Berapakah daya terbesar (maksimum) yang dipakai oleh Arduino UNO? Jika menggunakan catu daya Power Jack, daya masuk maksimum adalah 16 watt. Jika menggunakan catu daya USB, daya masuk maksimum adalah 2,5 watt.

Pengertian daya untuk Arduino ini dapat diartikan bermacam-macam, di antaranya:

• Daya maksimum yang dapat masuk ke board Arduino UNO tanpa merusaknya. Jika tidak ada batasan kerusakan, maka praktis tidak ada keterbatasan.
• Daya maksimum yang diserap oleh prosesor di Arduino, yaitu ATmega328
• Daya maksimum total yang dapat dikeluarkan dari semua pin-pin pada Arduino
• Daya maksimum yang dapat dikeluarkan oleh 1 pin pada Arduino.

Daya Maksimum Masuk ke Arduino UNO

Daya yang dipakai oleh Arduino UNO tanpa merusaknya dibatasi oleh 2 hal: kemampuan catu daya / regulator, dan kemampuan arus pada prosesor ATmega328.

Arus catu daya dari PWRIN masuk melalui dioda D1 dengan tipe M7. Dioda ini memiliki arus maksimum 1 ampere, sesuai menurut spesifikasinya.

Regulator MC33269D-5.0 memiliki arus maksimum 800 mA, menurut spesifikasinya. Nama parameternya adalah “Current Limit”, dapat dilihat di screenshot berikut ini.

Jika menggunakan power supply dari port USB, maka arus maksimumnya adalah 500 mA. Arus ini dibatasi oleh kemampuan sumber USB dan terutama oleh sekring 500 mA yang dipasang di jalur USBVCC. Skema input USB dapat dilihat pada gambar berikut. Sumber: [skematik Arduino UNO]

Daya Aktif Diserap ATmega328

Berikut ini grafik konsumsi daya pada prosesor ATmega328 yang dipakai di Arduino UNO, diambil dari datasheet ATmega328:

Dari grafik tersebut dapat diambil kesimpulan arus maksimum yang dipakai oleh ATmega328 pada frekuensi 16 MHz dengan tegangan 5 volt adalah mendekati 10 mA. Daya yang diserap ATmega328 = 5 volt x 10 mA = 50 mW.

Konsumsi board Arduino UNO bisa lebih besar, karena pada board Arduino UNO terdapat komponen lain yang juga memerlukan daya.

Daya Total dari semua pin ATmega328

Arus maksimum yang dapat dilewatkan di pin VCC pada ATmega328 adalah 200 mA, sehingga daya yang diberikan pin-pin adalah 200 mA x 5 volt = 1000 mW = 1 watt.

Sumber informasinya adalah datasheet ATmega328 di bagian 28.1 Absolute Maximum Ratings sebagai berikut:

Daya Total dari 1 buah pin ATmega328

Arus maksimum pada 1 pin ATmega328 adalah 40 mA, sehingga daya maksimum = 40 mA x 5 volt = 200 mW.

Sumber informasinya adalah datasheet ATmega328 di bagian 28.1 Absolute Maximum Ratings yang sudah disebutkan di atas.

Kesimpulan

#1 Daya maksimum yang diserap board Arduino Nano sebagai berikut:

Sumber Tegangan	Tegangan	Arus catu daya maksimum	Daya masuk	Daya terbuang di regulator	Daya lewat ATmega328	Daya lewat pin 5V
Power Jack	7 volt	800 mA	5.6 watt	1,6 watt	1 watt	3 watt
Power Jack	12 volt	800 mA	9,6 volt	5,6 watt	1 watt	3 watt
Power Jack	20 volt	800 mA	16 watt	12 watt	1 watt	3 watt
USB	5 volt	500 mA	2,5 watt	0	1 watt	1,5 watt

#2 Daya maksimum diserap ATmega328 adalah 50 mW

#3 Daya total dari pin ATmega328 adalah 1 watt

#4 Daya total dari 1 buah pin ATmega328 adalah 200 mW

Referensi

• Spesifikasi dioda M7
• Datasheet regulator MC33269D-5.0
• Skematik Arduino UNO
• Datasheet ATmega328

Cara menyalakan Arduino UNO adalah dengan menyambungkan catu daya (power supply) ke pin power pada Arduino UNO. Pada Arduino UNO ada beberapa pin power.

