Arduino

Cara Merusak Arduino

Arduino nano di latar depan dengan Arduino Uno di latar belakang

Arduino Nano 3.0 di latar depan dengan Arduino Uno di latar belakang

Berikut ini 10 cara merusak Arduino

  1. Hubung singkat antara pin I/O ke ground
  2. Hubung singkat antara sesama pin I/O
  3. Menghubungkan tegangan lebih dari 5 volt ke pin I/O
  4. Memasukkan tegangan terbalik ke konektor Power IN
  5. Memasukkan tegangan melebihi 5 volt ke pin 5V
  6. Memasukkan tegangan melebihi 3.3 volt ke pin 3.3V
  7. Hubung singkat pin 5V ke ground
  8. Menaruh beban pada pin VIN dan memberi power pada pin 5V
  9. Memberi tegangan melebihi 13 volt pada pin RESET
  10. Melampaui batas arus mikrokontroler. Total arus harus < 200 mA

Bonus cara merusak Arduino

  1. Tegangan POWER IN melebihi 20 volt
  2. Menghubungkan tegangan negatif ke pin I/O manapun
  3. Arus pin I/O melebihi 40 mA
  4. Mengubah rangkaian tanpa mematikan dulu semua power
  5. Memasang beban induktif tanpa dioda pengaman
  6. Temperatur melebihi 150 derajat Celcius
  7. Temperatur lebih rendah dari -65 derajat Celcius
  8. Menggunakan tegangan referensi DC internal namun juga menghubungkan pin AREF ke sumber tegangan lain.

Penjelasan

Penjelasan ini fokusnya Arduino UNO dan Arduino Nano 3.0 yang menggunakan ATMega328. Untuk Arduino tipe lain dapat disesuaikan dengan melihat datasheet ATMega yang dipakai. Arduino Nano dan UNO menggunakan VCC 5 volt, sedangkan ada Arduino tipe lain yang menggunakan VCC 3.3 volt, sehingga batasan tegangannya akan berbeda pula.

ATMega UNO menggunakan ATMega328 sebagai prosesornya. Batas-batas fisik prosesor tersebut dapat dilihat di datasheet ATMega328 yang tersedia di situs Atmel.

Pada kebanyakan datasheet, batas-batas fisik komponen dapat dilihat di bagian berjudul “Electrical Characteristics – Absolute Maximum Ratings”. Untuk ATMega328, batasnya adalah sebagai berikut:

ATMega328 Absolute Maximum Ratings

ATMega328 Absolute Maximum Ratings

Jadi dari table itu dapat disimpulkan beberapa cara merusak sebagai berikut:

  • Temperatur kerja di bawah -55 Celcius atau di atas +125 Celcius
  • Temperatur penyimpanan di bawah -65 Celcius atau di atas +150 Celcius
  • Tegangan pin selain RESET di atas VCC+0.5 volt. Arduino UNO dan Nano menggunakan VCC 5 volt, sehingga tegangan input di atas 5.5 volt dapat merusak
  • Tegangan pin I/O di bawah – 0.5 volt
  • Tegangan pin reset di bawah -0.5 volt
  • Tegangan pin reset di atas 13 volt
  • Tegangan VCC di atas 6.0 volt
  • Arus pin I/O melebihi 40 mA
  • Arus pada pin VCC melebihi 200 mA
  • Arus pada pin GND melebihi 200 mA

Penjelasan detail dari 10 perkara yang merusak Arduino adalah sebagai berikut:

(1) Hubung singkat I/O dan GND

Menghubungkan pin I/O ke GND dapat menyebabkan arus I/O melebihi 40 mA jika pin I/O dijadikan output dengan nilai output HIGH.

(2) Hubung singkat antara sesama pin I/O

Jika dua pin I/O yang sama-sama menjadi output dihubungkan, maka dapat terjadi satu pin I/O sedang HIGH, dan yang lainnya LOW. Pada keadaan ini maka arus akan mengalir dari pin yang sedang HIGH ke pin yang LOW, tanpa adanya pembatasan arus, sehingga arus dapat melebihi 40 mA.

(3) Menghubungkan tegangan lebih dari 5 volt ke pin I/O

Tepatnya sih 5.5 volt, bukan 5 volt. Setiap pin I/O hanya dapat diberi tegangan maksimal VCC+0.5 volt, sedangkan VCC pada Arduino adalah 5 volt. Jika I/OI diberi tegangan melebihi 5.5 volt maka dapat merusak.

(4) Memasukkan tegangan terbalik ke konektor Power IN

Maksudnya adalah memberikan tegangan yang lebih rendah dari GND ke pin POWER IN. Akibat dari hal ini adalah mikrokotroler ATMega328 akan mendapatkan tegangan negatif pada pin VCC, padahal tegangan pada pin VCC minimal adalah GND-0.5 volt. Akibatnya mikrokontroler akan rusak.

(5) Memasukkan tegangan melebihi 5 volt ke pin 5V

Tepatnya sih 6 volt, bukan 5 volt. Tegangan VCC pada ATMega328 maksimal adalah 6 volt. Pin 5V langsung terhubung ke pin VCC pada ATMega, sehingga kalau pin ini diberi tegangan lebih dari 6 volt maka ATMega dapat rusak.

(6) Memasukkan tegangan melebihi 3.3 volt ke pin 3.3V

Pin 3.3 V terhubung ke perangkat yang memerlukan tegangan 3.3 volt. Jika tegangan di pin ini melebihi 3.3 volt, maka perangkat-perangkat tersebut dapat rusak. Jika tegangan di pin ini melebihi 9 volt, maka tegangan pada jalur 5 volt juga dapat ikut naik sehingga dapat merusak mikrokontroler ATmega328 yang hanya tahan diberi maksimal 6 volt.

