Langsung ke konten utama

Komponen di dalam Single Board Computer dan Controller

Kali ini kita akan menjelaskan apa aja sih yang ada di dalam single board computer dan controller, yuk kita cari tahu.



Komponen dalam Single Board Computer

Komponen di dalam Single Board Controller termasuk Chip, CPU, GPU, Memory, Ports, Video Output, Audio Output, Onboard Storage, Onboard Network, Peripherals, Power Ratings, Power Source, dan Operating System. Kali ini kita akan mengambil contoh nya dari Raspberry Pi 5.



Chip (Integrated Circuit)

Chip (sirkuit terpadu atau integrated circuit) adalah komponen elektronik kecil yang terdiri dari banyak transistor dan komponen elektronik lainnya yang terukir pada selembar bahan semikonduktor (biasanya silikon) untuk memproses informasi dan melakukan fungsi elektronik tertentu. Berfungsi untuk melakukan segala arus elektronik.

Ambil contoh seperti di gambar adalah Chip RP1 yang dimiliki oleh Raspberry Pi 5. Chip ini berbasis pada TSMC 40LP yang dibentuk dalam ukuran ± 20 mm² dengan kendali Dual ARM Cortex-M3 (dua core) untuk fungsi pengendalian rendah (low-level) seperti manajemen clocks, GPIO, dll.

CPU (Central Processing Unit)

CPU adalah singkatan dari Central Processing Unit atau Unit Pemrosesan Pusat, komponen perangkat keras utama yang berfungsi sebagai "otak" komputer. CPU bertanggung jawab untuk menjalankan sebagian besar instruksi dari sistem operasi, aplikasi, dan program lain, serta mengolah data untuk menghasilkan informasi. Kinerjanya diukur dari kecepatan clock (seberapa cepat CPU mengeksekusi instruksi) dan jumlah inti (cores) yang memungkinkan pemrosesan banyak tugas secara bersamaan. 

CPU Raspberry Pi 5 adalah prosesor Broadcom BCM2712, yaitu CPU quad-core 64-bit Arm Cortex-A76 yang berjalan pada kecepatan 2.4GHz. Prosesor ini dibangun dengan teknologi 16nm dan dilengkapi dengan L2 cache per-core sebesar 512KB serta L3 cache bersama sebesar 2MB, menghasilkan peningkatan kinerja yang signifikan dibandingkan generasi sebelumnya.


GPU (Graphic Processing Unit)

GPU adalah Graphics Processing Unit atau Unit Pemrosesan Grafis, sebuah sirkuit elektronik khusus yang dirancang untuk mempercepat pemrosesan data grafis dan video agar dapat ditampilkan di layar. GPU melakukan komputasi paralel dengan mengeksekusi banyak tugas secara bersamaan, dan sangat penting untuk aplikasi seperti gaming, pengeditan video, machine learning (ML), dan kecerdasan buatan (AI). Fsungsi utamanya adalah untuk rendering grafis dan pemrosesan pararel.

Sementara dalam Board Raspberry Pi 5, GPU yang diberikan dengan nama VideoCore VII GPU berspesifikasi OpenGL ES 3.1, Vulkan 1.2, Core Clock di ~ 800 MHz dan mendukung dual HDMI 4Kp60. Hanya saja bentuk GPU yang diberikan termasuk telah terintegrasi ke dalam CPU di Raspberry Pi 5 dan tidak terpisah sendiri yang membuatnya menjadi jenis iGPU atau Integrated Graphic Processing Unit. 


RAM (Random Access Memory)

RAM (Random Access Memory) adalah memori akses acak yang berfungsi sebagai penyimpanan data sementara untuk komputer, laptop, dan smartphone, dan bersifat volatil (datanya hilang saat perangkat mati). RAM memungkinkan pemrosesan data yang cepat, sehingga meningkatkan kecepatan dan kinerja perangkat, terutama saat menjalankan banyak aplikasi atau program secara bersamaan

Dalam Raspberry Pi 5, RAM yang disediakan mulai dari 2GB, 4GB, dan 8GB. Infrastruktur RAM yang digunakan dalam Raspberry Pi 5 adalah LPDDR4X yang disatukan dengan SoC CPU menggunakan sistem Package on Package.


USB (Universal Series Bus)

USB adalah singkatan dari Universal Serial Bus (Bus Seri Universal), sebuah standar teknologi yang digunakan untuk menghubungkan perangkat elektronik dan komputer guna mentransfer data serta daya listrik. Teknologi ini bersifat plug-and-play, artinya perangkat dapat langsung digunakan setelah dicolokkan tanpa perlu konfigurasi rumit atau me-reboot komputer. USB memungkinkan berbagai jenis perangkat seperti keyboard, mouse, printer, kamera digital, dan ponsel untuk terhubung dan berkomunikasi dengan mudah.

