Pada tutorial belajar pemrograman Arduino dengan Bahasa Indonesia kali ini membahas tentang penggunaan timer dan interrupt. Banyak function dalam Arduino yang menggunakan timer semisal delay(), delayMicroseconds(), millis(), dan micros(), untuk penggunaannya masing-masing akan dijelaskan sebagai berikut.
- delay(), digunakan untuk tundaan eksekusi baris program selanjutnya dalam millisecond
- delayMicroseconds(), digunakan untuk tundaan eksekusi baris program selanjutnya dalam microseconds
- millis(), digunakan sebagai pewaktu internal yang (bila tanpa terminate bersyarat) akan terus berjalan hingga terjadi overflow (kembali ke nilai 0) dengan unit dalam millisecond, untuk board Arduino Uno nilai millis() akan terus berjalan hingga sekitar 50 hari
- micros(), digunakan sebagai pewaktu internal yang (bila tanpa terminate bersyarat) akan terus berjalan hingga terjadi overflow (kembali ke nilai 0) dengan unit dalam microsecond, untuk board Arduino Uno nilai millis() akan terus berjalan hingga sekitar 70 jam
Timer Arduino
Sebuah pewaktu, timer, merupakan bagian dari microcontroller yang berperan sebagai clock internal untuk mengukur waktu suatu event. Untuk timer dapat diatur dengan menggunakan beberapa register khusus. Pada firmware Arduino semua timer memiliki konfigurasi frekuensi 1 kHz dengan enable interrupt. Berikut ini timer khusus untuk Arduino.
- Timer0, 8 bit, digunakan untuk function seperti delay(), millis(), dan micros(), dengan mengubah konfigurasi Timer0 akan mempengaruhi function lainnya
- Timer1, 16 bit, biasa digunakan untuk aplikasi terkait motor servo
- Timer2, 8 bit, function tone() menggunakan Timer2
Timer Register
Untuk dapat melakukan manipulasi timer pada Arduino terlebih dahulu harus mengetahui fungsi dari masing-masing register yang terkait timer. Salah satu register timer yang paling penting ialah TCCRx (Timer/Conter Control Register), dengan x adalah nomor, berikut ini adalah register apa saja yang digunakan untuk timer.
- TCCRx (Timer/Conter Control Register), dimana prescaler dapat dikonfigurasi disini sekaligus mode operasi timer
- TCNTx (Timer/Counter Register), dimana nilai timer disimpan, merupakan register pencacah mulai dari 0 hingga nilai maximum
- OCRx (Output Compare Register), untuk membandingkan OCR yag diberikan dengan nilai TCNT
- ICRx (Input Capture Register), hanya tersedia untuk timer 16 bit, menerima data timer
- TIMSKx (Timer/Counter Interrupt Mask Register), digunakan untuk menjalankan atau mematikan timer interrupt
- TIFRx (Timer/Counter Interrupt Flag Register), menandakan timer interrupt hasil operasi timer
Timer Frekuensi
Untuk menghitung frekuensi timer dengan frekuensi yang ditentukan dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut.
- Menentukan frekuensi pembagi, misal 2 Hz
- Mengetahui frekuensi kerja Arduino, yakni 16 MHz
- Mengetahui prescaler timer, 256 untuk 8 bit, 65536 untuk 16 bit
- Membagi nilai frekuensi kerja Arduino (16 MHz) dengan prescaler (256), hingga diperoleh hasil 62500
- Membagi hasil tersebut (62500) dengan frekuensi ditentukan (2 Hz), hingga diperoleh hasil 31250
- Memastikan bahwa hasil tersebut dapat digunakan dengan membandingkannya nilai maximum prescaler, bila nilai tersebut lebih kecil (dalam hal ini 31250 lebih kecil dari 65536), maka hasilnya tersebut valid, bila tidak valid gunakan nilai prescaler yang lebih besar
PWM dan Timer
Terdapat hubungan antara timer dengan output PWM. Dalam data sheet atau pin out microcontroller (Arduino) terdapat PWM pin dengan nama seperti OCRxA, OCRxB, atau OCRxC, dimana x adalah nomor timer. Untuk fungsi pin PWM sering digunakan bersama dengan fungsi lainnya. Untuk board Arduino Uno memiliki 3 timer dan 6 pin output PWM. Kaitan antara timer dengan output PWM sebagai berikut.
- Arduino pin 5 dan 6, dikendalikan oleh Timer0
- Arduino pin 9 dan 10, dikendalikan oleh Timer1
- Arduino pin 3 dan 11, dikendalikan oleh Timer2
- Arduino pin 4 dan 13, dikendalikan oleh Timer0
- Arduino pin 11 dan 12, dikendalikan oleh Timer1
- Arduino pin 9 dan 10, dikendalikan oleh Timer2
- Arduino pin 2, 3, dan 5, dikendalikan oleh Timer3
- Arduino pin 6, 7, dan 8, dikendalikan oleh Timer4
- Arduino pin 46, 45, dan 44, dikendalikan oleh Timer5
Mode Operasi Timer
Ada empat mode operasi timer pada microcontroller, yakni sebagai berikut.
- Normal, hanya untuk mencacah, melakukan delay, menghitung selang waktu
- PWM, phase correct, membentuk gelombang PWM resolusi tinggi, berdasarkan operasi dual slope
- CTC (Clear Timer Compare Match), mengembalikan nilai TCNT ke 0, saat nilainya telah sama dengan nilai set point OCR
- Fast PWM, memberikan pulsa PWM frekuensi tinggi, berdasarkan operasi single slope