Berikut ini skema pin-pin pada Arduino UNO

Pin power yang dapat dipakai adalah sebagai berikut:

• Power Jack, umumnya menggunakan tegangan 7 volt sampai 12 volt. Dilengkapi dioda pengaman untuk melindungi polaritas terbalik.
• USB Jack, menggunakan tegangan 5 volt dari komputer atau USB charger
• pin VIN, umumnya menggunakan tegangan 7,5 volt sampai dengan 12 volt seperti power jack. Namun VIN ini tidak diamankan dengan dioda.

Uraian

Pemberian tegangan catu daya yang keliru dapat merusak Arduino UNO dapat merusak Arduino UNO. Pembahasan lengkapnya di artikel “Cara Merusak Arduino“. Berikut ini ringkasannya.

Regulator menggunakan IC MC33269D-5.0. Regulator ini memiliki tegangan drop 1,0 volt, sehingga tegangan minimum pada VIN adalah 5 volt  + 1 volt + 0,7 volt (tegangan pada D1). Jadi Jack power memerlukan tegangan minimum 6,7 volt. Untuk amannya dapat menggunakan tegangan tegangan 7 volt.

Tegangan maksimum pada IC MC33269D-5.0 adalah 20 volt , disebut di bagian Maximum Ratings pada datasheet. Jadi tegangan power jack harus dibatasi di bawah 20 volt supaya tidak merusak regulator MC33260D-5.0. Untuk amannya pakai saja 12 volt supaya regulator tidak terlalu panas.

Pin VIN menggunakan  regulator yang sama, namun tidak melalui dioda pengaman D1. Jadi kalau tegangan pada VIN terbalik, maka catu daya akan langsung rusak.

Referensi

• Pinout Arduino UNO dan ATmega328
• Arduino: Skema Rangkaian Arduino UNO
• Onsemi: Datasheet MC33269

Persamaan dan perbedaan antara ATmega8535 dan Arduino UNO dapat diuraikan dengan membandingkan prosesor ATmega8353 dan prosesor ATmega328, karena Arduino UNO prosesor utamanya adalah ATmega328.

Berikut ini perbandingan ringkas antara keduanya.

Parameter	ATmega8535	ATmega328
Clock	16 MHz	16 MHz
Memori Flash	8 KB	32 KB
Memori SRAM	512 byte	2 KB
Memori EEPROM	512 byte	1 KB
Counter	2 buah 8 bit timer/counter 1 buah 16 bit timer/counter	2 buah 8 bit timer/counter 1 buah 16 bit timer/counter
ADC	8 kanal, 10 bit	8 kanal , 10 bit
I/O pin	32 pin	23 pin
Kemasan	40 pin PDIP 44  lead TQFP 44 pad QFN/MLF	TQFP 32 lead QFN/MLF 32 lead
Interupsi Eksternal	External interrupt	External interrupt Pin Change Interrupt (PCINT)

Perbedaan utama

• Memori Arduino UNO lebih besar (Flash: 32 KB vs 8 KB, SRAM: 2 KB vs 512 byte, EEPROM 1 KB vs 512 byte)
• Jumlah pin I/O Arduino UNO lebih sedikit (23 pin vs 40 pin)
• Interupsi eksternal di Arduino UNO lebih banyak , ada PCINT, sedangkan di ATmega8535 tidak ada PCINT

Parameter penting yang sama:

• Clock sama, jadi kecepatan sama
• CPU / prosesor praktis sama, hanya berbeda periferalnya saja
• ADC sama
• Timer sama
• Interupsi kebanyakan sama, hanya berbeda sedikit.

 

Referensi

• Datasheet ATmega328
• Datasheet ATmega8535

 

Kelebihan ESP32 dari Arduino Uno yang utama adalah sebagai berikut:

• Prosesor ESP32 lebih cepat. ESP32 clocknya adalah 240 MHz, sedangkan Arduino UNO menggunakan ATmega328 dengan kecepatan maksimum 16 MHz
• Jumlah core lebih banyak. ESP32 mempunyai 2 core, sedangkan ATmega328 hanya 1 core saja.
• Memori Flash lebih banyak. ESP32 memiliki Flash Memory sebesar 1 MB sampai 16 MB. Arduino UNO memiliki memori flash sebesar 32 KB
• Memori RAM lebih besar. ESP32 memiliki SRAM 520 KiB, sedangkan Arduino UNO memiliki SRAM 2 KB
• ESP32 memiliki kemampuan nirkabel WiFi 802.11 dan Bluetooth