Dalam Raspberry Pi 5, Port USB yang disediakan yaitu 2× USB 3.0 ports, supporting simultaneous 5Gbps operation dan 2× USB 2.0 ports.


Video Output


Video output adalah keluaran atau hasil data visual yang dikirimkan dari perangkat sumber ke perangkat tampilan, seperti monitor atau televisi, untuk ditampilkan kepada pengguna. Proses ini memungkinkan informasi dalam bentuk gambar dan video diproses dan dikirimkan agar bisa dilihat, dengan kualitas visual yang baik sangat menentukan pengalaman pengguna.

Sementara Video Output yang diberikan di Raspberry Pi 5 adalah Micro HDMI.


Audio Output

Audio output (keluaran audio) adalah proses penyaluran sinyal suara dari sebuah perangkat (seperti komputer atau TV) ke perangkat lain, seperti speaker atau headphone, sehingga menghasilkan suara yang dapat didengar oleh pengguna. Audio output berfungsi mengubah data digital menjadi sinyal listrik dan kemudian menjadi suara melalui perangkat keluaran seperti speaker atau headphone.

Di dalam Raspberry Pi 5, Audio Output masih dimiliki fiturnya, hanya saja tidak menggunakan port Jack 3.5mm, tetapi menggunakan port yang lain seperti USB dan HAT/DAC Eksternal.

Onboard Storage

Onboard storage adalah penyimpanan data atau memori yang terpasang langsung pada papan sirkuit (motherboard) atau perangkat itu sendiri, bukan dalam bentuk perangkat eksternal yang bisa dilepas pasang. Contoh umum onboard storage termasuk memori cache (L1, L2, L3) dan memori utama (RAM) pada komputer, serta memori internal pada perangkat seperti mouse gaming untuk menyimpan pengaturan pengguna.

Pada Raspberry Pi 5, tidak tersedia onboard storage seperti eMMc pada papan sirkuit. Jadi untuk bisa memiliki storage diperlukan pemasangan kartu MicroSD atau menggunakan Flex Cable yang dipasangkan ke PCIE dan dihubungkan menggunakan SSD. 

Onboard Network

Onboard Network adalah jaringan atau perangkat jaringan yang terintegrasi langsung ke dalam suatu sistem atau perangkat utama, seperti kartu jaringan yang tertanam di motherboard komputer, atau sistem jaringan di dalam pesawat. 

Pada Raspberry Pi 5, fitur onboard network yang disediakan yaitu, Ethermet yang bisa menggunakan port RJ45, WIFI dengan support WIFI-5 yang menggunakan dual bands 2.4 GHz & 5 GH, dan support bluetooth 5 dengan fitur BLE (Bluetooth Low Energy).

Low Level Peripherals

Low-Level Peripherals adalah komponen atau perangkat keras dalam suatu sistem (seperti mikrokontroler) yang memerlukan interaksi langsung melalui perangkat lunak tingkat rendah untuk mengontrol fungsinya. Berbeda dengan periferal "tingkat tinggi" seperti keyboard atau printer yang sudah memiliki driver bawaan, periferal tingkat rendah seperti timer, port serial, atau ADC.

Fitur Low-Level Peripherals yang diberikan:
  • 27 x GPIO
  • UART
  • I2C bus
  • SPI bus with two chip selects
  • +3.3V
  • +5V
  • Ground

Power Ratings & Power Source


Peringkat daya (power rating) adalah spesifikasi yang menunjukkan jumlah daya listrik maksimum yang dapat dihasilkan atau dikonsumsi oleh suatu perangkat atau komponen listrik dalam kondisi operasi yang aman dan normal. 

Sumber daya (power source) adalah alat yang menyediakan energi listrik ke beban listrik, seperti perangkat elektronik atau sistem yang membutuhkan daya. Sumber daya ini bisa berasal dari energi primer seperti fosil (batu bara, minyak, gas) dan terbarukan (matahari, angin, air, panas bumi), atau dari perangkat seperti adaptor dan power supply yang mengubah dan menstabilkan arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan perangkat.

Dalam Raspberry Pi 5, power rating yang diberikan sekitar 5V/5A DC power via USB-C, with Power Delivery support. Tetapi dengan mempertimbangkan segala pekerjaan yang dilakukan Raspbbery Pi 5, Raspberry Pi 5 butuh 5 V 5 A USB-C PSU (25 W) untuk menjamin semua fitur jalan stabil.

