Pelajaran 98-6: Permainan LED jungkat-jungkit dengan Arduino

Proyek LED jungkat-jungkit adalah latihan pemula klasik yang mengajarkan salah satu konsep terpenting dalam pemrograman Arduino: membuat dua output bergantian dalam ritme yang teratur. Hanya dengan dua LED, dua resistor, dan beberapa kabel jumper, Anda akan membangun rangkaian di mana LED hijau dan LED merah bergantian menyala, meniru gerakan naik-turun jungkat-jungkit di taman bermain. Ini adalah rangkaian yang sederhana, tetapi memperkenalkan blok-blok pembangun inti — definisi pin, konstanta pewaktuan, dan pemanggilan digitalWrite() secara berurutan — yang muncul di hampir setiap sketsa Arduino yang akan Anda tulis.

Karena pola jungkat-jungkit sebenarnya hanyalah "nyalakan satu hal, matikan, nyalakan hal lain, matikan, ulangi," struktur yang sama dapat dikembangkan menjadi puluhan penggunaan praktis. Berikut beberapa ide untuk memicu imajinasi Anda:

• Lampu indikator bergantian — pasangan "aman / waspada" pada panel kontrol yang bergantian bolak-balik.
• Simulasi perlintasan kereta api — dua lampu berkedip bergantian saat kereta mendekat.
• Rambu arah dua lajur — tampilan panah "ke arah sini / ke arah sana" untuk jalan masuk atau tempat parkir.
• Dekorasi hari raya — LED merah dan hijau bergantian untuk efek berkedip yang meriah.
• Fondasi pembelajaran — keterampilan pewaktuan dan pengurutan di sini adalah keterampilan yang sama yang nantinya akan Anda gunakan untuk lampu lalu lintas, lampu pejalan kaki, dan animasi multi-LED.

Cara Kerja Efek Jungkat-Jungkit

LED adalah dioda yang memancarkan cahaya, dan simbolnya adalah segitiga yang menunjuk ke sebuah garis. Garis datar adalah katode (negatif), dan bagian belakang segitiga adalah anode (positif). Pada LED fisik, kaki yang lebih panjang adalah anode dan kaki yang lebih pendek dengan sisi datar adalah katode. Arus mengalir dari anode ke katode, sehingga anode terhubung ke pin Arduino Anda dan katode terhubung melalui resistor ke ground (dalam video pada 02:29).

Resistor itu penting. LED kecil yang umum membutuhkan sekitar 2 V di atasnya dan sekitar 10 mA arus. Jika Arduino Anda menyuplai 5 V, sisa 3 V harus diturunkan oleh resistor. Menggunakan hukum Ohm, R = V / I = 3 V / 0,01 A = 300 Ω. Nilai apa pun dari sekitar 300 Ω hingga 1000 Ω akan berfungsi — nilai yang lebih tinggi hanya membuat LED lebih redup (dalam video pada 03:49).

Untuk jungkat-jungkit, kedua LED dirangkai secara identik: setiap anode menuju pin Arduino-nya sendiri, dan setiap katode melewati resistornya sendiri ke rel ground bersama. Satu-satunya perbedaan antara keduanya adalah pin mana yang mereka sambungkan.

Perangkat Keras dan Komponen

• 1 × papan Arduino (Uno, Nano, Mega, atau sejenisnya)
• 2 × LED — satu merah, satu hijau (dua warna apa pun bisa digunakan)
• 2 × resistor, 300 Ω hingga 1000 Ω (220 Ω atau 330 Ω adalah pilihan umum)
• 1 × breadboard
• Kabel jumper (kabel DuPont)
• Kabel USB untuk pemrograman dan daya

Itu saja — tidak ada tombol tekan, tidak ada potensiometer, tidak ada sensor. Daftar komponen ini sengaja dibuat seminimal mungkin agar Anda dapat sepenuhnya fokus pada logika kode.

Panduan Pengkabelan

Pengkabelannya simetris dan mudah diikuti. Masukkan kedua LED ke breadboard. Hubungkan anode (kaki lebih panjang) LED hijau ke Arduino pin 2 dan anode LED merah ke Arduino pin 3. Setiap katode (kaki lebih pendek) terhubung ke salah satu ujung resistornya sendiri, dan ujung lainnya dari kedua resistor bergabung ke rel bersama yang menuju pin GND Arduino (dalam video pada 27:45).

Karena kedua LED berbagi rel ground yang sama, hanya diperlukan satu kabel ground dari breadboard kembali ke Arduino. Dua kabel sinyal — satu ke pin 2, satu ke pin 3 — adalah satu-satunya koneksi yang berubah antara kedua LED.

