Rangkaian LED Sederhana Menggunakan Arduino UNO

 

Rangkaian LED Sederhana Menggunakan Arduino UNO

Kelompok 2 :

Ketua : Nabila Azizah H (25051204171)

Anggota : Christian Aldo (25051204061)

Nazanin Nadhifah (25051204091)

M. Dava Azriel K (25051204123)

BAB I

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Perkembangan teknologi mikrokontroler telah membuka peluang yang sangat luas dalam bidang otomasi dan sistem tertanam (embedded system). Banyak perangkat elektronik modern, seperti sistem monitoring, peralatan rumah tangga cerdas, dan perangkat IoT, bergantung pada kemampuan mikrokontroler dalam mengolah data serta mengendalikan komponen elektronik secara tepat. Oleh karena itu, pemahaman dasar mengenai cara kerja mikrokontroler menjadi sangat penting bagi mahasiswa yang mempelajari elektronika dan sistem kontrol.

Arduino UNO dipilih sebagai platform pembelajaran karena memiliki arsitektur yang sederhana, dokumentasi lengkap, serta kompatibel dengan berbagai komponen elektronik. Untuk memahami kemampuan dasar mikrokontroler sebagai pengendali output, LED digunakan sebagai media visualisasi karena mudah diamati dan aman untuk percobaan pemula. Melalui pengendalian LED, konsep dasar seperti logika digital, penggunaan resistor, serta pemrograman pin output dapat dipelajari secara bertahap.

Praktikum ini dirancang untuk memberikan pengalaman langsung kepada mahasiswa dalam menyusun rangkaian elektronik sederhana dan memprogram Arduino untuk menghasilkan pola keluaran tertentu. Selain melatih kemampuan teknis, kegiatan ini juga bertujuan membangun pemahaman tentang hubungan antara perangkat keras dan perangkat lunak dalam sistem mikrokontroler. Penguasaan kemampuan dasar ini menjadi fondasi penting untuk praktikum lanjutan yang melibatkan sensor, aktuator, komunikasi data, hingga penerapan konsep Internet of Things (IoT).

 

Rumusan Masalah

• Bagaimana cara merancang rangkaian LED sederhana menggunakan Arduino UNO dan breadboard dengan konfigurasi yang benar?

• Bagaimana metode menghubungkan LED dan resistor ke pin output digital Arduino agar LED dapat menyala sesuai logika program?

• Bagaimana cara menuliskan dan mengunggah program pada Arduino UNO untuk mengendalikan pola nyala LED?

• Apa saja faktor yang memengaruhi keberhasilan rangkaian LED, seperti kesalahan wiring, nilai resistor, dan penentuan pin digital?

• Bagaimana menganalisis hasil nyala LED berdasarkan program yang dijalankan?

Tujuan Laporan

• Untuk memahami cara merancang dan merakit rangkaian LED sederhana menggunakan Arduino UNO.

• Untuk mempelajari cara menghubungkan LED dan resistor pada pin digital Arduino agar dapat dikendalikan melalui program.

• Untuk mengetahui langkah dasar pemrograman Arduino dalam mengatur output digital (HIGH dan LOW).

• Untuk menganalisis hasil nyala LED berdasarkan program yang telah dijalankan pada rangkaian.

Manfaat Laporan

• Menambah pemahaman tentang cara merangkai dan mengoperasikan rangkaian LED sederhana pada breadboard.

• Melatih ketelitian dalam membaca dan menyusun jalur rangkaian agar komponen dapat bekerja dengan benar.

• Meningkatkan kemampuan dalam melakukan percobaan elektronik dasar dan menganalisis hasil dari rangkaian yang dibuat.

