Perancangan Dan Implementasi Pengendali Pintu Pagar Otomatis Berbasis Arduino

(1)

PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI PENGENDALI

PINTU PAGAR OTOMATIS BERBASIS ARDUINO

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro

Sub Jurusan Teknik Komputer

Oleh

NIM : 100422059 Wilfrid Sahputra Girsang

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI PENGENDALI PINTU PAGAR OTOMATIS BERBASIS ARDUINO

Oleh:

100422059

Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Wilfrid Sahputra Girsang

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PPSE FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

Sidang pada Tanggal 5 Bulan Februari Tahun 2014 di depan penguji : 1. Ketua Penguji : Ir. Kasmir Tanjung, MT ……….. 2. Anggota Penguji : Penantin Tarigan, Msc ………..

Disetujui Oleh: Pembimbing Tugas Akhir

Diketahui Oleh: Fakhruddin Rizal B, ST. MTI NIP. 19740427 200312 1 002

Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU

NIP. 1954053 1198601 1 002 Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si

(3)

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI PENGENDALI PINTU PAGAR OTOMATIS BERBASIS ARDUINO

Oleh:

100422059

Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Wilfrid Sahputra Girsang

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO PPSE FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

Sidang pada Tanggal 5 Bulan Februari Tahun 2014 di depan penguji : 1. Ketua Penguji : Ir. Kasmir Tanjung, MT

2. Anggota Penguji : Penantin Tarigan, Msc

Disetujui Oleh:

Pembimbing Tugas Akhir

Diketahui Oleh:

Fakhruddin Rizal B, ST. MTI NIP. 19740427 200312 1 002

Ketua Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik USU

NIP. 1954053 1198601 1 002 Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si

(4)

ABSTRAK

Tugas akhir ini membahas tentang perancang dan pengendali suatu sistem pembuka dan penutup pintu pagar rumah menggunakan mikrokontroler arduino uno. Rancangan ini diharapkan untuk diaplikasikan pada rumah – rumah yang memiliki pintu pagar yang besar dengan bobot yang berat agar dapat mempermudah pemilik rumah tersebut untuk membuka dan menutup pintu pagar. Sebagai pengendalinya digunakan tombol, RF (radio frekuensi) dan Ethernet shield untuk dapat membuka dan menutup pintu pagar tersebut. Untuk menggerakkan atau mengendalikan pintu pagar digunakan motor dan driver agar pintu pagar dapat bergeser ke kanan untuk pintu pagar terbuka dan bergeser kekiri untuk pintu pagar tertutup.

(5)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala RahmatNya lah yang memberikan pengetahuan, kesabaran, dan kesehatan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Tugas Akhir ini berjudul “PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI

PENGENDALI PINTU PAGAR OTOMATIS BERBASIS ARDUINO”.

Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan Program pendidikan Sarjana Jurusan Teknik Elektro, program studi Teknik Komputer, Universitas Sumatera Utara.

Sesuai dengan judulnya, laporan ini membahas mengenai perancangan dan pengendali sistem pembuka dan penutup pintu pagar dengan mikrokontroler arduino sehingga pintu pagar dapat terbuka dan tertutup sesuai dengan kendali yang digunakan.

Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini penulis banyak menerima bimbingan dan dorongan berupa pemikiran, tenaga dan waktu dari berbagai pihak. Oleh sebab itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Ayahanda Arbensius Girsang, S.Pd dan Ibunda Marlinang Sinaga, S.Pd tercinta selaku orangtua penulis serta kakak dan adik yang telah banyak memberikan bantuan, dorongan dan biaya serta doa pada penulis selama menjalani jenjang pendidikan hingga selesai.

2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si, selaku Ketua Departemen Teknik Elektro FT-USU.

(6)

3. Bapak Fakhruddin Rizal, ST, MTI, selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir penulis.

4. Bapak Drs. Hasdari Helmi, MT, selaku dosen wali penulis

5. Seluruh Dosen dan Staf Pegawai Departemen Teknik Elektro FT-USU. 6. Abang Yudi yang telah banyak memberikan masukan dalam

menyelesaikan tugas akhir ini.

7. Teman-teman seperjuangan penulis Elda, Yetty, Mutiara, Rati, Abang Doli, Abang Ronald, Abang Jackson, Adi, Erik, Bukry, Leo, Rinaldi, Manase yang telah memberikan masukan dan semangat kepada penulis. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini belum sempurna, karena masih banyak kesalahan dan kekerungan. Oleh karena itu, saran dan kritik yang bersifat membangun sangat diharapkan. Akhirnya penulis berharap Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi yang membacanya.

Medan, November 2013 Penulis,

Wilfrid Sahputra Girsang 100422059

(7)

DAFTAR ISI

ABSTRAK... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... iv

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ………... ix

BAB I PENDAHULUAN ... 1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Rumusan Masalah... 2

1.3 Tujuan Penulisan... 2

1.4 Manfaat Penuliasan... 2

1.5 Batasan Masalah... 2

1.6 Metodologi Penulisan... 3

1.7 Sistematika Penulisan... 4

BAB II LANDASAN TEORI... 2.1 Sistem Otomatis... 5

2.1.1 Elemen Dasar Sistem Otomatis... 6

2.2 Arduino………... 8

2.2.1 Arduino Uno……… 11

2.3 Dfrduino Ethernet Shield... 17

2.4 433 Mhz RF KYL 1020 ... 20

(8)

2.6 Sensor Inframerah... 24

2.6.1 Adjustable Infrared…... 25

2.7 Motor DC Servo... 26

2.8 Driver Motor... 26

2.8.1 IC l293D……… 27

BAB III PERANCANGAN PERANGKAT KERAS DAN PERANGKAT LUNAK ... 3.1 Proses kerja sistem secara umum ... 29

3.2 Perancangan perangkat keras ... 31

3.2.1 Rangkaian pada sistem pertama (membuka dan menutup pintu pagar dengan tombol) ... 33

3.2.2 Rangkaian pada sistem kedua (membuka dan menutup pintu pagar dengan RF) ... 35

3.2.3 Rangkaian pada sistem ketiga ( membuka dan menutup pintu pagar dengan Ethernet Shield) ……. 40

3.3 Rangkaian pengerak motor Driver L293D ... 41

3.4 Perancangan perangkat lunak (Program) ... 42

3.4.1 Flowchart………. 43

BAB IV PENGUJIAN SISTEM ... 4.1 Metode pegujian ... 46

4.1.1 Pengujian rangkaian Tombol ………... 46

(9)

4.1.3 Pengujian rangkaian Ethernet ……… 50 4.2 Pengujian keseluruhan ... 52

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...

5.1 Kesimpulan ... 54 5.2 Saran ... 55

DARTAR PUSTAKA

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram blok arduino board …...………... 9

Gambar 2.2 Arduino Uno Board ……… 11

Gambar 2.3 Piranti out Arduino Uno ….……… 12

Gambar 2.4 Arduino Development Environment …………...………. 16

Gambar 2.5 Piranti out Ethernet Shield pada Arduino …...…… 18

Gambar 2.6 Ethernet Shield ………... 19

Gambar 2.7 DFRduino Ethernet shield ……….. 20

Gambar 2.8 Piranti out 433Mhz RF kit ……….. 21

Gambar 2.9 Piranti out LCD 16x2 HD44780 ... 23

Gambar 2.10 Adjustable Infrared ... 25

Gambar 2.11 Piranti IC L293D …... 28

Gambar 3.1.1 Diagram blok rancangan pada pintu pagar... 29

Gambar 3.1.2 Diagram blok rancangan pada mobil……….. 30

Gambar 3.2 Rangkaian membuka pagar dengan tombol ... 34

Gambar 3.3 Rangkaian membuka pagar dengan RF pada rumah …….. 36

Gambar 3.4 Rangkaian RF pada mobil ……….. 38

Gambar 3.5 Rangkaian membuka pagar dengan Ethernet shield ……... 40

Gambar 3.6 Rangkaian Driver L293D ………... 42

Gambar 4.1 Rangkaian tombol sebelum di tekan ……….. 47

Gambar 4.2 Rangkaian tombol ditekan.……... 47

Gambar 4.3 Rangkaian RF pada pagar ……...…………... 48

Gambar 4.4 Rangkaian pada mobil ………...………. 48

(11)

Gambar 4.6 LCD telah menerima signal untuk menutup pagar ……… 50 Gambar 4.7 Settingan IP addrees pada computer ……….. 51 Gambar 4.8 Pengujian PING IP Ethernet …………...………... 51 Gambar 4.9 Browser mozila sistem Ethernet shield pembuka pagar … 52

(12)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.2.1 Tabel piranti Arduino …... 11 Tabel 2.2.2 Spesifikasi Atmega328-P... 12 Tabel 2.8.1 Spesifikasi Maximum IC L293D……… 27

(13)

ABSTRAK

(14)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan yang semakin meningkat membuat setiap orang sangat tergantung pada teknologi. Banyak cara yang dilakukan untuk memenuhi kebutuhan tersebut salah satunya dengan mengaplikasikan teknologi untuk mempermudah pekerjaan. Dengan menggunakan teknologi setiap orang dapat melakukan sesuatu tanpa harus bertindak secara langsung.

Dengan menggunakan sistem pengendali pintu pagar pada suatu rumah akan diperoleh kemudah pekerjaan karena dapat membuka dan menutup pintu pagar tanpa harus bertindak secara langsung. Tiap orang yang memiliki pintu pagar yang berbobot berat dapat mengendalikan terbuka dan tertutupnya pintu pagar sesuai dengan yang diinginkan. Dalam skripsi ini diuraikan perancangan teknologi tersebut untuk dapat membuka dan menutup pintu pagar rumah.

Pagar rumah merupakan salah satu pintu masuk utama pada sebuah rumah. Sebuah pintu pagar memiliki bobot yang berat karena terbuat dari bahan logam. Dengan menggunakan teknologi ini setiap orang dapat membuka dan menutup pintu pagar yang cukup berat tanpa mengeluarkan tenaga secara langsung.

Dengan adanya teknologi pada pintu pagar ini maka setiap orang dapat terhindar dari cuaca buruk harus keluar mobil agar dapat membuka pintu pagar dan mendapatkan kenyamanan dengan terbuka dan tertutupnya pintu pagar dengan sendirinya.

(15)

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang diatas, maka dapat diambil rumusan masalah pada Tugas Akhir ini adalah bagaimana merancang dan mengimplementasikan suatu alat pengendali pintu pagar rumah otomatis berbasis arduino agar dapat mengendalikan terbuka dan tertutupnya pintu pagar sebuah rumah.

1.3 Tujuan Penulisan

Merancang suatu alat pengendali pintu pagar rumah agar tertutup dan terbuka sesuai dengan kendali yang digunakan dengan mengeluarkan tenaga sedikit dan tidak dibatasi jarak sehingga dapat mempermudah pekerjaan manusia.

1.4 Manfaat Penulisan

Adapun manfaat penulisan tugas akhir ini adalah memberikan kemudahan kepada setiap orang yang menggunakan pagar agar dapat membuka dan menutup pintu pagar tanpa harus mengeluarkan tenaga secara langsung, terbatasi oleh waktu serta keadaan.

1.5 Batasan Masalah

Batasan masalah pada Tugas Akhir ini adalah:

1. Perancangan hanya terbatas pada sistem elektronik pintu pagar otomatis, Perancangan hanya dibatasi untuk merancang sistem untuk menggerakkan pintu pagar secara otomatis atau manual sesuai dengan sistem yang digunakan.

(16)

2. Rancangan hanya menggunakan mikrokontroler pada ARDUINO, pada perancangannya sistem menggunakan mikrokontroler yang ada pada ARDUINO yaitu Atmega328p.

3. Perancangan tidak diimplementasikan secara nyata, rangkaian elektronik di buat menggunakan prototipe board (bread board) yaitu rangkaia pada papan ujicoba.

4. Perancangan ini diasumsikan tidak digunakan pada gedung perkantoran karena tujuan perancangan sistem yaitu untuk privasi rumah pribadi tidak untuk penggunakan fasilitas gedung umum.

5. Perancangan hanya membahas tentang sistem dan hardware yang digunakan, tidak membahas komponen yang digunakan untuk uji coba sistem.

6. Perancangan tidak membahas tentang mekanik pintu pagar.

1.6 Metodologi Penulisan

1. Tahap perancangan perangkat keras

Tahap ini melakukan perancangan rangkaian baik rangkaian minimum atau pun rancangan keseluruhan. Adapun rangkaiannya yaitu rangkaian tombol, rangkaian RF dan rangkaian Ethernet.

2. Tahap perancangan perangkat lunak

Tahap ini merancang program yang nantinya akan dibuat pada mikrokontroler untuk dapat mengatur kerja rangkaian agar sesuai dengan yang diinginkan. Dengan adanya perangkat lunak ini mikrokontroler diatur untuk melaksanakan tugasnya sesuai dengan sistem rancangan.

(17)

3. Tahap pengujian

Tahap ini ialah melakukan uji coba terhadap perangkat keras dan perangkat lunak agar mengetahui apakah telah sesuai dengan rancangan.

1.7 Sistematika Penulisan

Tugas akhir ini disusun berdasarkan sistematika penulisan sebagai berikut:

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini merupakan gambaran keseluruhan tentang apa yang diuraikan dalam Tugas Akhir ini, yaitu pembahasan tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, metode penulisan, dan sistematika penulisan.

BAB II : LANDASAN TEORI

Bab ini berisi teori-teori tentang penjelasan ARDUINO, sistem otomatis dan hardware lain yang digunakan.

BAB III : PERANCANGAN PERANGKAT KERAS DAN PERANGKAT LUNAK

Bab ini membahas tentang rangkaian dan program yang digunakan oleh mikrokontroler.

BAB IV : PENGUJIAN SISTEM

Bab ini membahas tentang implementasi dan pengujian aplikasi dari hasil perancangan.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari aplikasi yang dirancang.

(18)

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Sistem otomatis

Sistem otomatis dapat didefinisikan sebagai suatu teknologi yang dapat menggerakkan sebuah perangkat alat dengan sendirinya tanpa ada bantuan dari luar. Sistem ini berkaitan dengan aplikasi mekanik, elektronik dan sistem yang berbasis mikrokontroler (PLC atau komputer). Semuanya bergabung menjadi satu untuk memberikan fungsi terhadap sistem rancangan penggerak (mekanik) sehingga akan memiliki fungsi tertentu.

Dalam sistem otomatis mikrokontroler memiliki fungsi yang sangat penting yaitu sebagai pengendali dalam sistem otomatis tersebut. Mikrokontroler diprogram agar dapat mengendalikan aplikasi mekanik sedangkan aplikasi elektronik digunakan untuk mikrokontroler agar dapat bekerja.

Sejarah perkembangan sistem otomatis bermula dari governor sentrifugal yang berfungsi untuk mengontrol kecepatan uap yang dibuat oleh James watt pada abad ke delapan belas. Dengan semakin berkembangnya komputer dan mikrokontroler maka peranan dari sistem otomatis konvensional yang masih menggunakan peralatan-peralatan mekanik sederhana sedikit demi sedikit memudar. Penggunaan mikrokontroler dalam suatu sistem otomatis akan menjadi lebih praktis karena dalam sebuah mikrokontroler terdapat banyak proses yang dapat di kerjakan dalam beberapa mili detik, karena sebuah mikrokontroler memiliki ukuran yang relatif kecil dan memberikan fungsi yang lebih baik daripada pengendali mekanis.

(19)

2.1.1 Elemen dasar sistem otomatis

Terdapat tiga elemen dasar yang menjadi syarat mutlak bagi sistem otomatis, yaitu sumber tegangan (power), Instruksi program (program of instruction) dan kontrol sistem, yang kesemuanya untuk mendukung proses dari sistem otomatis tersebut.

a. Sumber tegangan atau Power

Sumber tegangan atau bisa dikatakan sumber energi dari sistem otomatis berfungsi untuk menggerakan semua komponen dari sistem otomatis. Sumber energi bisa menggunakan energi listrik, baterai, ataupun Accu, semuanya tergantung dari tipe sistem otomatis itu sendiri.

b. Baris – baris program

Proses kerja dari sistem otomatis mutlak memerlukan sistem kontrol baik menggunakan mekanis, elektronik ataupun komputer. Untuk program instruksi / perintah pada sistem kontrol mekanis maupun rangkaian elektronik tidak menggunakan bahasa pemrograman dalam arti sesungguhnya, karena sifatnya yang analog. Untuk sistem kontrol yang menggunakan mikrokontroler dan keluarganya (PLC maupun komputer) bahasa pemrograman merupakan hal yang wajib ada.

Bahasa pemrograman akan memberikan perintah pada mikrokontroler dengan perantara driver sebagai penguat tegangan. Perintah seperti “out”, “outport” ,”out32” sebenarnya hanya memberikan perintah untuk sekian millidetik berupa arus pada penggerak yang kemudian akan diperkuat tegangannya.

Bahasa program seperti Pascal, C, Basic, FORTRAN merupakan fasilitas pada programer untuk mengimplementasikan kerja dari sistem yang ingin

(20)

dirancang, Bahasa program ini merupakan antarmuka antara pengguna dengan sistem. Translator atau kompiler untuk bahasa pemrograman tertentu akan mengubah statemen-statemen dari pemrogram menjadi informasi yang dapat dimengerti oleh komputer.

Instruksi komputer merupakan perintah yang digunakan perangkat keras mikrokontroler agar bekerja sesuai dengan rancangan. Mikrokontroler menggunakan instruksi tersebut untuk mendefinisikan urutan operasi yang akan dieksekusi. Sistem operasi berfungsi untuk mengkoor-dinasi interaksi program, mengatur kerja dari perangkat lunak yang digunakan untuk memprogram dari perangkat keras yang bervariasi, serta operasi dari unit masukan/keluaran.

Mikrokontroler merupakan salah satu produk teknologi tinggi yang dapat melakukan hampir semua pekerjaan, tetapi mikrokontroler merupakan barang mati tanpa adanya bahasa pemrograman untuk menggambarkan apa yang kita kerjakan, sistem bilangan untuk mendukung komputasi, dan matematika untuk menggambarkan prosedur komputasi yang kita kerjakan.

c. Sistem kontrol (Mikrokontroler)

Sistem kontrol merupakan bagian penting dalam sistem otomatis. Apabila suatu sistem otomatis dikatakan layaknya semua organ tubuh manusia seutuhnya maka sistem kontrol merupakan bagian otak / pikiran, yang mengatur dari keseluruhan gerak tubuh. Sistem kontrol dapat tersusun dari komputer, rangkaian elektronik sederhana atau peralatan mekanik. Hanya saja penggunaan rangkaian elektronik dan peralatan mekanik mulai ditinggalkan dan lebih mengedepankan sistem kontrol dengan penggunaan mikrokontroler dan keluarganya (PLC, komputer)

(21)

Sistem kontrol sederhana dapat ditemukan dari berbagai macam peralatan yang dijumpai, diantaranya:

 Setiap toilet memiliki mekanisme kontrol untuk mengisi ulang tangki air dengan pengisian sesuai dengan kapasitas dari tangki tersebut. Mekanisme sistem kontrol tersebut menggunakan peralatan mekanis yang disusun sedemikian rupa sehingga membentuk sistem otomatis.

 AC atau air conditioner merupakan sistem otomatis yang menggunakan sistem kontrol mikrokontroler atau yang sering disebut komputer sederhana.  Robot assembly contoh sistem otomatis yang menggunakan kontrol sistem

komputer atau keluarganya. Sistem kontrol tersebut akan memberikan pengaturan pada gerakan-gerakan tertentu untuk menyusun suatu peralatan pada industri.

2.2 Arduino

Arduino merupakan perangkat keras modul yang di rangkai untuk dapat mengontrol sesuatu kegiatan. Arduino merupakan kumpulan komponen yang terdiri dari mikrokontroler sebagai komponen utama. Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source. Arduino tidak hanya sebuah alat pengembangan, tetapi kombinasi dari hardware, bahasa pemrograman Integrated Development Environment (IDE) yang canggih.

IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory mikrokontroler. Ada banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh akademisi dan profesional dengan menggunakan Arduino, selain itu juga ada banyak

(22)

modul-modul pendukung (sensor, tampilan, penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan dengan Arduino.

Komponen utama di dalam papan Arduino adalah sebuah mikrokontroler 8 bit dengan merk ATmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation. Berbagai papan Arduino menggunakan tipe ATmega yang berbeda-beda tergantung dari spesifikasinya, sebagai contoh Arduino Uno menggunakan ATmega328 sedangkan Arduino Mega 2560 yang lebih canggih menggunakan ATmega2560. Untuk memberikan gambaran mengenai apa saja yang terdapat di dalam sebuah mikrokontroller, pada gambar berikut ini diperlihatkan contoh diagram blok sederhana dari mikrokontroler ATmega328 (dipakai pada Arduino Uno).

Gambar 2.1 Diagram Blok arduino board Blok-blok diatas dijelaskan sebagai berikut:

 Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) adalah antar muka yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-232, RS-422 dan RS-485.

UART (antar muka serial) 2KB RAM

(memory kerja)

32KB Flash memory (program)

1KB EEPROM

(23)

 2KB RAM pada memory kerja bersifat volatile (hilang saat daya dimatikan), digunakan oleh variable-variabel di dalam program.

 32KB flash memory bersifat non-volatile, digunakan untuk flash memory juga menyimpan bootloader. Bootloader adalah program inisialisasi yang ukurannya kecil, dijalankan oleh CPU saat daya dihidupkan.

 1KB EEPROM bersifat non-volatile.

 Piranti input/output, piranti untuk menerima data (input) digital atau analog, dan mengeluarkan data (output) digital atau analog.

Software Arduino yang digunakan adalah driver dan IDE, walaupun masih ada beberapa software lain yang sangat berguna selama pengembangan Arduino. IDE Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan Java. IDE Arduino terdiri dari:

 Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa Processing.

 Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa program C) menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah mikrokontroller tidak akan bisa memahami bahasa C. Yang bisa dipahami oleh mikrokontroller adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini.

 Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memory di dalam papan Arduino.

(24)

2.2.1 Aduino Uno

Arduino Uno adalah board berbasis mikrokontroler pada ATmega328 .Board ini memiliki 28 piranti yaitu 14 digital input / output, 6 input / output analog , 6 piranti power. Berikut merupakan table piranti Arduino:

Piranti Arduino Fungsi

0,1 Serial data transmiter (Rx, Tx)

3, 4, 5, 6, 9, 10, 11, Serial data PWM 2, 7, 8 12, 13 Serial data digital

A0 – A5 Analog (ADC)

Power 3,3V, 5V, 2 piranti GND, Vin, Reset

Khusus (Piranti memiliki fungsi khusus yang digunakan untuk modul tambahan) terdiri dari 6 piranti

IO Reff, AReff

Gambar 2.2.1 Tabel piranti Arduino

Gambar 2.2. Arduino Uno Board

Arduino memiliki 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack listrik external 2,1mm dan tombol reset. Piranti ini berisi semua yang diperlukan untuk

(25)

mendukung mikrokontroler. Untuk menggunakannya arduino dihubung ke komputer dengan kabel USB atau sumber tegangan yang bisa didapat dari adaptor AC-DC atau baterai. Berikut merupakan table dari mikrokontroler yang ada pada arduino.

Mikrokontroller Atmega328 Input Voltage

(Rekomendasi)

7-12 V

Input Voltage (limits)

6-20 V

I/O 14 piranti (6 piranti untuk PWM)

Arus 50 mA

Flash Memory 32KB

Bootloader SRAM 2 KB

EEPROM 1 KB

Kecepatan 16 Mhz

Operasi Voltage 5V

Tabel 2.2.2 Spesifikasi Atmega328-P

(26)

Arduino uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Eksternal (non- USB) daya berasal dari AC-DC adaptor atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan cara menghubungkannya ke external daya konektor yang ada pada board arduino yaitu jack power dengan ukuran 2,1mm. Keluaran dari baterai atau adaptor dapat diperoleh dari piranti Gnd dan Vin dari konektor Power. Board dapat beroperasi pada daya 6 - 20 volt, Jika diberikan daya kurang dari 7V piranti 5V akan menyuplai kurang dari 5 volt dan board mungkin tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12V, regulator tegangan bisa panas dan merusak board. Rentang yang dianjurkan adalah 7 - 12 volt. Berikut merupakan beberapa hal yang ada pada board arduino:

 VIN

Tegangan input ke board Arduino ketika menggunakan sumber daya eksternal dapat ditambah dengan menggunakan piranti ini. Sambungkan piranti ini dengan sumber tegangan lain sehingga tegangan output arduino dapat meningkat.

 5V

Merupakan output 5V dari power arduino yang dapat digunakan untuk komponen lain seperti sensor, motor dan dll. Output ini berasal dari vin USB atau power adaptor external arduino juga dari piranti vin.

 3,3V

Merupakan output 3,3Volt yang digunakan untuk menghidupkan komponen dengan tegangan rendah seperti led, diver motor dll. pasokan yang dihasilkan oleh regulator on-board dan Menarik arus maksimum adalah 50 mA.

 GND

(27)

 Memory

ATmega328 ini memiliki 32 KB dengan 0,5 KB digunakan untuk loading file. Atmega ini juga memiliki 2 KB dari SRAM dan 1 KB dari EEPROM

 Input & Output

Masing-masing dari 14 piranti digital pada Arduino Uno dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi portMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Mereka beroperasi di 5 volt. Setiap piranti dapat memberikan atau menerima maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal dari 20-50 K. Berikut beberapa penjelasan piranti beserta fungsi khususnya:

 Serial

0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) data TTL serial. piranti ini terhubung ke piranti yang sesuai dari chip ATmega8U2 USB-to-Serial TTL.

 Eksternal Interupsi

2 dan 3. piranti ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interupsi pada nilai yang rendah, pada programnya dideklarasikan dengan attachInterrupt ().

 PWM

3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan 8-bit output PWM dengan analogWrite () fungsi.

 SPI

10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). piranti ini mendukung komunikasi SPI menggunakan perpustakaan SPI.

(28)

 LED

Ada built-in LED terhubung ke piranti digital 13. Ketika piranti bernilai TINGGI, LED menyala, ketika piranti bernilai RENDAH, itu off.

 TWI (Two wire interface)

A4 atau SDA piranti dan A5 atau SCL piranti. Mendukung komunikasi TWI  Aref

Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan analogReference ().  Reset

Digunakan untuk merest program yang dijalankan arduino kembali keawal program.

 Otomatis Software Reset

Tombol reset Uno Arduino dirancang untuk menjalankan program yang tersimpan didalam mikrokontroller dari awal. Tombol reset terhubung ke Atmega328 melalui kapasitor 100nf.

Arduino uno memiliki 6 input analog, diberi label A0 sampai A5, yang terdiri dari 6 piranti dan Secara default sistem memiliki tegangan 5 volt.

Uno Arduino memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lain. ATmega328 ini menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada port digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah ATmega16U2 pada saluran board ini komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware Arduino menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan. Namun, pada Windows, file. Inf diperlukan. Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data sederhana yang

(29)

akan dikirim ke board Arduino. RX dan TX LED di board akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer. ATmega328 ini juga mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Fungsi ini digunakan untuk melakukan komunikasi inteface pada sistem.

Uno Arduino dapat diprogram dengan perangkat lunak Arduino. Pilih Arduino Uno dari Tool lalu sesuaikan dengan mikrokontroler yang digunakan. Pada ATmega328 pada Uno Arduino memiliki bootloader yang memungkinkan untuk meng-upload program baru untuk itu tanpa menggunakan programmer hardware eksternal. Ini berkomunikasi menggunakan protokol dari bahas C. Sistem dapat menggunakan perangkat lunak FLIP Atmel (Windows) atau programmer DFU (Mac OS X dan Linux) untuk memuat firmware baru. Atau Anda dapat menggunakan header ISP dengan programmer eksternal.

(30)

Beberapa fungsi tombol pada software programming arduino:

Verify : tombol yabg berfungsi untuk melihat error pada code program yang telah dibuat sebelum diupload

Upload : Tombol yang berfungsi untuk mengkomplike code program dan mengisikan ke micro Arduino

New : Tombol untuk membuat tampilan baru dari Sketch untuk menulis code program

Open : Tombol yang digunakan untuk membuka file yang berisi program dasar Arduino

Save : Digunakan untuk save code program yang telah ditulis.

Serial monitor : Membuka serial monitor yang dapat digunakan untuk melihat hasil jalannya program yg dibuat.

Lingkungan open-source Arduino memudahkan untuk menulis kode dan meng-upload ke board Arduino. Ide ini berjalan pada Windows, Mac OS X, dan Linux. Berdasarkan Pengolahan, avr-gcc, dan perangkat lunak sumber terbuka lainnya.

2.3 Dfrduino Ethernet shield

Merupakan modul yang digunakan untuk menghubungkan perangkat Arduino ke internet baik local atau online. Modul ini merupakan perangkat tambahan untuk arduino yang langsung di koneksikan pada papan arduino. Modul ini dapat terkoneksi ke jaringan disebabkan adanya Chip ethernet Wiznet W5100 yang ada pada papan ethernet. Wiznet W5100 menyediakan jaringan (IP) stack yang memiliki TCP dan UDP. Shield ini mendukung hingga empat koneksi soket

(31)

secara simultan. Untuk memprogramnya digunakan library Ethernet agar dapat terhubung ke internet. Shield Ethernet ini terhubung ke sebuah papan Arduino dengan menempelkannya diatas arduino tersebut. Walaupun begitu piranti arduino tetap dapat digunakan.

Pada ethernet shield terdapat sebuah slot micro-SD, yang dapat digunakan untuk menyimpan file yang dapat diakses melalui jaringan. Onboard micro-SD card reader diakses dengan menggunakan SD library.

Gambar 2.5 Piranti out Ethernet Shield pada Arduino

Arduino board berkominikasi dengan W5100 dan SD card mengunakan bus SPI (Serial Peripheral Interface). Komunikasi ini diatur oleh library SPI.h dan Ethernet.h. Bus SPI menggunakan piranti digital 11, 12 dan 13 pada Arduino Uno.

(32)

Piranti digital 10 digunakan untuk memilih W5100 dan piranti digital 4 digunakan untuk memilih SD card. Piranti yang sudah disebutkan sebelumnya tidak dapat digunakan untuk input/output umum ketika kita menggunakan ethernet shield.

Karena W5100 dan SD card berbagi bus SPI, hanya salah satu yang dapat aktif pada satu waktu. Jika kita menggunakan kedua perangkat dalam program, hal ini akan diatasi oleh library yang sesuai.

Jika tidak menggunakan salah satu perangkat SD card atau SPI dalam program, perlu secara eksplisit men-deselect-nya. Untuk melakukan hal ini pada SD card, set piranti 4 sebagai output dan logika tinggi, sedangkan untuk W5100 yang digunakan adalah piranti 10.

DFRduino Ethernet shield adalah sebuah clone dari arduino Ethernet shield yang dibuat oleh DFRobot. Penampakan DFRduino Ethernet shield dapat dilihat pada Gambar.

(33)

Gambar 2.7 DFRduino Ethernet shield Hal – hal mengenai Ethernet Shield:

 Shield ini menyediakan ethernet jack RJ45 standar.

 Tombol reset pada shield Ethernet dapat digunakan untuk mereset W5100 dan Arduino.

Shield Ethernet berisi sejumlah informasi LED:

 PWR : mengindikasikan bahwa Shield Ethernet ON atau OFF

 LINK : menunjukkan adanya hubungan jaringan dan berkedip ketika Shield mentransmisikan atau menerima data

 FULLD: menunjukkan bahwa koneksi jaringan full duplex  100M : mengindikasikan adanya Mb / s koneksi jaringan

2.4433 Mhz RF KYL 1020

Merupakan modul yang digunakan untuk menghasilkan gelombang RF ( Radio Frekuensi), modul ini memiliki dua fungsi dalam satu modulnya yaitu

(34)

reciver dan transmitter. Serial RF transceiver ini menggunakan data serial dan memiliki multichannel yang support TTL, RS232, RS458 dan untuk menggunakan tinggal pilih salah satunya, untuk gambar dapat dilihat dibawah ini.

Gambar 2.8 piranti out 433Mhz RF kit Fungsi dari tiap piranti :

 Piranti 1 = GND/ Power Ground

 Piranti 2 = VCC./ Power DC (3V – 5,5V)

 Piranti 3 = RXD / TTL (Data Receive/ TTL Level)  Piranti 4 = TXD / TTL (Data Transmission/ TTL Level)  Piranti 5 = DGND (Sinyal Ground)

 Piranti 6 = A(TXD) RS485 A or TXD of RS-232  Piranti 7 = B(RXD) RS485 B or RXD of RS-232  Piranti 8 = Sleep Kontrol

 Piranti 9 = Test (Internel Testing)

Komponen ini dapat difungsikan menggunakan komputer dengan koneksi RS-232 konverter atau pun RS-485.

(35)

2.5LCD (Liquid Crystal Display)

Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.

LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan LCD memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan.

Dalam modul LCD (Liquid Cristal Display) terdapat mikrokontroler yang berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display). Mikrokontroler pada suatu LCD (Liquid Cristal Display) dilengkapi dengan memori dan register. Memori yang digunakan microcontroler internal LCD adalah:

 DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori tempat karakter yang akan ditampilkan berada.

(36)

 CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.

 CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD (Liquid Cristal Display) tersebut sehingga pengguna tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.

 Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroler ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses penulisan data atau tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display) dapat dibaca pada saat pembacaan data.

 Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau ke DDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut ke DDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya.

(37)

Piranti, kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD (Liquid Cristal Display) diantaranya adalah:

 Piranti data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan menggunakan LCD (Liquid Cristal Display) dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit.

 Piranti RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data.

 Piranti R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data, sedangkan high baca data.

 Piranti E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar.

 Piranti VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana piranti ini dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 Volt.

2.6Sensor Inframerah

Inframerah merupakan sebuah sensor yang termasuk kedalam kategori sensor optik yang optimal bekerja pada 38,5 KHz. Sistem kerja modul ini yaitu dengan membandingkan antara frekuensi dengan jarak yang dijangkaunya. Ada dua metode pemancaran yang digunakan oleh modul ini:

(38)

 Metode langsung, dimana infrared langsung dibiaskan layaknya rangkaian led biasa

 Metode dengan pemberian pulsa, metode ini mengacu pada kurva karateristik infrared tersebut.

Metode kedua masih rentan terhadap gangguan frekuensi dari luar, untuk dapat menggunakannya dibuat menggunakan teknik modulasi dimana ada dua frekuensi yang digunakan yaitu frekuensi untuk pembawa dan frekuensi data.

2.6.1 Adjustable Infrared

Merupakan sensor inframerah yang di dalam modulnya terdapat penerima dan pemancar inframerah. Sensor ini memiliki jarak jangkau adjustable (dapat disesuaikan) yaitu antara 3cm – 80cm dengan sistem kerja akan menghasilkan nilai tinggi atau 1 ketika tidak terkena hambatan dan akan bernilai rendah atau 0 ketika terkena hambatan pada aliran cahayanya.

Gambar 2.10 Adjustable Infrared

Pada modul ini terdapat juga cahaya pada bagian belakang yang menditeksi adanya hambatan atau tidak yang terkena pada jalur cahaya. Modul ini memiliki 3 piranti yang sederhana yaitu piranti GND, piranti VCC dan piranti signal data yang di hubungkan ke piranti digital.

(39)

2.7Motor DC servo

Motor DC merupakan perangkat yang berfungsi merubah besaran listrik menjadi besaran mekanik. Prinsip kerja motor didasarkan pada gaya elektromagnetik. Motor DC bekerja bila mendapatkan tegangan searah yang cukup pada kedua kutubnya. Tegangan ini akan menimbulkan induksi elektromagnetik yang menyebabkan motor berputar. Secara umum, kecepatan putaran poros motor DC akan meningkat seiring dengan meningkatnya tegangan yang diberikan. Motor DC tidak dapat dikendalikan langsung oleh mikrokontroler, karena kebutuhan arus yang besar sedangkan keluaran arus dari mikrokontroler sangat kecil. Driver motor merupakan alternatif yang dapat digunakan untuk menggerakkan motor DC.

2.8 Driver motor DC

Driver motor adalah sirkuit elektronika yang memungkinkan tegangan dan arus mengalir ke arah beban atau motor DC secara benar artinya dapat mengatur arah putaran motor DC sesuai dengan keinginan. Di dalam IC driver motor berisi empat buah driver-H yang berfungsi sebagai pengatur arus listrik secara dua arah. Berikut jenis IC yang berfungsi sebagai driver motor.

 IC L298D  IC L293D

Pada dasarnya beberapa aplikasi yang menggunakan motor DC harus dapat mengatur kecepatan dan arah putar dari motor DC itu sendiri. Untuk dapat melakukan pengaturan kecepatan motor DC dapat menggunakan metode PWM (Pulse Width Modulation) sedangkan untuk mengatur arah putarannya dapat menggunakan rangkaian H-bridge yang tersusun dari 4 buah transistor. Tetapi dipasaran telah disediakan IC L293D sebagai driver motor DC yang dapat

(40)

mengatur arah putar dan disediakan piranti untuk input yang berasal dari PWM untuk mengatur kecepatan motor DC.

2.8.1 IC L293D

Merupakan IC driver untuk motor DC yang paling bayak dipasaran dan digunakan. IC ini memiliki kemampuan untuk mengendalikan dua motor. Memiliki 16 kaki piranti yang 4 diantaranya adalah untuk GND dan VCC dari tiap motor DC yang dikendalikan, memiliki kemampuan 600mA arus keluaran, memiliki arus keluaran tertinggi 1,2A , input tegangan logika “0” sampai dengan 1,5V. Gambar dan spesifikasi maximum dari IC dapat dilihat dibawah ini.

Simbol Parameter Value Unit

VS Supply Voltage 36 V

VSS Logic Supply

Voltage

36 V

Vi Input Voltage 7 V

Ven Enable Voltage 7 V

Io Peak Output Current

(100 ms non repetitive)

1.2 A

Ptot Total Power

Dissipation at Tpins = 90 °C

4 W

Tstg, Tj Storage and Junction

Temperature

– 40 to 150 °C

(41)

Gambar 2.11 piranti IC L293D Fungsi dari tiap piranti:

 1,2 EN, 3,4 EN: digunakan untuk mengaktifkan motor yang akan dikontrol  1A, 2A, 3A, 4A : digunakan untuk input sinyal kendali motor

 Vcc1, Vcc2 : digunakan untuk member tegangan pada IC dan Motor  GND, Head Sink : merupakan Ground dan dapat dihubungkan ke

(42)

BAB III

PERANCANGAN PERANGKAT KERAS DAN PERANGKAT LUNAK

3.1Proses Kerja Sistem Secara Umum

Pada tahap perancangan secara umum ada tiga sistem yang di hubungkan ke mikrokontroler yaitu sistem tombol, sistem RF, sistem Ethernet. Arduino uno (mikrokontroler ATmega 328-P) digunakan untuk mengendalikan motor melalui driver agar dapat berputar ke kanan untuk membuka pintu pagar dan kekiri untuk menutup pintu pagar. Berikut ini merupakan gambaran diagram blok dari rancangan yang akan dibuat.