Operating System

Operating system (OS) adalah perangkat lunak terpenting yang bertindak sebagai perantara antara pengguna dan perangkat keras komputer, mengelola sumber daya (memori, CPU, penyimpanan) dan menjalankan aplikasi. Tanpa OS, komputer tidak dapat berfungsi, karena OS menyediakan antarmuka untuk berinteraksi dan mengatur semua komponen agar bekerja bersama secara efisien. 

Raspberri Pi 5 membebaskan Sistem Operasi apa yang akan digunakan selama bisa mendukung. Sistem Operasi yang didukungnya seperti Raspberry Pi OS (64-bit), Ubuntu Server / Ubuntu Desktop (64-bit), dan Sistem Operasi berbasis Linux seperti Fedora, Kali Linux dan ARM.

Contoh Varian Single Board Computer

Odroid XU4

Odroid XU4 adalah single-board computer buatan Hardkernel yang menggunakan prosesor Samsung Exynos 5422 octa-core (Cortex-A15 + Cortex-A7) dengan GPU Mali-T628 MP6, RAM 2 GB LPDDR3, serta mendukung storage melalui microSD atau eMMC. Papan ini dilengkapi USB 3.0, Gigabit Ethernet, dan HDMI, sehingga cocok untuk aplikasi yang membutuhkan performa tinggi seperti server mini, emulasi, atau komputasi embedded.

Beagleboard X15

BeagleBoard-X15 adalah single-board computer kelas high-end dari BeagleBoard.org yang ditenagai prosesor Texas Instruments Sitara AM5728 (dual-core ARM Cortex-A15 hingga 1,5 GHz) dengan dua co-processor Cortex-M4, GPU PowerVR SGX544, dan DSP. Board ini memiliki RAM 2 GB DDR3L, mendukung storage melalui microSD dan eMMC, serta dilengkapi dengan port Gigabit Ethernet ganda, HDMI, USB 3.0, PCIe, dan berbagai antarmuka industri, menjadikannya cocok untuk aplikasi embedded, industri, dan pengembangan sistem yang membutuhkan konektivitas luas dan performa tinggi.

Lattepanda

LattePanda adalah single-board computer berbasis arsitektur x86 yang menggabungkan prosesor Intel (seri Atom, Celeron, atau bahkan Core m3 pada versi tertentu) dengan RAM hingga 8 GB dan storage eMMC bawaan. Berbeda dengan SBC berbasis ARM seperti Raspberry Pi, LattePanda bisa menjalankan Windows 10/11 maupun Linux secara penuh, serta dilengkapi dengan port USB, HDMI, Gigabit Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth, dan GPIO. Keunggulannya adalah kompatibilitas software PC standar, sehingga cocok untuk proyek IoT, robotika, hingga aplikasi yang membutuhkan OS desktop dalam ukuran papan kecil.

Raspberry Pi 4 Model B

Raspberry Pi 4 Model B adalah single-board computer populer dari Raspberry Pi Foundation yang dilengkapi prosesor quad-core Broadcom BCM2711 (ARM Cortex-A72 64-bit, 1.5 GHz), GPU VideoCore VI, serta pilihan RAM 2 GB, 4 GB, atau 8 GB LPDDR4. Board ini mendukung dual-display melalui 2x micro HDMI (hingga 4K), memiliki 2x USB 3.0, 2x USB 2.0, Gigabit Ethernet, Wi-Fi 802.11ac, Bluetooth 5.0, serta slot microSD untuk storage. Dengan performa yang jauh lebih tinggi dibanding generasi sebelumnya, Raspberry Pi 4 Model B cocok digunakan untuk server mini, desktop ringan, media center, maupun proyek IoT dan robotika.

Onion Omega 2+

Onion Omega2+ adalah single-board computer mini untuk proyek IoT yang ditenagai prosesor MT7688 (580 MHz), memiliki 128 MB RAM, 32 MB flash storage, serta slot microSD untuk ekspansi. Board ini sudah dilengkapi Wi-Fi 2.4 GHz bawaan dan menyediakan antarmuka GPIO, UART, I2C, SPI, hingga PWM, sehingga praktis digunakan dalam pengembangan perangkat pintar yang ringkas dan hemat daya.

