Mengenal Komponen Single Board Computer dan Single Board Controller: Fungsi & Macam-Macamnya

Di era teknologi modern saat ini, perangkat komputasi semakin ringkas, efisien, dan terjangkau. Salah satu buktinya adalah hadirnya Single Board Computer (SBC) dan Single Board Controller (SBCtrl) — dua jenis perangkat miniatur yang menjadi otak di balik berbagai aplikasi pintar, mulai dari robotika, IoT (Internet of Things), hingga sistem otomasi industri.

Meski bentuknya kecil, kedua jenis papan sirkuit ini menyimpan banyak komponen penting yang masing-masing punya fungsi spesifik. Memahami komponen-komponen yang ada di dalamnya bukan hanya berguna bagi para pengembang atau hobiis elektronik, tetapi juga bagi siapa saja yang ingin tahu bagaimana perangkat cerdas bekerja dari dalam.

Kalau kalian penasaran apa saja isi dari papan-papan ini, dan bagaimana setiap komponennya berkontribusi pada kinerja sistem, mari kita telusuri lebih dalam.

Single Board Computer

A. Komponen Single Board Computer 

Di balik bentuknya yang ringkas, sebuah Single Board Computer terdiri dari berbagai elemen utama yang saling bekerja sama. Mulai dari prosesor sebagai otak sistem, memori, penyimpanan, hingga berbagai port input/output—setiap komponen punya peran krusial dalam menjalankan fungsi komputasi. Berikut macam macam komponennya :

1. Chip

Fungsi chip adalah sebagai komputer mini mandiri yang terintegrasi dalam satu papan sirkuit, memungkinkan pemrosesan, analisis data, dan menjalankan sistem operasi untuk aplikasi tertanam (embedded), IoT, komputasi tepi (edge computing), dan prototipe produk.

2. CPU

Unit Pemrosesan Pusat (CPU) untuk menjalankan instruksi dan mengelola data, Memori (RAM) untuk penyimpanan data sementara, Penyimpanan Internal/Flash Memory untuk sistem operasi dan aplikasi, Port Input/Output (I/O) untuk koneksi ke perangkat eksternal, dan Chipset sebagai pengatur komunikasi data antar komponen.

3. GPU

Fungsi komponen GPU pada Single-Board Computer adalah untuk mempercepat pemrosesan grafis dan komputasi paralel, yang penting untuk aplikasi seperti visualisasi, pengenalan gambar, dan AI. GPU bekerja dengan memecah tugas menjadi banyak bagian kecil dan memprosesnya secara bersamaan, sehingga mengurangi beban pada CPU dan memungkinkan SBC menangani tugas yang lebih kompleks dengan lebih efisien

4. Memory (SDRAM)

Sebagai penyimpanan data sementara untuk program dan data yang sedang aktif, mempercepat pemrosesan data karena operasinya yang sinkron dengan clock sistem, serta memungkinkan multitasking dengan menyediakan ruang kerja bagi prosesor untuk menjalankan banyak aplikasi secara bersamaan. SDRAM bekerja dengan mentransfer data secara efisien dan stabil, mengurangi penundaan, sehingga sistem dapat bekerja dengan lebih cepat.

5. USB 2.0 ports

Fungsi komponen port USB 2.0 pada Single Board Computer (SBC) adalah untuk menghubungkan perangkat eksternal seperti keyboard, mouse, drive flash USB, dan telepon ke SBC untuk transfer data dan pengisian daya. Port USB 2.0 ini juga dapat digunakan untuk mentransfer sinyal audio dan video, menghubungkan kamera web, atau mengaktifkan fungsi pengisian daya saat SBC dalam keadaan mati.

6. Video outputs

Fungsi komponen video output pada Single Board Computer (SBC) adalah untuk mengirimkan sinyal visual ke monitor, layar, atau perangkat tampilan lainnya, memungkinkan pengguna untuk melihat antarmuka grafis, konten, atau hasil dari aplikasi yang berjalan di SBC tersebut. Contoh port output video yang umum pada SBC adalah port HDMI atau RCA, yang berfungsi untuk menampilkan visual dari SBC.

7. Audio outputs

Fungsi komponen audio output pada konteks SBC Bluetooth adalah untuk melakukan decoding atau dekode data audio terkompresi yang dikirimkan dari perangkat sumber (misalnya smartphone) agar bisa diubah kembali menjadi sinyal analog yang bisa didengarkan oleh perangkat output seperti headphone atau speaker Bluetooth. SBC bertindak sebagai codec (kompresor/dekompresor) yang memastikan audio dapat ditransfer secara efisien melalui koneksi nirkabel Bluetooth.

8. Onboard storage

Komponen ini dibutuhkan untuk menyimpan data dan program secara permanen atau sementara, mirip dengan hard drive atau SSD pada komputer biasa, namun dalam skala yang lebih kecil dan terintegrasi langsung pada papan sirkuit SBC tersebut. Komponen ini bisa berupa chip memori flash, kartu memori, atau bahkan bagian dari System-on-a-Chip (SoC) untuk menampung sistem operasi, aplikasi, dan data yang dibutuhkan oleh SBC untuk menjalankan fungsinya dalam berbagai aplikasi seperti otomatisasi, perangkat IoT, atau sistem terintegras.

9. Onboard network

Fungsi "Onboard network" sebagai antarmuka jaringan yang terpasang secara permanen pada papan sirkuit tunggal (SBC). Komponen ini memungkinkan SBC untuk terhubung ke jaringan lokal atau internet, sehingga dapat berkomunikasi dengan perangkat lain, mengirim dan menerima data, serta menjalankan fungsi sebagai server atau pengontrol tertanam.

10. Low-level peripherals

Low-level peripherals dalam konteks SBC mengacu pada komponen-komponen dasar yang berfungsi untuk berinteraksi langsung dengan perangkat keras dan memungkinkan komunikasi antara SBC dan perangkat lainnya. Mereka bertindak sebagai antarmuka antara perangkat keras dan perangkat lunak di tingkat yang lebih rendah, sering kali dalam bentuk driver atau pengontrol perangkat keras.

11. Power ratings

Menetapkan batas daya maksimum yang dapat ditangani suatu peralatan agar tidak rusak, memastikan keamanan, efisiensi, dan kinerja optimal dalam aplikasi tertentu. Dengan memahami power rating, pengguna dapat memilih peralatan yang sesuai dengan kebutuhan sistem dan kondisi operasi, mencegah kerusakan akibat beban berlebih, serta mengelola biaya energi dan tujuan lingkungan.

12. Power source

Power source berfungsi untuk menyediakan energi listrik yang diperlukan agar perangkat dapat beroperasi. Fungsi power source ini sangat krusial karena semua komponen dalam SBC, mulai dari prosesor, memori, hingga periferal lainnya, memerlukan pasokan daya yang stabil dan cukup agar dapat bekerja dengan baik.

13. Weight 

Weight (SBC) berfungsi untuk mendukung portabilitas dan kemudahan pemasangan, terutama dalam aplikasi mobile seperti robotika, drone, atau perangkat IoT. SBC yang ringan mempermudah integrasi ke dalam sistem berukuran kecil dan mengurangi beban pada perangkat yang bergerak. Selain itu, berat juga dapat mencerminkan daya tahan fisik; SBC yang lebih berat biasanya memiliki casing pelindung yang lebih kuat untuk penggunaan di lingkungan ekstrem.

14. Operating systems

Mengelola sumber daya perangkat keras dan menyediakan platform bagi aplikasi agar dapat berjalan dengan lancar. OS mengatur proses, memori, perangkat input/output, serta komunikasi antar komponen, sehingga pengguna dan program dapat berinteraksi dengan SBC secara efisien. Selain itu, OS juga menyediakan antarmuka pengguna dan layanan sistem seperti file management, keamanan, serta driver untuk mengontrol periferal yang terhubung ke SBC.

B. Varian Single Board Computer

1. Odroid-XU4

Fungsi Odroid XU4 meliputi bermain game retro, membangun pusat media, menjadi stasiun kerja pengembangan, dan pusat data mini, berkat CPU octa-core-nya yang bertenaga dan daya komputasi tinggi yang dapat menjalankan berbagai sistem operasi seperti Ubuntu dan Android. Fleksibilitas ini menjadikannya papan komputer tunggal (SBC) yang serbaguna untuk berbagai proyek.

2. BeagleBoard X15

Komputer papan tunggal berkinerja tinggi yang berfungsi sebagai platform untuk pengembangan sistem tertanam, prototipe cepat, dan aplikasi industri yang memerlukan pemrosesan daya tinggi dan latensi rendah, serta fleksibilitas konektivitas. Papan ini menyediakan kombinasi inti CPU ARM Cortex-A15 yang bertenaga, akselerator DSP, inti real-time untuk kontrol, dan antarmuka berkecepatan tinggi untuk berbagai kebutuhan aplikasi.