Gambar 3.1.1 Diagram blok rancangan pada pintu pagar

Pada diagram blok dibawah merupakan rancangan yang akan dibuat pada mobil untuk dapat berkomunikasi melalui RF dipagar yaitu pada sistem kedua gambar

Sistem I Tombol

Mikro Arduino

UNO (Atmega

328-P) Driver

L293D Sistem II

Sistem III Ethernet

(43)

Gambar 3.1.2 Diagram blok rancangan pada mobil

Blok diatas merupakan gambaran secara umum rancangan dari keseluruhan sistem. Pada diagram blok pertama terdiri dari tiga sistem yaitu sistem pertama membuka pintu pagar dengan tombol yang terdiri dari dua tombol yaitu untuk ON dan OFF, tombol pertama yaitu ON digunakan untuk membuka pintu pagar, ketika tombol ini ditekan maka pintu pagar akan membuka atau mikro arduino uno akan memberikan perintah kepada diver untuk menggerakkan motor kearah kanan yang membuat pagar bergeser hingga membuka, tombol kedua OFF digunakan untuk menutup pintu pagar ketika tombol ini ditekan maka pintu pagar akan menutup.

Sistem kedua yaitu membuka pintu pagar secara otomatis dengan menggunakan RFM (Radio Frekuensi Modulasi). Rancangan ini menggunakan pemancar RF dan Penerima RF yang dalam satu modul dapat bekerja sebagai penerima dan pemancar (Transciver). Pada pagar dibuat modul RF yang dapat mengirim secara simultan sinyal sejauh tiga meter dan pada mobil dibuat penerima yang dapat menerima sinyal yang di pancarkan oleh pagar. Sehingga kedua RF ini saling berkomunikasi memberi perintah untuk membuka pintu pagar pada jarak tiga meter.

Sistem ketiga yaitu membuka dan menutup pintu pagar melalui browser internet yang dapat di akses dari handphone, Tablet PC dan alat komunikasi lainnya yang dapat terkoneksi internet. Sistem ini menggunakan Ethernet yang

Mikro Atmega

328-p

LCD RF

(44)

IPnya telah di setting untuk dapat di akses melalui browser yang kemudian dapat membuka pintu pagar dengan menekan tombol buka untuk membuka pintu pagar atau menutup pintu pagar dengan menekan tombol tutup pada browser.

Sedangkan pada diagram blok kedua terdiri dari RF, mikrokontroler Atmega 328-p dan LCD yang merupakan rancangan pada mobil yang terpisah dari blok rancangan pertama. Rangkaian ini sebagai penerima (reciver) sinyal RF dari pagar agar pintu pagar terbuka dengan otomatis. Ketika mobil datang rangkaian RF pada mobil dan pagar saling berkomunikasi untuk dapat membuka pintu pagar. Rangkaian ini menggunakan mikrokontroler Atmega 328-p sebagai pengendalinya dan RF sebagai komunikasinya.

3.2Perancangan Perangkat Keras

Rangkaian pagar otomatis merupakan rangkaian yang dapat membuka dan menutup pintu pagar secara otomatis. Menggunakan tombol, RF dan Ethernet shield yang berkomuikasi melalui jaringan internet untuk dapat membuka dan menutup pintu pagar. Masing – masing dari rangkaian memiliki fungsi tersendiri dan saling berkomunikasi untuk dapat membuka dan menutup pintu pagar sesuai dengan tugas dari sistem tersebut. Adapun rangkaian yang dibuat terdiri dari dua bagian yaitu pada pagar dan pada mobil. Pada pagar terdiri dari tiga sistem yaitu:

 Rangkaian sistem pembuka dan penutup pintu pagar menggunakan Tombol

 Rangkaian sistem pembuka dan penutup pintu pagar menggunakan RF

 Rangkaian sistem pembuka dan penutup pintu pagar menggunakan Ethernet shield

(45)

Sedangkan pada mobil terdiri dari satu sistem yaitu:

 Rangkaian Reciver RF pembuka dan penutup pintu pagar otomatis

Pada rancangan ini semua komponen pada pagar dirangkaian pada sebuah mikrokontroler arduino yang memiliki chip ATmega 328-p sebagai pengendali utamanya. Mikrokontroler akan mendapat masukan dari tombol, RF dan Ethernet untuk dapat membuka dan menutup pintu pagar dengan cara mengendalikan motor untuk dapat berputar dengan bantuan driver motor.

Sedangkan pada rangkain mobil menggunakan mikrokontroler Atmega 328-p sebagai pengendalinya. Mikrokontroler akan menerima sinyal RF dari pagar ketika jaraknya berada pada tiga meter dari pagar kemudian RF saling berkomunikasi untuk membuka dan menutup pintu pagar. Penjelasan untuk tiap rangkaian dapat dilihat pada sub bab berikutnya.

Pada rancangan ini dibuat sebuah prototipe pagar untuk mengimplementasikan rancangan, pada prototipe ini dibuat sebuah pintu pagar yang ditarik dari putaran motor DC servo dengan torsi yang kecil. Pada prototipe ini motor DC servo dikendalikan melalui tiga sistem yang dirancang. Berikut merupakan komponen pagar yang digunakan dan penjelasan dalam implementasi prototipe:

1. Implementasi pagar menggunakan acrylic dengan ketebalam ± 0,4cm dengan ukuran 25 × 30 cm yang merupakan dudukan atau pondasi dari pagar.

2. Implementasi pintu pagar menggunakan acrylic dengan ketebalan ± 0,4cm dengan panjang jalur pagar 30cm, panjang pintu pagar 16cm

(46)

sehingga jalur yang digunakan untuk menutup dan membuka pintu pagar ± 14cm

3. Pintu pagar tersebut ditarik menggunakan benang nilon dengan panjang tali penarik untuk membuka pintu pagar 25cm dan panjang tali untuk menutup pintu pagar 20cm

4. Motor DC servo yang digunakan yaitu GWS dengan torsi 3,2 kg/cm untuk tegangan 6v, berat pintu pagar ±0,1kg implementasi menggunakan pintu pagar dari acrylic dengan ketebalan ±0,4cm. pada prototipe ini digunakan motor servo yang kecil dikarenakan berat pintu hanya 0,1kg.

5. Seluruh rangkaian dibuat pada prototipe board untuk dapat memudahkan dalam merangkai seluruh sistem.

Untuk komponen elektronik yang bersifat modul dapat dilihat penjelasan pada bab II, komponen untuk setiap sistem yang digunakan juga dijelaskan pada bab II. Penjelasan diatas merupakan komponen yang digunakan hanya sebagai implementasi dalam menguji perancangan rangkaian elektronik pintu pagar otomatis.

3.2.1 Rangkaian pada Sistem Tombol

Rangkaian ini yaitu kombinasi antara tombol sebagai trigger untuk membuka dan menutup pintu pagar, arduino sebagai mikrokontroler, driver motor dan motor sebagai penggerak pagar. Untuk tombol yang digunakan terdiri dari dua tombol yaitu tombol push bottom sekali tekan yang akan mengaktifkan rangkaian untuk membuka pintu pagar dan tombol kedua untuk menutup pintu

(47)

pagar. Sedangkan pada mikrokontroler menggunakan arduino yang terdiri dari rangkaian arduino dan chip ATmega 328-p yang memiliki 28 piranti. Pada pintu pagar dibuat juga limit switch yang berfungsi untuk memberhentikan pintu pagar pada posisi terbuka atau tertutup dan juga sebagai indikator bahwa pagar telah terbuka seluruhnya atau tertutup seluruhnya. Gambar rangkaian untuk tombol dapat dilihat dibawah ini

Gambar 3.2 Rangkaian membuka dan menutup pintu pagar dengan tombol Berikut merupakan penjelasan dari tiap piranti pada rangkaian membuka pintu pagar dengan tombol:

 Piranti 13 (PD7) pada mikrokontroler Atmega 328-p (piranti digital 7 pada arduino) dihubungkan ke piranti 2 pada diver motor L293D yang merupakan piranti masukan dari mikrokontroler.

(48)

 Piranti 12 (PD6) pada mikrokontroler Atmega 328-p (piranti digital 6 pada arduino) dihubungkan ke piranti 7 pada driver motor L293D yang merupakan piranti masukan dari mikrokontroler

 Piranti 5 (PD3) pada mikrokontroler Atmega 328-p (piranti digital 3 pada arduino) dihubungkan ke tombol pertama.

 Piranti 4 (PD2) pada mikrokontroler Atmega 328-p (piranti digital 2 pada arduino) dihubungkan ke tombol kedua.

 Piranti 15 (PB1) pada mikrokontroler Atmega 328-p (piranti digital 9 pada arduino) dihubungkan ke limit switch close.

 Piranti 14 (PB0) pada mikrokontroler Atmega 328-p (piranti digital 8 pada arduino) dihubungkan ke limit switch open.

 Untuk piranti power dan piranti minimum sistem mikrokontroler telah disediakan papan arduino.

3.2.2 Rangkaian pada Sistem RF

Rangkaian ini merupakan rangkaian pembangkit sinyal radio, pada rangkaian ini RF yang digunakan yaitu modul RF 1020 kyl, rangkaian dibuat dua buah yaitu pertama pada pagar dan kedua pada mobil. RF ini dibuat saling berkomunikasi sehingga dapat membuat mikrokontroler memutar motor DC servo agar membuka pintu pagar dan menutup pintu pagar. Rangkaian modul RF pertama dirangkai pada mikrokontroler ATmega 328-p dan LCD 16 x 2 (Liquid Crystal Display) yang nantinya akan ditempatkan pada mobil.

(49)

Untuk rangkaian modul RF kedua dirangkai pada arduino yang dihubungkan ke driver dan motor yang akan di tempatkan pada pagar. LCD digunakan pada rangkaian pertama untuk pemberitahu bahwa pintu pagar telah terbuka atau tertutup. Pada pintu pagar dibuat limit switch untuk membatasi pintu pagar terbuka dan tertutup dan juga sebagai indikator pintu pagar telah terbuka dan tertutup. Rangkaiannya dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 3.3 Rangkaian membuka dan menutup pintu pagar dengan RF pada rumah

Pada gambar diatas merupakan rangkaian antara mikrokontroler arduino (Atmega 328-p) sebagai pengendalai dari motor dengan bantuan driver dan RF sebagai penerima sinyal, sedangkan untuk infrared digunakan sebagai sensor untuk keberadaan mobil telah memasuki pintu pagar atau belum memasuki pintu pagar. Untuk RF dan infrared digambarkan dengan pin header, RF menggunakan

(50)

pin header 1x5 dan infrared pin header 1x3. Berikut merupakan penjelasan dari tiap piranti:

 Piranti 2 RXD (PD0) pada atmega 328-p (piranti digital 0 pada arduino) dihubungkan piranti 4 RXD/TTL pada RF

 piranti 3 TXD (PD1) pada atmega 328-p (piranti digital 1 pada arduino dihubungkan piranti 3 TXD/TTL pada RF

 Piranti 1 dan 2 pada RF merupakan GND

 Piranti 5 pada RF dihubungkan ke VCC yang merupakan sumber tegangan untuk RF sebesar 5V sesuai datasheet.

 Piranti 11 (PD5) pada atmega 328-p (piranti digital 5 pada arduino) dihubungkan ke piranti 3 pada infrared berfungsi sebagai sensor penditeksi keberadaaan mobil.

 Piranti 15 (PB1) pada mikrokontroler Atmega 328-p (piranti digital 9 pada arduino) dihubungkan ke limit switch close.

 Piranti 14 (PB0) pada mikrokontroler Atmega 328-p (piranti digital 8 pada arduino) dihubungkan ke limit switch open.

 Piranti 1 pada infrared dihubungkan ke VCC  Piranti 2 pada infrared dihubungkan ke GND

(51)

Gambar 3.4 Rangkaian RF pada mobil

Pada rancangan ini, mikrokontroler dihubung pada LCD dan RF sebagai reciver sinyal dari pagar, LCD dihubungkan dengan metode 4bit yang memerlukan 6 buah line dan RF dihubungkan dengan menggunakan RX dan TX, Berikut merupakan penjelasan mengenai rangkaian dari tiap piranti:

a. 2 piranti kendali untuk LCD :

 Piranti 18 pada mikrokontroler dihubungkan pada piranti RS (Register Select) dari LCD

 Piranti 17 pada mikrokontroler dihubungkan pada piranti E (enable) LCD

b. 4 piranti bus data :

 Piranti 13 pada mikrokontroler dihubungkan pada piranti D4 LCD  Piranti 12 pada mikrokontroler dihubungkan pada piranti D5 LCD  Piranti 11 pada mikrokontroler dihubungkan pada piranti D6 LCD  Piranti 6 pada mikrokontroler dihubungkan pada piranti D7 LCD

(52)

Pada VEE (CONTR) Piranti 3 LCD dihubungkan dengan resistor variabel 5KΩ antara VCC dan ground berfungsi untuk mengatur tingkat kontras LCD. Karena LCD yang digunakan mempunyai back light, maka ditambahkan 2 piranti yaitu piranti 15 berfungsi untuk catu daya +5 Volt dan piranti 16 berfungsi sebagai ground.

c. 2 piranti untuk kendali RF :

 Piranti 2 pada mikrokontroler dihubungkan pada piranti 4 RF kyl 1020  Piranti 3 pada mikrokontroler dihubungkan pada piranti 3 RF kyl 1020

Pada rangkaian ini digunakan juga IC 7805 sebagai penurun tegangan dari baterai 9V untuk dapat menghidupkan LCD, mikrokontroler dan RF. Konsumsi arus yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:

 Rangkaian minimum mirokontroler Atmega328-p sesuai dengan datasheet membutuhkan konsumsi arus sekitar 25mA

 Rangkaian LCD sesuai dengan datasheet membutuhkan konsumsi arus sekitar 3mA

 Rangkaian RF sesuai dengan datasheet membutuhkan konsumsi arus sekitar 25mA untuk reciving dan 55 untuk transmitting

Jika dihitung maka konsumsi arus total yang digunakan dalam rangkaian RF pada mobil ini yaitu sekitar : 25mA + 3mA + 55mA = 83mA. Sehingga perancangan regulator yang dibuat menggunakan IC 7805 sebagai penurun tegangan dari baterai 9V, IC ini memiliki tiga buah terminal yaitu VCC masukan dari baterai, GND dan Vout tegangan keluaran yang diinginkan. Tegangan yang dihasilkan yaitu +5v sesuai dengan tegangan yang dibutuhkan oleh

(53)

mikrokontroler sebagai catu daya dan dapat memberikan arus sampai 1 amper sehingga kebutuhan komponen terpenuhi.

3.2.3 Rangkaian pada Sistem Ethernet Shield

Ethernet shield merupakan modul tambahan untuk arduino yang berfungsi untuk memberikan arduino koneksi terhadap jaringan baik untuk jaringan local atau pun online. Ethernet dirangkaikan dengan menempelkan modul tersebut diatas arduino sehingga piranti Ethernet shield dan papan arduino menempel.

Rangkaian ketiga ini antara Ethernet shield, arduino sebagai mikrokontroler, komputer sebagai jaringan local, driver dan motor untuk penggerak pagar. Pada rangkaian Ethernet ini menggunakan jalur SPI (serial pararel input) yaitu memiliki jalur 4 piranti yaitu SS (slave select), MISO (Master input slave output), MOSI(Master output slave input), SCK (Slave clock). Pada rangkaian ini ditambahkan juga limit switch untuk pintu pagar sebagai indikator pintu pagar telah terbuka atau tertutup seluruhnya. Rangkaian dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

(54)

Berikut merupakan penjelasan dari tiap piranti rangkaian diatas:

 Piranti 19 PB5 pada mikrokontroler atmega 328-p (piranti digital 13 pada arduino) dihubungkan pada piranti SCK (Slave clock) dari Ethernet shield.  Piranti 18 PB4 pada mikrokontroler atmega 328-p (piranti digital 12 pada

arduino) dihubungkan pada piranti MISO (Master input slave output) dari Ethernet shield.

 Piranti 17 PB3 pada mikrokontroler atmega 328-p (piranti digital 11 pada arduino) dihubungkan pada piranti MOSI (Master output slave input) dari Ethernet shield.

 Piranti 16 PB2 pada mikrokontroler atmega 328-p (piranti digital 10 pada arduino) dihubungkan pada piranti SS (Salve select) dari Ethernet shield.  Piranti 15 (PB1) pada mikrokontroler Atmega 328-p (piranti digital 9 pada

arduino) dihubungkan ke limit switch close.

 Piranti 14 (PB0) pada mikrokontroler Atmega 328-p (piranti digital 8 pada arduino) dihubungkan ke limit switch open.

Pada gambar rangkaian diatas untuk Ethernet shield digambar menggunakan pin header, pin sebelah kanan untuk Ethernet menggunakan piranti header 1x6 2buah dan untuk pin sebelah kiri menggunakan pin header 1x8 2buah.

3.3Rangkaian Pengerak Motor Driver L293D

Pada rancangan ini driver yang digunakan yaitu L293D yaitu penggerak motor DC Hybrid yang dapat memutar motor dua arah yaitu kekanan dan kekiri, sehingga pada aplikasinya pintu pagar dapat membuka dan menutup.

(55)

Gambar 3.6 Rangkaian Driver L293D

Pada rangkaiannya piranti yang digunakan yaitu piranti 1 sebagai PWM (Pulse width modulation) pengatur kecepatan motor yang pada rancangan ini dihubungkan langsung ke VCC atau piranti ini juga berfungsi untuk mengaktifkan motor, piranti 2 dan piranti 7 sebagai masukan dari mikrokontroler yang mangatur arah putaran motor, piranti 3 dan piranti 6 sebagai keluaran ke motor untuk menggerakkan motor, Piranti 4 dan piranti 5 merupakan GND, piranti 8 merupakan VCC +5V sesuai dengan datasheet motor yang akan digerakkan.

3.4Perancangan Perangkat Lunak

Perangkat lunak atau program merupakan suatu perintah yang digunakan untuk dapat mengatur segala kegiatan dan memerintahkan mikrokontroler pada rangkaian untuk dapat bekerja sesuai dengan rancangan. Perangkat lunak merupakan bahasa yang digunakan untuk sistem dalam mengerjakan pekerjaannya. Perangkat lunak ini terdapat pada mikrokontroler sebagai komponen pengontrol sistem.

Perangkat lunak pada ketiga sistem ini ditulis dengan bahasa C arduino menggunakan sofware IDE dari arduino. Walaupun ditulis menggunakan bahasa

(56)

C arduino namum pada dasarnya program tersebut akan dikompile oleh IDE menjadi assembly yang dapat dimengerti oleh mikrokontroler.

Perangkat lunak yang dirancang terdiri dari tiga bagian yaitu program untuk tombol yang terdiri dari tombol buka dan tutup, program untuk RF terdiri dari RF pada pagar dan RF pada mobil dan program untuk Ethernet. Berikut alur program (flowchart) untuk rangkaian pada pagar dan pada mobil.

3.4.1 Flowchart

Flowchart merupakan alur program yang akan dirancang. Pada rancangan perangkat keras terdapat dua rangkaian yang memerlukan program maka pada perangkat lunaknya terdapat dua flowchart yaitu:

 Alur program pada rangkaian pagar

Pada alur program ini pertama sekali program akan menginisialisasi piranti, boutrate, IP dan veriable yang digunakan. Kemudian program akan membaca koneksi yang terhubung. Selanjutnya program akan memilih koneksi variable atau serial, variable terdiri dari tombol dan serial terdiri dari RF dan Ethernet shield. Ketika tombol ditekan maka program mengecek apakah tombol tutup yang ditekan jika tidak maka akan mengecek tombol buka. jika tidak tidak ada tombol yang ditekan maka melanjutkan mengecek ke serial jika tidak ada maka kembali mengecek koneksi. Jika ada tombol yang ditekan maka terdiri dari value 2 yaitu tutup pintu pagar dan value 1 buka pintu pagar. Sedangkan untuk RF ketika menerima data “A” maka pintu pagar terbuka dan menutup pintu pagar ketika telah menerima balasan “S” dan “T” yang diterima setelah Inframerah Low atau dilalui oleh mobil. Jika RF tidak menerima data “A” maka akan mengecek tombol

(57)

Ethernet pada browser terdiri dari tombol buka dan tutup. Jika tidak ada tombol Ethernet ditekan makan tembali mengecek koneksi.