• Memberikan pengalaman praktis yang dapat menjadi dasar untuk memahami komponen dasar elektronika seperti LED, resistor, serta teknik penyusunan rangkaian.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Teori Penunjang

LED atau Light Emitting Diode merupakan komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya ketika dialiri arus listrik. Komponen ini memiliki dua kaki utama, yaitu anoda sebagai kutub positif dan katoda sebagai kutub negatif, sehingga LED hanya dapat dialiri arus dalam satu arah. Jika pemasangan polaritas terbalik, LED tidak akan menyala. Selain itu, LED sangat sensitif terhadap arus berlebih, sehingga diperlukan resistor sebagai pembatas arus agar komponen tidak mengalami kerusakan. Resistor bekerja dengan menghambat aliran arus listrik sesuai dengan nilai resistansinya, yang dapat dihitung menggunakan rumus dasar Hukum Ohm. Dalam rangkaian LED sederhana, nilai resistor yang umum digunakan berada pada kisaran 220Ω hingga 330Ω untuk menjaga arus tetap stabil dan aman.

Breadboard juga memegang peran penting dalam penyusunan rangkaian elektronika karena memungkinkan perakitan komponen tanpa proses penyolderan. Jalur pada breadboard sudah terhubung secara internal, sehingga pengguna harus memahami pola koneksinya agar komponen tersusun dengan benar. Biasanya, jalur di bagian samping breadboard digunakan sebagai rel positif dan negatif, sementara bagian tengah digunakan untuk memasang komponen seperti LED dan resistor. Selain itu, rangkaian memerlukan sumber tegangan dan ground sebagai jalur referensi agar arus dapat mengalir. Tanpa koneksi ground yang baik, rangkaian tidak akan berfungsi.

Pemahaman tentang tegangan, arus, dan resistansi juga menjadi dasar dalam merancang rangkaian LED. Tegangan berfungsi sebagai dorongan listrik, arus merupakan jumlah muatan yang mengalir, dan resistansi menghambat aliran tersebut. Hubungan ketiganya dijelaskan melalui Hukum Ohm, yang menyatakan bahwa tegangan sama dengan hasil kali arus dan resistansi. Prinsip inilah yang digunakan untuk menentukan nilai resistor yang tepat agar LED mendapatkan arus sesuai spesifikasi. Dengan memahami konsep dasar ini, perancangan rangkaian LED menjadi lebih mudah, aman, dan sesuai dengan kebutuhan praktikum.

2.2 Komponen

A. Arduino UNO

Arduino UNO adalah papan rangkaian elektronik yang digunakan sebagai sumber tegangan dan pengatur aliran listrik pada rangkaian sederhana. Arduino UNO memiliki beberapa pin yang dapat digunakan untuk memberikan tegangan maupun sebagai jalur ground. Pada praktikum ini, Arduino berfungsi sebagai pemasok daya 5V untuk menyalakan LED serta sebagai media penghubung antara rangkaian dan komputer melalui kabel USB

B. Resistor

Resistor atau hambatan adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus listrik dalam suatu rangkaian. Pada praktikum LED, resistor digunakan untuk mencegah arus berlebih yang dapat merusak LED

C. Lampu LED

Lampu LED adalah komponen yang dapat memancarkan cahaya ketika dialiri arus listrik. LED memiliki dua kaki, yaitu anoda (positif) dan katoda (negatif). Komponen ini hanya dapat dialiri arus searah. Jika polaritasnya dibalik, LED tidak akan menyala.

D. Breadboard

Breadboard adalah papan yang digunakan untuk menempatkan dan menyusun komponen elektronika tanpa memerlukan penyolderan. Breadboard memiliki jalur-jalur konduktor yang saling terhubung sehingga memudahkan pemasangan komponen dan pengkabelan

E. Kabel jumper Male-to-Male

Kabel jumper male to male adalah kabel kecil yang memiliki konektor berbentuk pin pada kedua ujungnya. Kabel jenis ini digunakan untuk menghubungkan titik-titik pada breadboard maupun antara breadboard dan pin Arduino. Karena kedua ujungnya berjenis male, kabel ini dapat langsung ditancapkan pada lubang breadboard dan pin Arduino tanpa alat tambahan.

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Alat dan bahan

• Arduino UNO
• Breadboard
• LED
• Resistor 220 Ohm
• Kabel jumper Male-to-Male
• Kabel USB tipe B

3.2 Prosedur

Untuk langkah-langkah kerja dalam praktikum rangkaian led sederhana menggunakan arduino ini adalah sebagai berikut :

1. Menghubungkan jalur ground pada breadboard ke Arduino UNO

Sambungkan kabel jumper dari pin GND Arduino ke jalur ground (--) pada breadboard. Jalur ini akan menjadi ground bersama untuk seluruh komponen pada rangkaian.

