Papan Arduino Breadboard: Solusi Sumber Terbuka untuk Prototyping yang Efisien

Prototyping adalah bagian besar dari proses desain dan pengembangan. Ini sangat penting sebelum melanjutkan ke fase yang lebih canggih dalam proyek PCB. Oleh karena itu, jika Anda adalah pengembang elektronik digital, Arduino breadboard adalah jalan yang tepat.

Sebelum Arduino, pemula mengalami kesulitan mempelajari mikrokontroler. Mereka harus menggunakan kit mahal yang membutuhkan pemrograman bahasa assembly yang sulit digunakan.

Namun, Arduino mengubah permainan dengan menyediakan platform yang terjangkau, mudah digunakan dengan pemrograman dalam bahasa pemrograman tingkat tinggi seperti C++.

Kami akan melihat papan Arduino breadboard dan langkah-langkah yang diperlukan untuk membuat papan tersebut.

Apa itu Arduino?

Arduino adalah platform, proyek, dan komunitas pengguna perangkat lunak dan perangkat keras elektronik digital sumber terbuka. Platform ini merancang dan membangun mikrokontroler papan tunggal dan kitnya yang mudah digunakan untuk mengembangkan elektronik digital.

Papan sirkuit Arduino

Apa itu Breadboard?

Di sisi lain, breadboard adalah konsol persegi plastik dengan lubang berlubang persegi dan simbol serta garis yang diukir. Ini berfungsi sebagai dasar konstruksi untuk merangkaikan berbagai komponen elektronik dan mikrokontroler seperti Arduino untuk tujuan prototyping.

Desain tanpa solder breadboard adalah perbedaan utamanya dengan PCB.

Breadboard tanpa solder

Biasanya, breadboard datang dengan kabel jumper, unit sumber daya, dan komponen elektronik seperti transistor, resistor, dan kapasitor.

Beberapa Spesifikasi Arduino

• Tegangan Operasi: 7-12V (DC jack), 5V (USB)
• Pin I/O Digital: 14 (6 untuk operasi PWM)
• Pin Input Analog: 6
• Flash Memory untuk Penyimpanan Program: 32KB
• RAM: 2KB
• EEPROM: 1KB
• Kecepatan Jam: 16MHz
• Output Arus Pin I/O DC: 20mA

Membangun Arduino Breadboard

Saat membangun Arduino pada breadboard, mikrokontroler seperti ATmega328P membentuk rangkaian dasar Arduino. Namun bagian-bagian lainnya sama pentingnya dan membentuk sisa rangkaian. Spesifikasi mikrokontroler Arduino ATmega328P adalah:

Chip ATmega328P

Sumber: Wikimedia Commons

Dibandingkan mikrokontroler ATmega328p standar, opsi Arduino breadboard lebih baik karena membawa Arduino bootloader. Bootloader ini memungkinkan pemrograman Arduino IDE. Juga, Arduino breadboard akan memberi Anda keuntungan berikut:

• Pemahaman yang lebih dalam tentang cara kerja hardware Arduino
• Penskalaan yang mudah
• Konsumsi daya rendah

Komponen yang Diperlukan

Untuk menyiapkan proyek lengkap, Anda memerlukan komponen berikut:

Hubungkan komponen ini seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah ini.

Papan breadboard Arduino ATmega328p dengan modul konverter USB-to-serial

Sumber: Wikimedia Commons

Untuk membantu Anda dengan koneksi, Anda perlu tahu apa fungsi setiap pin dalam mikrokontroler. Berikut adalah diagram pinout untuk chip.

Diagram pinout ATmega328p dan papan Arduino

Sumber: Wikimedia Commons

Menghubungkan Sumber Daya Eksternal

Mulailah dengan menghubungkan kabeling untuk sumber daya breadboard. Prosesnya melibatkan pemasangan kabel daya dan tanah di mana voltage regulator akan duduk. Perhatikan penomoran pin untuk mencegah koneksi komponen yang salah.

