BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Arduino Nano Arduino merupakan sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembang, tetapi merupakan kombinasi dari hardware, bahasa pemrogaman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih IDE adalah sebuah software yang berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng- upload ke dalam memory microcontroler. Gambar 2.1Arduino Nano Arduino Nano adalah salah satu board mikrokontroler yang berukuran kecil, lengkap dan mendukung penggunaan breadboard. Arduino Nano diciptakan dengan basis microcontroler ATmega328 (untuk Arduino Nano versi 3.x) atau Atmega 16(untuk Arduino versi 2.x). Arduino Nano kurang lebih memiliki fungsi yang sama dengan Arduino Duemilanove, tetapi dalam paket yang berbeda. ArduinoNano tidak menyertakan colokan DC berjenis Barrel Jack, dan dihubungkan ke komputer menggunakan port USB Mini-B. Arduino Nano dirancang dan diproduksi oleh perusahaan Gravitecth. 2.1.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano Konfigurasi pin Arduino Nano.Arduino Nano memiliki 30 Pin. Berikut Konfigurasi pin Arduino Nano. 6 Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya 1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya digital. 2. GND merupakan pin ground untuk catu daya digital. 7 Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya 8 3. AREF merupakan Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan fungsi analogReference(). 4. RESET merupakan Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan ulang) mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama Arduino 5. Serial RX (0) merupakan pin sebagai penerima TTL data serial. 6. Serial TX (1) merupakan pin sebagai pengirim TT data serial. 7. External Interrupt (Interupsi Eksternal) merupakan pin yang dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah, meningkat atau menurun, atau perubahan nilai. 8. Output PWM 8 Bit merupakan pin yang berfungsi untuk dataanalogWrite(). 9. SPI merupakan pin yang berfungsi sebagai pendukung komunikasi. 10. LED merupakan pin yang berfungsi sebagai pin yag diset bernilai HIGH, maka LED akan menyala, ketika pin diset bernilai LOW maka LED padam. LED Tersedia secara built-in pada papan Arduino Nano. 11. Input Analog (A0-A7) merupakan pin yang berfungsi sebagi pin yang dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai dengan 5 Volt, juga memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah mereka menggunakan fungsi analogReference(). Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya 9 Gambar 2.2Konfigurasi Pin Arduino Nano Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya 10 Tabel 2.1Konfigurasi Pin Arduino Nano Nomor Pin Arduino Nano Nama Pin Arduino 1 Digital Pin 0 (TX) 2 Digital Pin 0 (RX) 3 & 28 Reset 4 & 29 GND 5 Digital Pin 2 6 Digital Pin 3 (PWM) 7 Digital Pin 4 8 Digital Pin 5 (PWM) 9 Digital Pin 6 (PWM) 10 Digital Pin 7 11 Digital Pin 8 12 Digital Pin 9 (PWM) 13 Digital Pin 10 (PWM-SS) 14 Digital Pin 11 (PWM-MOSI) 15 Digital Pin 12 (MISO) 16 Digital Pin 13 (SCK) 18 AREF 19 Analog Input 0 20 Analog Input 1 21 Analog Input 2 22 Analog Input 3 23 Analog Input 4 24 Analog Input 5 25 Analog Input 6 26 Analog Input 7 27 VCC 30 Vin 2.1.2 Spesifikasi Arduino Nano Berikut ini adalah spesifikasi yang dimiliki oleh Arduino Nano: 1. Chip Mikrokontroller menggunakan ATmega328p atau Atmega168. 2. Tegangan operasi sebesar 5volt. 3. Tegangan input (yang disarankan) sebesar 7volt – 12 volt. 4. Terdapat pin digital I/O 14 buah dan 6 diantaranya sebagai output PWM. 5. 8 Pin Input Analog. Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya 11 6. 40 Ma Arus DC per pin I/O 7. Flash Memory16KB (Atmega168) atau 32KB (Atmega328) 2KB digunakan oleh Bootloader. 8. 1 KbyteSRAM (Atmega168) atau 2 Kbyte 32KB (Atmega328). 9. 512 Byte EEPROM (Atmega168) atau 1 Kbyte (Atmega328). 10. 16MHz Clock Speed. 