NVIDIA Jetson Nano 

NVIDIA Jetson Nano adalah single-board computer untuk AI dan komputasi tepi yang ditenagai prosesor quad-core ARM Cortex-A57 dengan GPU NVIDIA Maxwell 128-core, RAM 4 GB LPDDR4, serta menggunakan microSD sebagai media penyimpanan utama. Board ini memiliki Gigabit Ethernet, port USB 3.0/2.0, HDMI, konektor kamera MIPI-CSI, dan GPIO, serta menjalankan JetPack SDK dengan dukungan CUDA, cuDNN, dan TensorRT, menjadikannya pilihan kuat untuk pengembangan aplikasi AI, visi komputer, dan robotika dalam ukuran ringkas.

Clockwork Pi

ClockworkPi adalah single-board computer modular yang dirancang untuk proyek DIY dan retro gaming, ditenagai prosesor ARM Cortex-A7 quad-core, RAM hingga 1 GB, serta mendukung konektivitas Wi-Fi, Bluetooth, dan berbagai antarmuka GPIO. Dengan desain berbentuk modul yang bisa dipasang dalam kit seperti GameShell, ClockworkPi memudahkan pengembangan aplikasi, emulasi game klasik, hingga eksperimen elektronik dalam format yang fleksibel dan portabel.

Komponen Single Board Controller

Breadboard

Breadboard adalah papan sirkuit prototipe tanpa solder yang memungkinkan perakitan dan pengujian rangkaian elektronik secara sementara dan fleksibel. Papan ini memiliki banyak lubang dengan strip logam di dalamnya yang dapat dihubungkan menggunakan kabel jumper untuk membuat sambungan listrik permanen.

Kabel Jumper

Jumper kabel adalah kabel penghubung yang dilengkapi konektor di kedua ujungnya, berfungsi untuk menyambungkan dua titik atau lebih dalam sirkuit listrik atau elektronik tanpa memerlukan penyolderan. Fungsinya beragam, mulai dari menghubungkan perangkat jaringan (kabel Ethernet), mengalirkan daya dari aki mobil, hingga memodifikasi atau membuat sirkuit prototipe pada papan sirkuit atau breadboard.

Light Emitting Diode

LED (Light Emitting Diode atau Dioda Pemancar Cahaya) adalah perangkat semikonduktor yang mengubah listrik menjadi cahaya melalui efek elektroluminesensi, di mana energi dari arus listrik menghasilkan cahaya. Komponen ini sangat efisien, tahan lama, hemat energi, dan dapat menghasilkan cahaya dalam berbagai warna tanpa filter, sehingga banyak digunakan untuk penerangan, tampilan, dan aplikasi elektronik lainnya.

Potensiometer

Potensiometer adalah resistor variabel tiga terminal yang prinsip kerjanya adalah dengan membagi tegangan atau mengatur resistansi. Komponen ini memiliki elemen resistif dan kontak geser (wiper) yang pergerakannya sepanjang elemen tersebut akan memengaruhi nilai resistansi dan tegangan keluaran yang dihasilkan. Potensiometer umumnya digunakan untuk mengontrol volume pada sistem audio, mengatur tingkat terang lampu (dimmer), dan sebagai sensor posisi.

Push Button

Push button, atau tombol tekan, adalah sakelar sederhana yang digunakan untuk mengendalikan berbagai mesin dan perangkat elektronik dengan cara ditekan secara manual oleh pengguna. Fungsinya adalah untuk menghubungkan atau memutuskan aliran listrik dan rangkaian kontrol, dengan adanya pegas internal yang mengembalikan tombol ke posisi semula setelah tekanan dilepas. Push button memiliki dua jenis kontak utama: Normaly Open (NO) untuk menyambungkan rangkaian saat ditekan, dan Normaly Close (NC) untuk memutus rangkaian saat ditekan.

Servo

Servo adalah sistem kontrol umpan balik presisi tinggi yang terdiri dari motor, sensor posisi (encoder), dan rangkaian kontrol untuk mengontrol pergerakan atau posisi objek secara akurat, seperti pada robot, mesin industri, dan perangkat otomatis lainnya. Servo menerima sinyal kontrol (seringkali sinyal PWM) yang menentukan posisi akhir, dan menggunakan sensor umpan balik untuk menyesuaikan motor guna mencapai dan mempertahankan posisi tersebut dengan akurat.

Modul Relay

Modul relay adalah rangkaian elektronik yang menggabungkan satu atau lebih komponen relay pada sebuah papan sirkuit, yang berfungsi sebagai sakelar listrik otomatis. Modul ini memungkinkan sinyal daya rendah (misalnya dari mikrokontroler) untuk mengontrol sirkuit daya tinggi, seperti lampu, motor, atau perangkat elektronik lainnya. Komponen tambahan seperti dioda, transistor, dan resistor disertakan untuk keamanan dan fungsi yang optimal.