(7) Hubung singkat pin VIN ke ground

Jika pin VIN dihubung singkat ke GND dan ada tegangan masuk pada konektor POWER IN, maka akan ada arus hubung singkat yang cukup besar mengalir melalui konektor POWER IN. Arus ini dapat merusak dioda pengaman dan melelehkan jalur tembaga pada PCB.

(8) Menaruh beban pada pin VIN dan memberi power pada pin 5V

Jika dibuat seperti ini, maka akan ada arus mengalir dari pin 5V melalui regulator 5 volt (NCP1117 pada Arduino UNO dan UA78M05 pada Arduino Nano), artinya arahnya terbalik. Maka regulator 5 volt akan rusak.

(9) Memberi tegangan melebihi 13 volt pada pin RESET

Pin RESET pada ATMega328 hanya dapat menerima tegangan maksimal 13 volt, jika lebih dari itu maka ATMega dapat rusak. Pin ini dapat menerima tegangan 12 volt untuk keperluan pemrograman dengan ISP (In System Programming).

(10) Melampaui batas arus mikrokontroler. Total arus harus < 200 mA

Total arus pada pin VCC maupun GND di ATMega328 maksimal adalah 200 mA. Jika melebihi maka ATMega328 akan rusak.

Penjelasan Bonus

(11) Tegangan POWER IN melebihi 20 volt (Arduino UNO) atau 25 volt (Arduino Nano)

Pin POWER IN dihubungkan ke regulator 5 volt (NCP1117 pada Arduino UNO dan UA78M05 pada Arduino Nano). NCP1117 maksimal menerima tegangan input 20 volt. UA7805 maksimal menerima input 25 volt. Jika tegangan POWER IN melebihi batas ini, maka regulator 5 volt tersebut akan rusak.

Batas tegangan maksimum pada NCP1117 dapat dibaca pada datasheetnya sebagai berikut:

Tegangan maksimum pada NCP1117

Tegangan maksimum pada NCP1117

Batas tegangan maksimum pada UA78M05 dapat dibaca pada datasheetnya sebagai berikut:

Tegangan maksimal pada UA7805

Tegangan maksimal pada UA7805

 

(12) Menghubungkan tegangan negatif ke pin I/O manapun

Tegangan pada pin I/O tidak boleh kurang dari GND – 0.5 , sehingga jika tegangan pin I/O kurang dari -0.5 volt maka ATMega328 dapat rusak

(13) Arus pin I/O melebihi 40 mA

Arus beban pada pin I/O tidak boleh melebihi 40 mA. Kelebihan arus ini dapat terjadi karena hubung singkat dengan GND, hubung singkat dengan port I/O lain, ataupun karena kesalahan menghitung nilai resistor pembatas arus.

(14) Mengubah rangkaian tanpa mematikan dulu semua power

Perubahan rangkaian tanpa mematikan power dapat menyebabkan arus atau tegangan lebih tanpa sengaja, yang dapat merusak ATMega328. Untuk itu matikan semua power (POWER IN, 5 volt dan USB) sebelum mengubah isi rangkaian terutama di breadboard.

(15) Memasang beban induktif tanpa dioda pengaman

Semua beban induktif harus diberi dioda pengaman, lebih baik lagi jika beban induktif itu tidak langsung dikendalikan oleh ATMega328, melainkan diperkuat dulu dengan transistor BJT ataupun MOSFET.

Berikut ini adalah contoh pemasangan dioda pengaman pada beban relay. Ada 2 konfigurasi, yaitu konfiguras active HIGH dan konfigurasi active LOW.

Arduino dengan beban relay

Arduino dengan beban relay langsung

Selain dioda pengaman, mesti dicek dulu keperluan arus pada relay tersebut, karena ATMega pada Arduino hanya sanggup memberikan arus maksimal 40 mA pada setiap pin I/O nya. Jika perlu arus agak besar untuk relay, lebih baik menggunakan rangkaian transistor sebagai penguat seperti di bawah ini.

Rangkaian Arduino dengan relay melalui transistor

Rangkaian Arduino dengan relay melalui transistor

Macam-macam rangkaian relay dapat dilihat di Artikel Rangkaian Penggerak Relay

(16) Temperatur melebihi 150 derajat Celcius

Cukup jelas

(17) Temperatur lebih rendah dari -65 derajat Celcius

Cukup jelas

Referensi

  • 10 Ways to Destroy An Arduino http://www.ruggedcircuits.com/10-ways-to-destroy-an-arduino/
  • What are the most common ways to fry an Arduino http://electronics.stackexchange.com/questions/67149/what-are-the-most-common-ways-to-fry-an-arduino
  • Data Arduino UNO https://www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno
  • Data Arduino Nano 3.0 https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardNano
  • Datasheet ATMega328 http://www.atmel.com/devices/atmega328.aspx
  • Datasheet regulator NCP1117 dari ON Semiconductor http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NCP1117-D.PDF
  • Datasheet regulator UA78M05 dari Texas Instruments http://www.ti.com/product/ua78m05
  • Gambar rangkaian dibuat dengan Fritzing http://fritzing.org/home/

One comment

  • 10/10/2015 - 00:24 | Permalink

    Artikel yang bagus banget!!… mantab!

  • Leave a Reply

    Your email address will not be published. Required fields are marked *

    Powered by: Wordpress