2. Memasang resistor pada breadboard

Tempatkan resistor 220Ω pada breadboard sebagai pembatas arus untuk LED. Salah satu kaki resistor dipasang pada jalur ground breadboard (-), sementara kaki lainnya disiapkan sebagai titik sambungan untuk LED.

3. Memasang LED pada breadboard

Pasang LED pada breadboard dengan memperhatikan polaritasnya. Katoda (kaki pendek) dihubungkan ke resistor, sedangkan anoda (kaki panjang) ditempatkan pada jalur terpisah yang akan dihubungkan ke pin Arduino.

4. Menghubungkan kabel jumper dari anoda LED ke pin Arduino

Sambungkan kabel jumper dari anoda LED menuju pin digital Arduino sesuai kebutuhan percobaan, misalnya pin 8, 9, dan 10 untuk masing-masing LED

5. Menghubungkan Arduino UNO ke laptop menggunakan kabel USB

Setelah seluruh rangkaian hardware dipastikan benar, sambungkan Arduino ke laptop untuk memberikan daya serta mempersiapkan proses upload program.

3.3 Hasil

[Gambar rangkaian LED pada breadboard dan diagram rangkaian]

Setelah rangkaian disusun dan program berhasil diunggah ke Arduino, LED pada breadboard menunjukkan respon sesuai perintah yang diberikan melalui kode. Setiap LED menyala dan mati dengan pola yang telah diprogram, seperti kedipan bergantian atau interval tertentu. LED yang terhubung pada pin digital yang berbeda memperlihatkan pola nyala yang tidak sama, menunjukkan bahwa setiap pin dapat dikendalikan secara independen.

Selama pengujian, seluruh LED menyala dengan intensitas yang stabil. Resistor 220Ω yang digunakan bekerja dengan baik dalam membatasi arus sehingga tidak ada LED yang terlihat terlalu terang atau mengalami kerusakan. Sambungan kabel jumper, baik menuju ground maupun ke pin digital Arduino, berfungsi dengan baik tanpa adanya gangguan pada aliran tegangan. Rangkaian dapat beroperasi secara konsisten selama percobaan tanpa adanya panas berlebih atau ketidakstabilan pada LED.

Secara keseluruhan, percobaan berjalan dengan baik dan rangkaian menunjukkan bahwa susunan komponen sudah benar. Tidak ditemukan LED yang gagal menyala selama tahap pengujian, dan pola nyala terlihat sesuai dengan instruksi program yang diberikan.

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil praktikum yang telah dilakukan, rangkaian LED berhasil menyala dengan baik sesuai program yang dijalankan. Penyusunan komponen seperti resistor, LED, dan jalur ground pada breadboard menunjukkan bahwa konfigurasi rangkaian sudah benar, ditandai dengan aliran arus yang stabil tanpa adanya LED yang gagal menyala. Pemasangan resistor 220Ω juga terbukti efektif dalam membatasi arus sehingga LED dapat beroperasi dengan aman. Dengan demikian, rangkaian mampu bekerja sebagaimana mestinya, dan hubungan antara jalur keluaran, LED, resistor, serta ground telah berfungsi secara optimal. Praktikum ini memberikan pemahaman mengenai cara kerja dasar rangkaian LED dan pentingnya pengaturan jalur arus dalam sebuah rangkaian elektronika sederhana.

LAMPIRAN

[Dokumentasi foto rangkaian LED dan komponen Arduino]

                                    Dokumentasi Kelompok

   [Dokumentasi foto Kelompok]

DAFTAR PUSTAKA

Susanto, R., Pradana, A. I., & Setiawan, M. Q. A. (2018). Rancang bangun pengendalian lampu otomatis berbasis Arduino Uno sebagai alat peraga pembelajaran IPA rangkaian seri paralel.

Ridwan, A., Wulandari, R., Sepriano, S., Fahrurrozi, M., Darpono, R., & Kharisma, L. P. I. (2023). Belajar dasar mikrokontroler Arduino: Teori & praktek. PT. Sonpedia Publishing Indonesia.