 Alur program pada rangkaian mobil

Pada alur program ini pertama sekali menginisialisasi variable, LCD, Bautrate. Kemudian mengirim sinyal “A” kemudian akan membaca data serial yang diterima dari RF dari pagar. jika data yang masuk “S” maka LCD menampilkan “sinyal tutup” kemudian mengirim sinyal “T”, jika tidak akan kembali mengirim sinyal “A”.

 Alur program pada rangkaian mobil.

Start

Inisialisasi variable, LCD,

bautrate

Kirim signal “A”

Baca data serial

Data “s” ?

LCD = “sinyal tutup”

Kirim pesan “T”

Y

N

(58)

 Alur program pada rangkaian pagar. Start Inisialisasi port, boutrate, IP,Variable Baca koneksi Client terhubung ? Baca variable tombol Tombol ttutup ditekan ?

Value = 2

Baca value

Vakue = 1

Buka pagar

Tombol buka ditekan ?

Value = 1

Value = 2 ?

Tutup pagar

Baca data serial

Ada data serial ?

Data = “A”

Buka pagar

Baca sensor IR

IR = low ?

Kirim signal “S”

Baca signal

Sinyal = “T”

Tutup pagar Tombol buka ditekan ? Buka pagar Tombol tutup ditekan ? Tutup pagar

(59)

BAB IV

PENGUJIAN SISTEM

4.1 Metode pegujian

Pada bab ini dilakukan pengujian alat pada prototipe pengendali pintu pagar berbasis arduino yang bertujuan untuk dapat mengetahui apakah seluruh rangkaian bekerja sesuai dengan yang diharapkan, dengan dilakukan pengujian ini maka prototipe dapat di katakan telah siap dan berhasil apabila seluruh rangkaian berjalan sesuai dengan rancangan.

Pengujian sistem dilakukan dua tahap yaitu pada rangkaian prototipe pagar dan pada rangkaian mobil. Rangkaian pada pagar terdiri dari tombol, RF dan Ethernet dengan arduino sebagai mikrokontrolernya. Sedangkan pada rangkaian mobil terdiri dari LCD 16x2 dan RF dengan atmega 328-p sebagai mikrokontrolernya. Berikut ini merupakan pengujian rangkaian pada prototipe pagar.

4.1.1 Pengujian rangkaian Tombol

Pengujian pada tombol dilakukan pada rangkaian dengan menggunakan led. Led di rangkai pada bagian tombol sehingga ketika tombol di tekan maka led hidup menyatakan tombol bekerja sesuai dengan rancangan, untuk gambar rangkaian tombol dapat dilihat pada bab II. Berikut merupakan gambar pengujian tombol pada prototipe.

(60)

Gambar 4.1 Rangkaian tombol sebelum ditekan

Gambar 4.2 Rangkaian tombol ditekan

Gambar pertama menunjukkan gambar rangkaian tombol dan belum berfungsi. Pada gambar tersebuat terdapat dua tombol merah untuk membuka pintu pagar (open gate) dan tombol putih untuk menutup pintu pagar (close gate). Pada masing – masing tombol terdapat juga led sebagai indikator tombol aktif, ketika tombol di tekan maka led akan hidup yang mengindikasikan tombol berfungsi ditunjukkan pada gambar kedua.

(61)

Setelah dilakukan pengujian sesuai dengan gambar kedua maka rangkaian berhasil diuji dengan hidupnya led ketika tombol ditekan, hidupnya led untuk tombol merah dan tombol putih maka sistem pertama bekerja sesuai dengan rancangan yang diinginkan.

4.1.2 Pengujian rangkaian RF (Radio frekuensi)

Pada rangkaian RF terdapat dua rangkaian yaitu rangkaian pada pagar dan rangkaian pada mobil untuk menguji dilakukan pada masing – masing rangkaian. Berikut merupakan gambar rangkaian RF pada pagar dan rangkaian RF pada mobil.

Gambar 4.3 Rangkaian RF pada pagar

(62)

Pada rangkaian ini modul RF yang digunakan yaitu 433Mhz YS 1020, sesuai dengan datasheet RF ini mampu mencapai jarak jangkauan hingga 1km dengan syarat menggunakan antena pada tiap modul recive dan transmiternya, Namun pada rangkaian ini hanya menggunakan satu antenna karena yang dibutuhakan hanya maximal 5m untuk membuka pintu pagar sesuai dengan rancangan.

Pada rangkaian RF yang direncanakan dimobil terdapat LCD yang berfungsi sebagai pemberitahu keadaan pintu pagar sudah terbuka atau masih tertutup, LCD ini juga sebagai pemberitahu signal telah dikirim untuk membuka pagar. berikut ini gambar dari LCD.

Gambar 4.5 LCD menunggu signal dari pagar

Pada gambar diatas terlihat LCD menampilkan tulisan menunggu signal yang mengindikasikan bahwa signal telah dikirim dan menunggu balasan dari RF yang berada dipagar. Tampilan LCD ini juga menyatakan bahwa pintu pagar dalam proses membuka. Tulisan ini akan muncul selama mobil tidak masuk kedalam pagar dan mengenai infrared sebagai pengindikasi mobil masuk melalui pintu pagar. Setelah mobil masuk dan mengenai inframerah tampilan LCD akan seperti gambar dibawah ini.

(63)

Gambar 4.6 LCD telah menerima signal untuk menutup pagar

Setelah melakukan pengujian sesuai dengan gambar yaitu adanya tampilan pada LCD ketika rangkaian RF berkomunikasi untuk membuka pintu pagar maka rangkaian untuk sistem kedua yaitu membuka pintu pagar dengan RF berhasil dan sesuai dengan rancangan yang diinginkan.

Keseluruhan sistem RF diuji pada jarak ±5meter antara reciver dan transmitter. Reciver ditempatkan pada mobil dan transmitter pada pagar.

4.1.3 Pengujian rangkaian Ethernet

Sebelum pengujian sistem Ethernet yang dilakukan adalah setting IP pada Ethernet shield (Intenet protocol) dan komputer, yaitu penentuan IP yang digunakan oleh Ethernet dan komputer agar dapat berkomunikasi. Pengujian ini dilakukan OFFLINE karena IP yang digunakan bukan IP public, namun jika memiliki IP public rancangan ini dapat digunakan hanya dengan settingan kembali pada IP addreessnya. Rangkaian Ethernet dihubungan dengan komputer menggunakan kabel UTP (Unshielded Twisted Pair). Berikut gambar settingan IP pada Komputer dan Ethernet shield.

(64)

Gambar 4.7 Settingan IP addrees pada komputer

Settingan pada gambar diatas mengunakan OS XP sehingga settingannya sesuai dengan gambar diatas. Setelah IP diset maka dilakukan PING yaitu uji koneksi antara komputer dan Ethernet, pengujian ini dilakukan dengan menggunakan perintah CMD (command prompt) dengan cara mengetikkan PING kemudian alamat IP yang ingin dituju. Berikut gambar pengujian koneksi IP dengan PING.

(65)

Setelah melakukan PING dan hasilnya seperti gambar diatas berarti koneksi berhasil, kemudian melakukan uji program dan koneksi melalui browser. Pada pengujian ini browser yang digunakan Mozilla firefox karena browser ini yang paling umum digunakan. Pengujian dilakukan dengan cara mengetikan IP pada bar alamat browser. IP untuk Ethernet yaitu 10.0.0.103 sedangkan untuk komputer 10.0.0.101, Berikut gambar pengujian pada browser.

Gambar 4.9 Sistem Ethernet shield pembuka pintu pagar pada browser mozila. Setelah melakukan pengujian terhadap sistem ketiga yaitu membuka dan menutup pintu pagar dengan Ethernet dan tampilan sesuai dengan gambar diatas, ketika tombol pada tampilan browser ditekan dan pintu pagar terbuka dan tertutup maka rangkaian berhasil dan sesuai dengan rancangan.

4.2 Pengujian keseluruhan

Pada pengujian ini seluruh sistem digabungkan dan diuji bersamaan, sistem tersebut adalah:

 sistem pembuka pintu pagar dengan tombol,  sistem pembuka pintu pagar dengan RF dan  sistem pembuka pintu pagar dengan Ethernet

(66)

Setelah seluruh rangkaian digabungkan, kabel UTP Ethernet dihubungkan ke komputer melalui hub dan antenna pada RF dipasang, kemudian Power pada arduino menggunakan adaptor 12V, ini sesuai dengan datasheet arduino ketika ingin menggukana output power 5V maka catu daya yang di berikan antara 8 – 12V agar arduino memberikan output 5V yang stabil. Kemudian program pada tiap mikrokontroler telah di upload ke dalam mikrokontroler tersebut, maka pengujian keseluruhan dapat dilakukan.

Pengujian dilakukan dengan cara membuka pintu pagar dengan tombol dan menutup pintu pagar dengan RF, kemudian membuka pintu pagar dengan Ethernet dan menutup dengan tombol, seterusnya dilakukan dengan kombinasi antara ketiga sistem tersebut. Setelah seluruh kombinasi antara sistem pengujian berhasil maka rangkaian prototipe telah berhasil dan sesuai rancangan.

Pengujian ini dipengaruhi oleh tegangan yang diberikan kepada rangkaian semakin besar akan mempersingkat waktu membuka dan menutup pintu pagar namun juga akan membuat rangkaian tidak stabil ketika tegangan terlalu besar. Tegangan harus sesuai dengan rangkaian dan komponen modul yang dianjurkan berdasarkan datasheet.

