serial virtual.

Penggunaan Project Board

Papan breadboard virtual disediakan untuk membantu menyusun rangkaian elektronika sebelum diimplementasikan ke perangkat fisik.

4. Simulasi Arduino dengan Tinkercad

Anda dapat membuat simulasi Arduino dengan menambahkan board Arduino Uno ke workspace, menyusun rangkaian LED atau sensor, lalu menulis program dan menjalankan simulasi.

Gambar: Rangkaian dan kode program 1 LED berkedip

Gambar: Rangkaian dan kode program 3 LED berkedip

Gambar: Rangkaian dan kode program C++ 3 LED berkedip

Gambar: Skema rangkaian 3 red LED berkedip

5. Pin Arduino

Pada Arduino Uno terdapat 14 pin digital (0–13) dan 6 pin analog (A0–A5). Pin digital dapat digunakan sebagai input/output, sedangkan pin analog membaca nilai sensor analog.

Gambar: Pin digital dan analog dari Arduino Uno

6. Struktur Pemrograman Arduino

Struktur dasar kode Arduino terdiri dari dua fungsi utama:

deklarasi: Merupakan bagian yang digunakan sebagai pendeklarasian variabel, library, nilai, dll.
setup(): Merupakan bagian yang digunakan untuk mengatur mode dan pengaturan kode yang dijalankan 1 kali saat Arduino dinyalakan.
loop(): Merupakan bagian yang akan dieksekusi terus menerus (looping) selama Arduino menyala.

Contoh:

int LED_13 = 0;

void setup()
{
  pinMode(8, OUTPUT);
  pinMode(9, OUTPUT);
  pinMode(10, OUTPUT);
}

void loop()
{
  digitalWrite(8, HIGH);
  delay(1000); // Wait for 1000 millisecond(s)
  digitalWrite(8, LOW);
  delay(1000); // Wait for 1000 millisecond(s)
  digitalWrite(9, HIGH);
  delay(1000); // Wait for 1000 millisecond(s)
  digitalWrite(9, LOW);
  delay(1000); // Wait for 1000 millisecond(s)
  digitalWrite(10, HIGH);
  delay(1000); // Wait for 1000 millisecond(s)
  digitalWrite(10, LOW);
  delay(1000); // Wait for 1000 millisecond(s)
}

7. Serial Monitor

Serial Monitor adalah fitur pada Arduino IDE yang digunakan untuk melihat data yang dikirimkan oleh board Arduino secara real-time melalui port serial.

Gambar: Serial monitor dari Arduino IDE

8. Praktik Serial Monitor pada Arduino

Pada praktik ini, Anda akan membuat program sederhana yang menampilkan teks ke Serial Monitor, misalnya "Hello World".

Contoh kode: lihat gambar

Gambar: Serial monitor pada aplikasi Tinkercad

9. PWM (Pulse Width Modulation)

PWM adalah teknik untuk menghasilkan sinyal analog menggunakan output digital. Digunakan untuk mengatur kecerahan LED, kecepatan motor, dll.

PWM (Pulse Width Modulation) adalah teknik untuk menghasilkan sinyal analog menggunakan output digital. Dalam konteks Arduino, PWM digunakan untuk mengatur kecepatan motor, kecerahan LED, dan kontrol daya lainnya.

Arduino menggunakan fungsi analogWrite(pin, value) untuk mengirimkan sinyal PWM, di mana value bernilai antara 0 (0% duty cycle) hingga 255 (100% duty cycle).

Pin PWM Arduino

Tidak semua pin Arduino mendukung PWM karena memerlukan kompatibilitas dengan IC mikrokontroler tersebut. Pin PWM Arduino dituliskan dengan simbol ~ disamping nomor pin, diantaranya 3, 5, 6, 9, 10, 11.

10. Praktik PWM (Pulse Width Modulation) - Challenge Project

Dalam tantangan ini, Anda diminta membuat simulasi menggunakan Arduino untuk mengatur kecerahan LED berdasarkan input potensio. Nilai dari potensiometer akan dibaca melalui pin analog dan diterjemahkan menjadi sinyal PWM untuk mengatur LED.

Tujuan

Memahami cara kerja PWM dengan Arduino.
Menghubungkan potensiometer sebagai input dan LED sebagai output.

Gambar: Potensiometer terhubung dengan Arduino UNO

Contoh Kode

int ledPin = 9;
int potPin = A0;
int potValue = 0;

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  potValue = analogRead(potPin); // Baca potensiometer
  int pwmValue = map(potValue, 0, 1023, 0, 255);
  analogWrite(ledPin, pwmValue); // Kirim PWM ke LED
  Serial.println(pwmValue); // Tampilkan nilai PWM
  delay(100);
}

Simulasikan proyek ini menggunakan Tinkercad, amati perubahan kecerahan LED sesuai putaran potensiometer.

11. Tantangan

Buatlah rangkaian seperti berikut ini, kemudian buatlah program agar nyala kedua LED berlawanan saat potensiometer diubah nilainya.

Gambar: Rangkaian yang harus dibuat sebagai tantangan

Penutup

Melalui pertemuan ini, Anda telah mengenal simulasi elektronika dengan Tinkercad, serta praktik dasar pemrograman mikrokontroler Arduino.

Daftar Pustaka

Arduino.cc Documentation. Link
Autodesk Tinkercad. Link
Wokwi Documentation. Link

Glosarium Istilah

Arduino IDE: Software untuk menulis dan mengunggah program ke papan Arduino.
Tinkercad: Platform online untuk simulasi elektronika dan pemrograman mikrokontroler.
Wokwi: Simulator berbasis web untuk Arduino, ESP32, dan Raspberry Pi.
PWM: Pulse Width Modulation, teknik mengatur lebar pulsa sinyal digital.
Serial Monitor: Jendela di Arduino IDE untuk melihat output serial dari board.

Beranda Mundur Maju