Selanjutnya, tambahkan kabel tanah dan daya di bagian bawah papan untuk menghubungkan setiap rail. Setelahnya, pasang voltage regulator dan rail daya ke papan.

Tegangan maksimum yang dapat Anda terapkan ke pin VCC adalah 6V, dan Anda harus menghindari mencapai nilai ini. Gunakan antara 3.3-5.5V.

Dalam sebagian besar kasus, sumber daya 9-12VDC (baterai) sudah cukup. Namun, ini adalah tugas voltage regulator. Oleh karena itu, daya input harus 7-16V untuk mendapatkan sekitar 5V dari regulator.

Tambahkan kapasitor 10uF antara regulator IN & ground. Juga, pasang kapasitor serupa di rail kanan antara lantai dan daya.

Selanjutnya, tempelkan lampu LED dan resistor 220-ohm di sisi kiri papan, tepat di samping voltage regulator.

Setelah Anda mengurutkan sumber daya, saatnya untuk memuat mikrokontroler, kemudian modul konverter USB to serial.

Menghubungkan Mikrokontroler

Pertama, colokkan chip ke breadboard, seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas. Selanjutnya, hubungkan resistor pull-up 10k ke +5V dari pin reset untuk mencegah chip mereset dalam operasi normal. Jika ground ke 0V, pin reset me-reboot mikrokontroler.

Selanjutnya, pasang jam 16 MHz ke pin 9 dan 10. Hubungkan dua kapasitor 22 pF ke setiap pin ini dan ke ground.

Chip ATmega328P yang dipasang pada breadboard

Sumber: Wikimedia Commons

Setelah itu, hubungkan sak taktil kecil antara pin reset dan ground untuk berfungsi sebagai tombol reset. Dengan komponen ini, balik sak jika Anda ingin memulai ulang chip untuk mengunggah program baru.

Penting untuk dicatat bahwa beberapa chip datang dengan program blink LED yang sudah diprogram. Biasanya, perangkat lunak Arduino berisi program langsung dari pabrik.

Pastikan pin ini terhubung seperti berikut:

• Pin 7 – Tegangan suplai digital (VCC)
• Pin 8 – GND
• Pin 20 – AVcc – Tegangan suplai konverter ADC. Anda harus menghubungkan ini ke daya input jika tidak menggunakan ADC. Jika menggunakan ADC, hubungkan pin ke daya melalui filter low pass.
• Pin 21 – AREF – Pin referensi analog untuk ADC
• Pin 22 – GND

Lampu papan harus berkedip setelah menyeluruhkan pengaturan dan menghubungkan baterai. Tujuan lampu LED adalah untuk memeriksa apakah papan mendapatkan daya yang tepat atau terjadi shorting.

Anda dapat berhenti di sini, tetapi kesenangan nyata datang saat Anda memprogram Arduino breadboard. Untuk memflash dengan kode Anda, Anda perlu menghubungkan modul konverter USB to serial ke breadboard.

Karena Anda akan mengetik kode di Arduino IDE di komputer Anda, modul konverter USB to serial menyediakan port USB. Anda membutuhkan port ini untuk menghubungkan komputer Anda ke chip breadboard melalui kabel USB.

Menghubungkan Modul Konverter USB ke Serial

Anda hanya perlu membuat lima koneksi ini:

• Rx ke Tx
• Tx ke Rx
• Vcc ke Vcc
• GND ke GND
• DTR/RTS ke RST melalui kapasitor 10uF

Dari sana, Anda dapat kreatif di Arduino IDE. Kemudian coba jalankan berbagai potongan kode pada chip, seperti masuk ke mode tidur selama waktu tertentu.

Kode sampel blink LED di Arduino IDE

Sumber: Wikimedia Commons

Ringkasan

Seperti yang Anda lihat, Arduino breadboard menyediakan platform yang mudah digunakan dan terjangkau untuk pengujian dan pengembangan, menjadikannya ideal untuk desainer elektronik digital pemula. Jika Anda memiliki pertanyaan, hubungi kami untuk klarifikasi lebih lanjut.