Pengujian untuk sistem dipengaruhi juga oleh jaringan komunikasi untuk sistem Ethernet, dan pada RF dipengaruhi oleh jarak dan antenna yang digunakan untuk berkomunikasi antar reciver dan transmitter.

(67)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan dari proses ujicoba rancangan dan implementasi pengendali pintu pagar berbasis arduino dapat diperoleh kesimpulan, antara lain:

1. Rancangan ketiga sistem yang dibuat berhasil dalam membuka dan menutup prototipe pintu pagar sesuai dengan fungsi dari ketiga sistem yang dirancang.

2. Waktu yang dibutuhkan untuk membuka pintu pagar dan menutup pintu pagar dapat dipersingkat dengan menambahkan tegangan namun modul arduino dan Ethernet akan lebih cepat panas dan tidak stabil.

3. Pada rangkaian elektronik pagar otomatis yang terdiri dari tiga sistem di pengaruhi oleh beberapa hal yaitu :

 Pada RF dipengaruhi oleh jenis antenna dan panjang antenna yang digunakan untuk berkomunikasi antara pagar dan mobil agar dapat membuka pagar.

 Pada Ethernet dipengaruhi oleh jaringan yang digunakan untuk mengakses IP agar dapat membuka pagar.

4. Rancangan yang dibuat berhasil dapat meningkatkan kenyamanan dan keamanan kita berada didalam rumah karena kita dapat mengendalikan pagar agar tertutup atau terbuka tanpa mengeluarkan tenaga dan terkendala oleh jarak.

(68)

5.2 Saran

Untuk meningkatkan perancangan dan sistem dapat ditambahkan atau dilakukan hal berikut:

1. Untuk mengaplikasikan rancangan dan sistem pada komponen yang sebenarnya perlu penganalisaan pada rangkaian mekanik pagar yang sebenarnya untuk dapat menentukan motor dan relay yang akan digunakan.

2. Untuk memaksimalkan perancangan perlu disediakan rumah yang memiliki koneksi internet dan memiliki IP PUBLIC sehingga pengendalikan terhadap pagar lebih maksimal.

(69)

DAFTAR PUSTAKA

1. Atmel. (2011). 8-bit Atmel Microcontroller with 4/8/16/32 KBytes In-System Programmable Flash.

2. Arduino Uno. Diakses Agustus 14, 2013, dari

http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno.

3. Arduino Development Environment. Diakses September 6, 2013, dari http://arduino.cc/en/Guide/Environment.

4. Arduino Ethernet Library. Diakses Agustus 16, 2012, dari http://arduino.cc/en/Reference/Ethernet.

5. Millman, Jacob dan Christos C. Halkias, Elektronika Terpadu : Rangkaian dan Sistem Analog dan Digital, diterjemahkan oleh M. Barmawi dan M.O. Tjia, Jakarta : Penerbit Erlangga, Cetakan Keempat, 1993.

6. Bishop, Owen, Dasar – Dasar Elektronika, Jakarta : Penerbit Erlangga, Cetakan I, 2004.

7. Tarigan, Pernantin, Rangkaian Logika Digital, Medan : Universitas Sumatera Utara Press, Cetakan ke – II, 2006.

8. Tarigan, Pernantin, Sistem Tertanam (Embedded System), Yogyakarta : Penerbit Graha Ilmu, Cetakan Pertama, 2011.

(70)

LAMPIRAN A

GAMBAR RANGKAIAN KESELURUHAN

Perancangan dan implementasi pengendali pintu pagar otomatis berbasis arduino

(71)

LANJUTAN LAMPIRAN A

GAMBAR RANGKAIAN KESELURUHAN

Perancangan dan implementasi pengendali pintu pagar otomatis berbasis arduino

(72)

LAMPIRAN B

PROGRAM KESELURUHAN SISTEM

 Program pada pagar

#include <SPI.h> #include <Ethernet.h>

byte mac[] = { 0xAA, 0xBB, 0xCC, 0xDD, 0xEE, 0xFF }; byte ip[] = { 10,0,0,103 };

Server server(80);

char c = 0;

char command[2] = "\0"; String tampilan = "";

char incomingByte; // incoming data int LED1 = 13; // LED pin const int tombol_buka = 2; const int tombol_tutup = 3; const int motorbuka = 6; const int motortutup = 7; const int sensor = 5; const int limitbuka = 9; const int limittutup = 8;

String pesan = "N";

int sinyal_tombol_buka = 1; int sinyal_tombol_tutup = 1; int sinyal_sensor = 1; int sinyal_limitbuka = 1; int sinyal_limittutup = 1;

int status_pintu=0; int indikator = 0;

void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(LED1, OUTPUT); pinMode(tombol_buka, INPUT); pinMode(tombol_tutup, INPUT); pinMode(sensor, INPUT); pinMode(motorbuka, OUTPUT); pinMode(motorbuka, OUTPUT); digitalWrite(LED1, LOW); Ethernet.begin(mac, ip); server.begin(); }

void loop() {

Client client = server.available(); boolean current_line_is_first = true; baca_serial();

if (client) {

boolean current_line_is_blank = true; while (client.connected()) {

if (client.available()) { char c = client.read();

(73)

client.println("Content-Type: text/html"); client.println();

//client.println("<META HTTP-EQUIV=REFRESH CONTENT=5 URL=>");

client.println("<center><p><h1>Arduino + Gate Controller</h1></p><center><hr><br />"); if(status_pintu==0){client.println("<p><h1>Gate Tertutup</h1></p></center>");}

if(status_pintu==1){client.println("<p><h1>Gate Terbuka</h1></p></center>");}

client.println("<form method=get name=form>");

client.println("<button name=b value=1 type=submit style=height:80px;width:150px>Gate Open</button>");

client.println("<button name=b value=2 type=submit style=height:80px;width:150px>Gate Close</button>");

client.println("</form><br />");

client.println("<hr><center></a><br />");

client.println("<p>Klik Gate Open Untuk Membuka Gerbang</p></center>"); client.println("<p>Klik Gate Close Untuk Menutup Gerbang</p></center>"); baca_serial();

break; }

if (c == '\n') {

current_line_is_first = false; current_line_is_blank = true; }

else if (c != '\r') {

current_line_is_blank = false; }

if (current_line_is_first && c == '=') { for (int i = 0; i < 1; i++) {

c = client.read(); command[i] = c; }

if (!strcmp(command, "1")) { digitalWrite(LED1, LOW); //tampilan = "B";

buka_pintu(); }

else if (!strcmp(command, "2")) { digitalWrite(LED1, HIGH); //tampilan = "T";

tutup_pintu(); }}} } delay(1); client.stop(); baca_serial(); } baca_serial(); } void baca_serial() {

if (Serial.available() > 0) { incomingByte = Serial.read(); // Serial.println(incomingByte); if(incomingByte == 'A') {buka_pintu();}

if(incomingByte == 'T') {pesan = "N"; digitalWrite(LED1, HIGH); tutup_pintu(); }}

if(pesan == 'S') {Serial.println(pesan); delay(50); }

if(status_pintu==0 && pesan != 'S'){Serial.println("C"); delay(50); } if(status_pintu==1 && pesan != 'S'){Serial.println("B"); delay(50); }

(74)

sinyal_limitbuka = digitalRead(limitbuka); sinyal_limittutup = digitalRead(limittutup); sinyal_sensor = digitalRead(sensor);

if (sinyal_tombol_buka==LOW) {buka_pintu();} if (sinyal_tombol_tutup==LOW) { tutup_pintu();} if (sinyal_sensor==LOW) {pesan="S";}

if (sinyal_limitbuka==LOW && status_pintu==0) {stop_buka_pintu();} if (sinyal_limittutup==LOW && status_pintu==1) {stop_tutup_pintu();} } void buka_pintu() { if(status_pintu==0){ digitalWrite(motorbuka, HIGH); digitalWrite(motortutup, LOW); digitalWrite(LED1, HIGH); }} void stop_buka_pintu() { digitalWrite(motorbuka, LOW); digitalWrite(motortutup, LOW); digitalWrite(LED1, LOW); status_pintu=1; } void tutup_pintu() { if(status_pintu==1){ digitalWrite(motorbuka, LOW); digitalWrite(motortutup, HIGH); digitalWrite(LED1, HIGH); pesan = "N";

}} void stop_tutup_pintu() { digitalWrite(motorbuka, LOW); digitalWrite(motortutup, LOW); digitalWrite(LED1, LOW); status_pintu=0;

pesan = "N"; }

 Program pada mobil

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(12, 11, 7, 6, 5, 4); char incomingByte;

String pesan = "A";

void setup() { lcd.begin(16, 2);

lcd.print("Menunggu Sinyal"); Serial.begin(9600);

(75)

void loop() {

if (Serial.available() > 0) { incomingByte = Serial.read(); delay(100);

if(incomingByte == 'B') {lcd.begin(16, 2); lcd.print("Pintu Terbuka");} if(incomingByte == 'C') {lcd.begin(16, 2); lcd.print("Pintu Tertutup");}

if(incomingByte == 'S') {lcd.begin(16, 2); lcd.print("Sinyal Tutup"); pesan="T";} delay(500); }

Serial.println(pesan); delay(500);

(76)

LAMPIRAN C

DATASHEET KOMPONEN

1. DATASHEET MIKROKONTROLER ATMEGA 328P-PU 2. DATASHEET ARDUINO UNO R3

3. DATASHEET LCD (LIQUID CRYSTAL DISPLAY) HD44780U 4. DATASHEET ADJUSTABLE INFRARED

5. DATASHEET DRIVER MOTOR L293D 6. DATASHEET 433MHZ YS-1020

7. DATASHEET DFRDUINO ETHERNET SHIELD 8. DATASHEET GWS MOTOR DC

(1)

LANJUTAN LAMPIRAN A

GAMBAR RANGKAIAN KESELURUHAN