3. Lattepanda

Sebagai komputer mini serbaguna yang menggabungkan fungsi PC (menjalankan Windows/Linux) dengan kemampuan mikrokontroler untuk proyek komputasi fisik dan IoT, cocok untuk berbagai aplikasi mulai dari IoT, robotika, server rumahan, hingga stasiun kerja DIY. Perangkat ini menyediakan performa komputasi yang kuat dalam bentuk papan tunggal yang ringkas, memungkinkan pengembang untuk membuat prototipe dan proyek yang kompleks.

4. Raspberry Pi 4 Model B

Sebagai komputer mini multifungsi yang hemat biaya, memungkinkan berbagai aplikasi seperti pendidikan, proyek hobi DIY (server pribadi, pusat media), dan otomatisasi rumah. Dengan performa setara desktop, Pi 4 dapat digunakan sebagai pengganti desktop, media center, server, hingga platform pengembangan perangkat lunak.

5. Onion Omega 2+

Dirancang untuk pengembangan proyek Internet of Things (IoT) dan prototipe perangkat keras. Perangkat ini memungkinkan pengembang untuk membuat aplikasi yang saling terhubung melalui internet, karena memiliki Wi-Fi terintegrasi, menjalankan sistem operasi Linux, dan mendukung bahasa pemrograman tingkat tinggi seperti Python dan JavaScript.

6. NVIDIA Jetson Nano

Sebagai komputer mini yang didesain untuk pengembangan aplikasi Kecerdasan Buatan (AI) dan machine learning di perangkat tepi (edge), terutama untuk tugas-tugas seperti pengenalan objek, analisis video, robotika, dan sistem IoT. Dengan arsitektur GPU yang kuat dan daya rendah, Jetson Nano memungkinkan developer untuk membuat dan menjalankan aplikasi AI yang kompleks dengan kinerja tinggi dalam ukuran yang ringkas dan efisien.

7. Clockwork Pi

Menyediakan perangkat keras dan ekosistem open-source yang modular dan dapat disesuaikan, terutama dalam bentuk komputer portabel seperti GameShell (konsol permainan DIY) dan DevTerm (komputer portabel retro). Perangkat ini berfungsi untuk pengembangan, rekayasa, hiburan, dan proyek telemetri, dengan kemampuan untuk diintegrasikan dengan perangkat lain seperti Raspberry Pi dan mendukung berbagai modul ekstensi seperti modem LTE dan GPS.

Single Board Controller

A. Komponen Single Board Controller

Setelah membahas tentang single board computer, sekarang kita akan lanjut ke bagian yang lebih spesifik: melihat lebih dekat komponen-komponen yang menyusun sebuah single board controller. Yuk, kita bongkar satu per satu bagian penting yang membuat perangkat ini bekerja optimal dalam sistem kontrol.

1. Breadboard

Sebagai papan prototyping tanpa solder untuk membangun dan menguji sirkuit elektronik. Ini memungkinkan pengguna untuk merakit komponen seperti kabel dan resistor dengan mudah, melakukan modifikasi sirkuit tanpa risiko kerusakan pada komponen atau papan itu sendiri, dan memudahkan proses eksperimen serta debugging.

2. Kabel jumper

Menghubung elektrik atau sinyal antara dua titik atau komponen. Dalam konteks otomotif, kabel jumper berfungsi untuk menyediakan daya dari aki lain untuk menghidupkan mesin mobil dengan aki lemah. Sementara dalam elektronik, kabel ini digunakan untuk merangkai dan menguji komponen pada papan prototipe seperti breadboard tanpa perlu menyolder.

3. Light Emitting Diode (LED)

Mengubah energi listrik menjadi cahaya dengan efisiensi tinggi. LED digunakan sebagai indikator pada perangkat elektronik, dalam teknologi layar seperti TV dan ponsel, serta dalam komunikasi optik dan aplikasi medis. Keunggulannya terletak pada konsumsi daya yang rendah, umur pakai yang panjang, daya tahan terhadap guncangan, dan kemampuannya menghasilkan cahaya berwarna tanpa filter.

4.Potensiometer 

Resistor variabel yang berfungsi untuk membagi tegangan atau mengontrol level sinyal secara manual. Hal ini memungkinkan potensiometer digunakan untuk berbagai aplikasi, seperti mengatur volume pada sistem audio, mengontrol kecerahan lampu (dimmer), atau sebagai sensor posisi sudut pada sistem kontrol.

5. Push button

Fungsi utama push button (tombol tekan) adalah untuk menghubungkan atau memutuskan aliran listrik dalam suatu sirkuit, yang mengaktifkan atau menonaktifkan suatu perangkat secara sementara. Fungsi ini mencakup kontrol perangkat elektronik, seperti menghidupkan/mematikan lampu atau kipas, dan mengontrol mesin industri, misalnya pada panel listrik, lift, atau mesin penjual otomatis. Selain itu, push button juga digunakan untuk reset perangkat, pemilihan mode operasi, dan aplikasi keamanan seperti tombol darurat.