Perbandingan ESP32, Arduino UNO dan beberapa prosesor serupa dapat dilihat di artikel “Mikroprosesor untuk FreeRTOS“

Referensi

• https://en.wikipedia.org/wiki/ESP32

Besarnya memori flash pada board Arduino Uno adalah sebesar 32 kilobyte (32768 byte)

Istilah ROM sebenarnya tidak tepat, karena memori ROM (Read Only Memory) adalah memory yang sudah diprogram di pabrik dan tidak dapat diubah oleh pengguna. Lebih detail dapat dibaca di artikel “Memori Pada Sistem Mikroprosesor“

Besar memori tersebut dapat dilihat di spesifikasi teknis (tech specs) dari situs Arduino (https://store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3) , dengan screenshot sebagai berikut:

Dari spesifikasi tersebut dapat dilihat bahwa memori pada Arduino UNO adalah sebagai berikut:

• Flash Memory sebesar 32 KB (32768 byte)
• SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2 KB (2048 byte)
• EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1 KB (1024 byte)

Kelebihan Arduino UNO dibandingkan PC adalah sebagai berikut:

• Ukuran kecil, hanya 68.6 mm x 53.4 mm
• Bobot lebih ringan, hanya 25 gram.
• Keperluan daya kecil, tegangan 5 volt dengan arus maksimum 200 mA pada pin VCC, jadi konsumsi daya maksimum adalah 1 watt
• Harga murah. Arduino UNO R3 asli harganya sekitar Rp 400 ribu , sedangkan Arduino UNO KW harganya Rp 50 ribu sampai Rp 70 ribu.
• Antar muka digital dan analog mudah. Pin-pin pada Arduino UNO dapat dengan mudah difungsikan sebagai input dan output digital maupun analog. Sedangkan pada PC cukup sulit untuk menambahkan input output digital maupun analog.

Uraian

Berikut ini spesifikasi Arduino UNO R3 menurut situs https://store.arduino.cc/usa/arduino-uno-rev3

Berikut ini batas maksimum arus dan tegangan pada ATmega328, diambil dari datasheet ATmega328.

Berikut ini contoh harga Arduino UNO asli di toko online

Berikut ini harga PC rakitan di toko online

 

Pada PC, untuk menambahkan kemampuan input / output digital dapat menggunakan modul FT2232HL yang disambungkan melalui port USB di PC/laptop.

Input output analog pada PC lebih rumit lagi, karena mesti menggunakan “Data Acquisition Board” yang dihubungkan melalui USB. Pada PC sebenarnya ada input output analog melalui port speaker dan mikrofon, namun hanya cocok untuk sinyal audio, tidak cocok untuk misalnya membaca data dari sensor.

Referensi

• Spesifikasi Arduino UNO R3 asli

 

 

Arduino Uno R3 memiliki prosesor RISC yaitu ATmega328P.

Berikut ini contoh Arduino UNO R3

Prosesor utama pada Arduino UNO R3 adalah sebuah prosesor ATmega328P buatan Atmel. Prosesor ini termasuk jenis prosesor dengan arsitektur RISC.

Fitur prosesor ATmega328P

Berikut ini fitur prosesor ATmega328P yang dipakai di Arduino UNO

• High performance, low power AVR® 8-bit microcontroller
• Advanced RISC architecture
  
  • 131 powerful instructions – most single clock cycle execution
  • 32 x 8 general purpose working registers
  • Fully static operation
  • Up to 16MIPS throughput at 16MHz
  • On-chip 2-cycle multiplier
• High endurance non-volatile memory segments
  
  • 32K bytes of in-system self-programmable flash program memory
  • 1Kbytes EEPROM
  • 2Kbytes internal SRAM
  • Write/erase cycles: 10,000 flash/100,000 EEPROM
  • Optional boot code section with independent lock bits
  • In-system programming by on-chip boot program
  • True read-while-write operation
  • Programming lock for software security
• Peripheral features
  
  • Two 8-bit Timer/Counters with separate prescaler and compare mode
  • One 16-bit Timer/Counter with separate prescaler, compare mode,  and capture mode
  • Real time counter with separate oscillator
  • Six PWM channels
  • 8-channel 10-bit ADC in TQFP and QFN/MLF package
  • Temperature measurement
  • Programmable serial USART
  • Master/slave SPI serial interface
  • Byte-oriented 2-wire serial interface (Phillips I2C compatible)
  • Programmable watchdog timer with separate on-chip oscillator
  • On-chip analog comparator
  • Interrupt and wake-up on pin change
• Special microcontroller features
  