Sensor DHT11

Sensor DHT11 adalah sensor digital tingkat dasar dan murah yang digunakan untuk mengukur suhu dan kelembaban udara secara serempak, dengan keluaran data digital yang dapat diolah mikrokontroler seperti Arduino. Sensor ini bekerja menggunakan komponen resistif untuk kelembaban dan termistor NTC untuk suhu, serta menawarkan rentang pengukuran suhu 0-50°C dan kelembaban 20-90%RH.

Modul Ultrasonik (HC SR-04)

Modul ultrasonik adalah sebuah sensor elektronik yang menggunakan gelombang suara frekuensi tinggi (ultrasonik) untuk mendeteksi jarak dan objek. Alat ini bekerja dengan memancarkan gelombang suara ultrasonik, menunggu pantulannya (gema) dari sebuah objek, lalu menghitung waktu tempuh gema tersebut untuk menentukan jarak antara sensor dan objek. Modul ini terdiri dari bagian pemancar (transmitter) dan penerima (receiver) yang terintegrasi untuk menghasilkan dan memproses sinyal gelombang suara.

Kabel USB

Kabel USB (Universal Serial Bus) adalah kabel yang berfungsi untuk menghubungkan berbagai perangkat elektronik, seperti komputer, ponsel, printer, dan kamera, untuk mentransfer data dan/atau mengisi daya perangkat tersebut. Standar ini memungkinkan koneksi perangkat eksternal yang mudah tanpa konfigurasi rumit dan telah menjadi tulang punggung konektivitas di era digital.

LED RGB

LED RGB adalah jenis Dioda Pemancar Cahaya (LED) yang dapat memancarkan tiga warna dasar cahaya—Merah (Red), Hijau (Green), dan Biru (Blue)—dalam satu unit. Dengan mencampur tiga warna primer ini dalam intensitas yang berbeda-beda, LED RGB mampu menciptakan jutaan kombinasi warna, termasuk warna putih ketika ketiga warna dicampur secara maksimal.

Liquid Crystal Display (LCD)

LCD (Liquid Crystal Display) adalah teknologi layar panel datar yang menggunakan kristal cair untuk menghasilkan gambar. Teknologi ini umum ditemukan pada televisi, monitor komputer, dan perangkat seluler lainnya, memanfaatkan kristal cair yang dapat mengatur cahaya dari lampu latar untuk menampilkan informasi berupa teks dan gambar.

Buzzer

Buzzer Arduino adalah komponen elektronik (seringkali buzzer piezoelektrik) yang digunakan untuk menghasilkan suara atau bunyi melalui getaran, yang diaktifkan oleh sinyal dari Arduino untuk memberikan umpan balik audio, seperti alarm atau nada notifikasi, dalam proyek elektronik. Terdapat dua jenis utama: buzzer aktif yang menghasilkan suara sendiri saat diberi tegangan DC, dan buzzer pasif yang membutuhkan sinyal berfrekuensi untuk bergetar dan menghasilkan suara.

Resistor

Resistor adalah komponen elektronik pasif yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran arus listrik dan mengatur tegangan dalam sebuah rangkaian elektronik. Komponen ini memiliki nilai resistansi (hambatan) yang diukur dalam satuan ohm (Ω), dan prinsip kerjanya didasarkan pada hukum Ohm.

Photoresistor

Fotoresistor adalah komponen elektronik pasif atau sensor peka cahaya yang nilai resistansinya berubah sebagai respons terhadap intensitas cahaya yang diterima. Semakin terang cahaya yang mengenai fotoresistor, semakin rendah nilai resistansinya, dan sebaliknya, semakin gelap cahaya, semakin tinggi resistansinya. Komponen ini juga dikenal dengan sebutan resistor bergantung cahaya atau Light-Dependent Resistor (LDR).


Sumber: Wikipedia, IBMRaspberry, AWS, Intel, EraBlue, NCX


Komentar

Postingan populer dari blog ini

Papan Sirkuit

Kehidupan kita ternyata ditemani oleh berbagai perangkat papan sirkuit loh... Tapi apa sih papan sirkuit yang ada di kehidupan kita? mau tahu selanjutnya? ayo cek artikel berikut

Berkembangnya Society 5.0

Masyarakat sekarang telah memasuki Revolusi Industri 5.0 yang semakin canggih serta sangat membantu dalam kehidupan masyarakat di dunia. Dunia mengikuti perkembangan teknologi adalah konsep dalam masyarakat di dunia yang mengikuti digitalisasi. Berikut penjelasan lebih lanjut tentang Revolusi Industri 5.0.