6. Servo 

Fungsi servo adalah untuk menggerakkan, memutar, atau memposisikan komponen mekanis secara presisi tinggi, kecepatan, dan akurasi melalui kontrol yang akurat pada sudut, kecepatan, dan akselerasi, seperti pada robot, mesin industri, drone, dan mobil remote control.

7. Modul relay

Sebagai sakelar otomatis yang memungkinkan sirkuit bertegangan rendah mengontrol beban bertegangan tinggi atau berarus tinggi dengan aman, serta menyediakan isolasi antara sirkuit kontrol dan beban, memperkuat sinyal kontrol dari perangkat seperti mikrokontroler untuk mengoperasikan perangkat daya besar seperti motor, lampu, atau katup solenoid.

8. Sensor DHT11

Mengukur dan mendeteksi suhu serta kelembaban udara di lingkungan sekitarnya secara digital. Sensor ini populer di kalangan penghobi elektronik karena harganya terjangkau, mudah digunakan, dan dapat dihubungkan langsung ke mikrokontroler seperti Arduino untuk proyek-proyek IoT dan otomatisasi sederhana.

9. Modul Ultrasonik

Fungsi modul ultrasonik adalah untuk mendeteksi objek dan mengukur jarak secara non-kontak dengan memanfaatkan gelombang suara ultrasonik yang dipantulkan kembali. Modul ini digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti robotika untuk navigasi dan menghindari rintangan, pengukuran level cairan dalam tangki, hingga inspeksi material dalam industri.

10. Kabel USB

Sebagai penghubung antara komputer dan perangkat lain untuk mentransfer data dan mengirimkan daya (pengisian daya). Kabel USB memungkinkan perpindahan file digital dari satu perangkat ke perangkat lain dan juga dapat digunakan untuk mengisi daya baterai pada berbagai perangkat seperti ponsel, tablet, dan laptop.

11. LED RGB

Jenis LED yang dapat memancarkan berbagai warna cahaya dengan menggabungkan tiga warna dasar: Merah (R), Hijau (G), dan Biru (B). LED ini digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari pencahayaan dekoratif hingga indikator status dalam proyek elektronik.

12. Liquid Crystal Display (LCD)

Menampilkan informasi visual seperti karakter, teks, angka, dan grafik pada perangkat elektronik dengan memanfaatkan kristal cair untuk mengontrol cahaya yang melewatinya. LCD digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari monitor komputer, televisi, hingga layar ponsel dan perangkat DIY seperti Arduino, karena efisiensi energinya dan kemampuannya menghasilkan gambar yang halus.

13. Buzzer 

Menghasilkan suara atau bunyi melalui konversi sinyal listrik menjadi getaran suara, yang berfungsi sebagai indikator status, peringatan, notifikasi, atau alarm pada berbagai perangkat elektronik. Buzzer mengubah energi listrik menjadi getaran suara untuk menarik perhatian pengguna dan menyampaikan informasi penting, seperti saat proses selesai, mendeteksi bahaya, atau memberikan umpan balik pengguna.

14. Resistor

Membatasi arus listrik dan mengatur tegangan dalam rangkaian elektronik, serta berfungsi sebagai pembagi tegangan untuk menyesuaikan tegangan yang sesuai kebutuhan komponen. Resistor juga digunakan untuk melindungi komponen lain dari arus berlebih, membagi arus, dan sebagai sensor untuk cahaya, suhu, atau kelembapan jika merupakan resistor variabel.

15. Photoresitor 

Sebagai sensor cahaya yang mengubah nilai resistansinya berdasarkan intensitas cahaya yang diterimanya, yaitu resistansi tinggi di gelap dan rendah saat terang. Fungsi ini memungkinkan fotoresistor digunakan untuk berbagai aplikasi, seperti mendeteksi cahaya, mengukur intensitas cahaya, dan sebagai komponen dalam sistem kontrol otomatis, alarm, serta perangkat elektronik lainnya yang memerlukan respons terhadap kondisi pencahayaan.

Demikian pembahasan mengenai komponen-komponen utama pada Single Board Computer dan Single Board Controller. Memahami fungsi dan peran tiap komponen akan membantu kita lebih mengerti cara kerja perangkat ini serta memaksimalkan penggunaannya dalam berbagai aplikasi teknologi. Terus eksplorasi dan jangan ragu untuk mencoba langsung agar semakin mahir dalam memanfaatkan SBC dan SBC controller sesuai kebutuhan Anda!