Penjelasan Kode

Sketsa ini sengaja dibuat singkat agar setiap baris bermakna. Berikut adalah bagian-bagian yang sebenarnya ingin Anda sesuaikan:

Definisi Pin

const int greenLEDPin = 2;//define a pin for green LED
const int redLEDPin = 3;//define a pin for red LED

Dua konstanta ini memberi tahu Arduino pin mana yang terhubung dengan LED. Jika Anda mengkabelkan LED ke pin yang berbeda — misalnya pin 8 dan pin 9 — hanya di sini Anda perlu mengubahnya. Kata kunci const berarti nilai tersebut tetap selama masa hidup program dan tidak dapat secara tidak sengaja ditimpa nanti.

Konstanta Pewaktuan

const int ON_TIME = 500;

Nilai tunggal ini mengontrol berapa lama setiap LED menyala, dalam milidetik. Nilai bawaan 500 berarti setiap LED menyala selama setengah detik, sehingga siklus penuh hijau-lalu-merah memakan waktu satu detik. Turunkan ke 200 untuk kedipan cepat, atau naikkan ke 1000 untuk ritme lambat dan terukur satu detik per LED (dalam video pada 30:17). Karena kedua LED berbagi konstanta ini, keduanya selalu tetap sinkron — jungkat-jungkitnya tetap seimbang.

Pengaturan

Di dalam setup(), kedua pin dideklarasikan sebagai output dengan pinMode(), dan monitor serial dimulai pada 9600 baud sehingga Anda dapat melihat pesan status LED bergulir. Ini berjalan sekali, saat papan dinyalakan.

Loop

Fungsi loop() adalah tempat jungkat-jungkit terjadi. Fungsi ini melakukan empat tindakan secara berurutan: menyalakan LED hijau, menunggu ON_TIME milidetik, mematikannya, lalu melakukan hal yang sama untuk LED merah. Ketika loop mencapai akhir, ia otomatis memulai lagi dari awal — itulah keseluruhan perilaku "jungkat-jungkit". Tidak ada variabel status dan tidak ada kondisi yang perlu diperiksa, karena polanya murni berurutan.

Proyek Langsung dan Demonstrasi

Setelah kode diunggah, Anda akan melihat LED hijau menyala selama setengah detik, lalu LED merah, lalu hijau lagi, tanpa henti. Membuka monitor serial (Tools → Serial Monitor, atau Ctrl+Shift+M) menampilkan "Green LED ON" dan "Red LED ON" saat pola berjalan, yang merupakan cara praktis untuk memastikan waktunya sesuai dengan yang Anda atur.

Coba ubah ON_TIME menjadi 200 dan unggah ulang — LED akan bergantian jauh lebih cepat. Atur ke 1000 dan jungkat-jungkitnya menjadi pergantian yang lambat dan terukur. Anda juga dapat melepaskan Arduino dari USB dan memberi dayanya dari baterai atau adaptor 5 V; sketsa berjalan sama karena sudah tersimpan di memori papan.

Proyek terkait dari video ini

• Pelajaran 98-1: Cara Menyalakan dan Mematikan LED dengan Arduino
• Pelajaran 98-2: Cara Menyalakan dan Mematikan LED Menggunakan Tombol Tekan dengan Arduino
• Pelajaran 98-3: Cara Menyalakan/Mematikan LED Toggle Menggunakan Tombol Tekan dengan Arduino
• Pelajaran 98-4: Meredupkan Lampu LED Menggunakan Arduino: Kontrol Kecerahan
• Pelajaran 98-5: Meredupkan Cahaya Saat Tombol Ditekan Menggunakan Arduino
• Pelajaran 98-7: Lampu Berjalan Menggunakan Arduino dan 5 LED
• Pelajaran 98-8: Lampu Berjalan dengan Tombol Tekan dan LED dengan Arduino
• Pelajaran 98-9: Pengukur Level Tegangan LED Menggunakan Arduino atau lampu berjalan dengan potensiometer
• Pelajaran 98-10: Lampu Lalu Lintas Arduino

Bab

• [00:00] Ikhtisar 10 proyek LED Arduino
• [01:22] Pengenalan kursus Arduino langkah demi langkah
• [02:29] Memahami LED: simbol, anoda, dan katoda
• [03:49] Menghitung resistor seri LED dengan hukum Ohm
• [27:32] Memperkenalkan proyek LED jungkat-jungkit
• [27:45] Diagram pengkabelan untuk proyek jungkat-jungkit
• [28:28] Menjelaskan kode jungkat-jungkit
• [30:06] Mendemonstrasikan jungkat-jungkit dengan waktu yang berbeda
• [30:47] Ikhtisar proyek lampu berjalan
• [36:41] Lampu berjalan yang dikendalikan oleh tombol tekan
• [42:25] Meter batang tegangan LED dengan potensiometer
• [49:25] Proyek lampu lalu lintas Arduino