  • Power-on reset and programmable brown-out detection
  • Internal calibrated oscillator
  • External and internal interrupt sources
  • Six sleep modes: Idle, ADC noise reduction, power-save, power-down, standby, and extended standby

Referensi

• Arduino UNO Original
• Datasheet ATmega328

Arduino IDE menggunakan bahasa pemrograman C++

const adalah sebuah kata kunci pada bahasa pemrograman C++

Kata kunci const berasal dari kata ‘constant’, terjemahan dalam bahasa Indonesia adalah ‘konstan’, artinya tidak berubah.

Kata kunci const mengubah perilaku variabel menjadi hanya dapat dibaca (read only). Variabel tersebut dapat dipakai seperti variabel lain, hanya saja nilainya tidak dapat diubah. Jika ada kode yang mencoba untuk mengubah nilai variable tersebut, maka akan timbul pesan kesalahan pada compiler.

Sepintas penggunaan const mirip dengan #define. Perbedaan utamanya adalah bahwa penggunaan variabel dengan const akan mengikuti aturan variable scoping pada bahasa C++, jadi penggunaan variabel tersebut dapat dibatasi. Sedangkan #define tidak terbatas oleh scope, jadi berlaku di semua bagian kode.

Contoh Kode

Berikut ini adalah contoh penggunaan const. Variabel delay_value dipakai untuk menentukan jangka waktu delay.

const int delay_value=1000; void setup() { pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); delay(delay_value); // wait for a second digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); delay(delay_value); // wait for a second }

Jika variable delay_value dicoba untuk diubah, maka akan muncul pedan kesalahan “assignment of read only variable ‘delay_value'” seperti di bawah ini.

Referensi

• https://www.arduino.cc/reference/en/language/variables/variable-scope-qualifiers/const/

 

Berikut ini contoh pembangkitan suara burung dengan menggunakan mikrokontroler Arduino Nano (ATmega328)

Kode diambil dari http://120.107.171.121/~tywua/sub/ISAR/Chirp.ino , nampaknya dari website dari seorang profesor di National Changhua University of Education , Taiwan.

Berikut ini contoh suara yang dihasilkan :

Berikut ini bentuk sinyal yang di aplikasi Audacity untuk 1 set kicauan saja:

Berikut source code (dari http://120.107.171.121/~tywua/sub/ISAR/Chirp.ino)

int piezopin =11;  // select the pin for the speaker
int angulo = 0;
int counter = 0;


void setup() {
  pinMode(piezopin,OUTPUT);
}
void loop() {
  angulo = random(10,50);
  counter = random(2,6);

  highChirp(5,angulo/10);
  delay(100);
  lowChirp(angulo*4,2);
  delay(100);
  tweet(counter,2);
}

void highChirp(int intensity, int chirpsNumber){
  int i;
  int x;
  for(int veces=0; veces<=chirpsNumber; veces++){
    for (i=100; i>0; i--)
    {
      for  (x=0; x<intensity;  x++)
      {
        digitalWrite (piezopin,HIGH);
        delayMicroseconds (i);
        digitalWrite (piezopin,LOW);
        delayMicroseconds (i);
      }
    }
  }
}

void lowChirp(int intensity, int chirpsNumber){
  int i;
  int x;
  for(int veces=0; veces<=chirpsNumber; veces++){
    for (i=0; i<200; i++)
    {
      digitalWrite (piezopin,HIGH);
      delayMicroseconds(i);
      digitalWrite(piezopin,LOW);
      delayMicroseconds(i);
    } 
    for (i=90; i>80; i--)
    {
      for  ( x=0; x<5;  x++)
      {
        digitalWrite (piezopin,HIGH);
        delayMicroseconds (i);
        digitalWrite (piezopin,LOW);
        delayMicroseconds (i);
      }
    }
  }
}

void tweet(int intensity, int chirpsNumber){

int i;
int x;
//normal chirpsNumber 3, normal intensity 5

for(int veces=0; veces<chirpsNumber; veces++){
  for (int i=80; i>0; i--)
  {
   for  (int x=0; x<intensity;  x++)
   {
     digitalWrite (piezopin,HIGH);
     delayMicroseconds (i);
     digitalWrite (piezopin,LOW);
     delayMicroseconds (i);
   }
  }
}
delay(1000);
}