11. Ukuran 1.85cm x 4.3cm. 2.1.3 Sumber Daya Arduino Arduino Nano dapat diaktifkan melalui koneksi USB Mini-B, atau melaluicatu daya eksternal dengan tegangan belum teregulasi antara 6-20 Volt yangdihubungkan melalui pin 30 atau pin VIN, atau melalui catu daya eksternaldengan tegangan teregulasi 5 volt melalui pin 27 atau pin 5V. Sumber daya akansecara otomatis dipilih dari sumber tegangan yang lebih tinggi. Chip FTDIFT232L pada Arduino Nano akan aktif apabila memperoleh daya melalui USB,ketika Arduino Nano diberikan daya dari luar (Non-USB) maka Chip FTDI tidakaktif dan pin 3.3V pun tidak tersedia (tidak mengeluarkan tegangan), sedangkanLED TX dan RX pun berkedip apabila pin digital 0 dan 1 berada pada posisi HIGH. 2.1.4 Memori Arduino Nano Arduino nano menggunnakan mikrokontroler Atmega 168 yang dilengkapi dengan flash memori sebesar 16 kbyte dan dapat digunakan untuk menyimpan kode program utama. Flash memori ini sudah terpakai 2 kbyte untuk program boatloader sedangkan Atmega328 dilengkapi dengan flash memori sebesar 32 kbyte dan dikurangi sebesar 2 kbyte untuk boatloader. Selain dilengkapi dengan flash memori, mikrokontroller ATmega168 dan ATmega328 juga dilengkapi dengan SRAM dan EEPROM. SRAM dan EEPROM dapat digunakan untuk menyimpan data Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya 12 selama program utama bekerja. Besar SRAM untuk ATmega168 adalah 1 kb dan untuk ATmega328 adalah 2 kb sedangkan besar EEPROM untuk ATmega168 adalah 512 b dan untuk ATmega328 adalah 1 kb. 2.2 Mikrokontroler ATMega328 Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrolrangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program didalamnya.Mikrokontroler umumnya terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori,I/O tertentu dan unit pendukung sepertiAnalog-to-Digital Converter (ADC) yangsudah terintegrasi di dalamnya. Gambar 2.3 Bentuk Fisik Mikrokontroler ATMega328 Mikrokontroler ATMega328 adalah mikrokontroller keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroller ini memiliki beberapa fitur antara lain : 1. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock. 2. 32 x 8-bit register serba guna. 3. Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz. Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya 13 4. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader. 5. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanent karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan. 6. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB. 7. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output. 8. Master / Slave SPI Serial interface. Mikrokontroller ATmega 328 memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism. Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock. 32 x 8-bit register serba guna digunakan untuk mendukung operasi pada ALU ( Arithmatic Logic unit ) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tidak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data. Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X ( gabungan R26 dan R27 ), register Y ( gabungan R28 dan R29 ), dan register Z ( gabungan R30 dan R31 ). Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit. Setiap alamat memori program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit. Selain register serba guna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan teknik memory mapped I/O selebar 64 byte. Beberapa register ini digunakan untuk fungsi khusus antara lain sebagai register control Timer/ Counter, Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya 14 Interupsi, ADC, USART, SPI, EEPROM, dan fungsi I/O lainnya. Register – register ini menempati memori pada alamat 0x20h – 0x5Fh. Gambar 2.4 Konfigurasi Pin ATMega 328 Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya 15 Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port B Port Fungsi XTAL2 (Chip Clock Oscillator pin 2) PB7 TOSC2 (Timer Oscillator pin 2) PCINT7 (Pin Change Interrupt 7) XTAL1 (Chip Clock Oscillator pin 1) PB6 TOSC1 (Timer Oscillator pin 1) PCINT6 (Pin Change Interrupt 6) SCK (SPI Bus Master Clock Input) PB5 PCINT5 (Pin Change Interrupt 5) MISO (SPI Bus Master Input) PB4 PCINT4 (Pin Change Interrupt 4) MOSI (SPI Bus Master Output) PB3 OC2A (Timer/Counter2 Output) PCINT3 (Pin Change Interrupt 3) SS (SPI Bus Master Slave Select) PB2 OC1B (Timer/Counter1 Output) PCINT2 (Pin Change Interrupt 2) OC1A (Timer/Counter1 Output PB1 Compare A) PCINT1 (Pin Change Interrupt 1) ICP1 (Timer/Counter1 Input Capture Input) PB0 CLKO (Divided Sistem Clock Output) PCINT0 (Pin Change Interrupt 0) Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya