Sistem Monitoring Ruangan Menggunakan Kamera Webcam Tipe SF-1007 Berbasis Rangkaian

(1)

SISTEM MONITORING RUANGAN MENGGUNAKAN

KAMERA WEBCAM TIPE SF-1007 BERBASIS

RANGKAIAN ELEKTRONIK ARDUINO

LAPORAN TUGAS AKHIR

Oleh:

DEWI CITRA MANURUNG

092408027

PROGRAM STUDI D3 FISIKA

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2012

(2)

PERSETUJUAN

Judul : SISTEM MONITORING RUANGAN MENGGUNAKAN

KAMERA WEBCAM TIPE SF-1007 BERBASIS

RANGKAIAN

ELEKTRONIK ARDUINO.

Kategori : LAPORAN TUGAS AKHIR

Nama : DEWI CITRA MANURUNG

No.Induk Mahasiswa : 092408027

Program Studi : D3 FISIKA

Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

(FMIPA)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA.

Diluluskan di Medan, 01 Juli 2012

Diketahui/ Disetujui oleh

Ketua Program Studi D3 Fisika Pembimbing

(Dr.Susilawati M.Si) (Dr.KeristaTarigan,M.Eng.Sc) NIP.197412072000122001 NIP. 196002031986011001

(3)

PERNYATAAN

SISTEM MONITORING RUANGAN MENGGUNAKAN KAMERA WEBCAM TIPE SF-1007 BERBASIS RANGKAIAN

ELEKTRONIK ARDUINO

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa Laporan Tugas Akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 01 Juli 2012

Dewi Citra Manurung 092408027

(4)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat dan karuniaNya sehinga laporan Tugas Akhir ini dengan judul “SISTEM

MONITORING RUANGAN MENGGUNAKAN KAMERA WEBCAM TIPE SF-1007 BERBASIS RANGKAIAN ELEKTRONIK ARDUINO “, dapat

diselesaikan dengan baik.

Laporan ini disusun sesuai dengan percobaan-percobaan yang dilakukan dan disesuaikan dengan literatur yang ada ,baik dari buku penunjang maupun internet, sehingga berguna bagi semua orang yang akan memperoleh informasi laporan ini.

Dalam penulisan laporan ini, penulis banyak mengucapkan terimakasih kepada:

• Bapak Dr.Sutarman,M.Sc selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

• Ibu Dr.Marpongahtun,M.sc selaku PD-1 Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

• Ibu Dr.Susilawati,M.Si selaku Ketua Program Studi D3 Fisika Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

• Bapak Dr. Kerista Tarigan,M.Eng.Sc selaku dosen pembimbing yang telah membimbing dan mengarahkan penulis, sehingga laporan ini dapat diselesaikan dengan baik.

• Seluruh Dosen/Staff pengajar pada Program Studi D3 Fisika Instrumentasi.

• Buat Bapak (N.Manurung) tersayang dan Mama (E.Silaban) tersayang yang telah memberikan bantuan berupa dukungan moril dan materi, yang sangat membantu penulis dalam mengerjakan laporan ini.

• Buat Abang ku Rio Manurung,dan adek-adek ku (Desi Manurung,Nita

Manurung,Josua Manurung) yang telah memberikan motivai bagi penulis.

• Bang Andika Siregar dan bang Waskito, yang telah membantu saya dalam

mengerjakan proyek ini.

• Buat teman Partner ku Ardy Bernard Sinaga dan teman-teman lainnya yaitu Natalya Silalahi, Suryani Sitorus, Bernike N Ginting, Resmando Sinulingga,

(5)

Jhon M Purba, Okto H Situmorang, Harmoko Simangunsong, Jhonrisdo Samosir, Dear Purba, Agustina, serta semua teman-teman di Fisika Instrumentasi khususnya stambuk 2009 yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu yang turut mendukung dan memberi masukan, sehingga laporan proyek ini dapat diselesaikan dengan baik.

• Buat teman-teman satu kos ku Herawati, Ariance, Shasy, k’vivi, k’selvi yang telah memberikan penulis semangat dan masukan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

Dalam rancangan alat ini masih terdapat hal-hal yang perlu disempurnakan. Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif bagi rakitan proyek ini sehingga menjadi peralatan yang lebih sempurna dan modern bagi dunia sains dan teknologi.

Akhir kata penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada semua pihak yang membantu dalam menyelesaikan laporan proyek ini. Semoga Tuhan selalu memberkati.

Medan, Juni 2012 Penulis

(6)

ABSTRAK

Suatu sistem keamanan yang baik sangat diperlukan untuk membantu mengurangi, mencegah dan mengatasi permsalahan kriminalitas yang terus meningkat. Saat ini kamera webcam telah diterapkan untuk mendukung sistem keamanan ruangan . Kamera akan merekam gambar atau obyek didepannya serta menampilkanya pada Komputer. Dalam tugas akhir ini akan dirancang sistem monitoring ruangan menggunakan kamera webcam tipe SF-1007 berbasis rangkaian elektronika Arduino. Gerakan mekasnis kamera webcam tersebut menggunakan motor DC dan dikendalikan dari sebuah computer notebook yang dihubungkan terhadap arduino melalui port serial. Untuk kebutuhan pengendalian gerakan kamera webcam ini menggunakan dua buah motor DC, dimana motor DC yang pertama digunakan untuk pengendalian gerakan vertical (dari atas kebawah atau sebaliknya), sedangkan motor DC yang kedua digunakan unruk pengendalian gerakan horizontal (dari kiri ke kanan atau sebaliknya). Kemudian gambar yang ditangkap melalui kamera webcam akan di tampilkan pada personal computer (PC).

(7)

DAFTAR ISI

halaman

KATA PENGANTAR……….. i

ABSTRAK………. ii

DAFTAR ISI……….. ii

DAFTAR TABEL………. iv

DAFTAR GAMBAR………. v

BAB I. PENDAHULUAN……… 1

1.1Latar Belakang ….……….. 1

1.2Rumusan Masalah……… 2

1.3Batasan Masalah………. 2

1.4Tujuan Penulisan………. 2

1.5Manfaat Penulisan……… 3

1.6Sistematika Penulisan………... 3

BAB II. LANDASAN TEORI……… 5

2.1 Motor DC………. 5

2.2 Driver Motor DC dengan IC L293D……… 6

2.3 KIT mikrokontroler Arduino Uno………... 8

2.3.1 Diagram blok dan Fungsi PIN pada Arduino………. 9

2.3.2 Mikrokontroler ATMega328……….. 12

2.3.2.1 Kontruksi Mikrokontroler ATMega328…… 12

2.3.2.2. Konfigurasi PIN ATMega328……….. 14

2.4 Pemrograman Dasar Arduino Uno……….. 16

2.4.1 Struktur Dasar Pemrograman Arduino……… 16

2.4.2 Struktur Pengaturan Program……… 17

2.4.3 Modulasi Lebar Pulsa (PWM)………. 19

2.5 Webcam……….. 22

2.6 Komputer Notebook Input/Output……… 23

(8)

BAB III.PERANCANGAN DAN SISTEM KERJA RANGKAIAN… 27

3.1. Diagram Blok Rancangan Sistem Monitoring……… 27

3.2. Rangkaian Interfacing Notebook Terhadap KIT Arduino…… 28

3.3 Kontruksi Rancangan Alat……… 29

3.4.Rangkaian Driver Motor DC dengan IC L283D……… 29

3.5. Perancangan Power Supplay (PSA)……… 30

3.6. Pemrograman Perangkat Lunak Pada PC Menggunakan Visual Basic………. 23

3.7. Pemrograman Perangkat Lunak Pada Arduino……….. 26

BAB IV. PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM……… 40

4.1. Pengujian Rangkaian Power Supplay……… 40

4.1.1. Data Pengujian Rangkaian Power Supllay………… 40

4.1.2. Analisis Pengujian Rangkaian Power Supllay……… 41

4.2. Pegujian Rangkaian Driver Motor DC……….. 42

4.2.1. Data Pegujian Rangkaian Driver Motor DC………. 42

4.2.2. Analisis Pegujian Rangkaian Driver Motor DC……. 42

4.3. Pengujian Program pada KIT Arduino……….. 45

4.4 Pengujian Monitoring………. 47

4.4.1 Data Pengujian Monitoring………. 47

4.4.2 Analisis Pengujian Monitoring……… 48

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN……… 50

5.1 Kesimpulan………. 50

5.2 Saran……… 51

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

(9)

DAFTAR TABEL

halaman

Tabel 2.1. Konfigurasi Port B……… 14

Tabel 2.2. Konfigurasi Port C……….. 15

Tabel 2.3. Konfigurasi Port D……….. 15

Tabel 4.1 Sumber tegangan pada rangkaian power supplay………. 40

Tabel 4.2 Hasil pengukuran pengujian rangkaian PSA……… 41

Tabel 4.3 Pengujian Rangkaian Driver Motor DC……….. 42

Tabel 4.4 Data pengujian monitoring secara vertikal………. 47

(10)

DAFTAR GAMBAR

halaman

Gambar 2.1. Kontruksi Motor DC……… 4

Gambar 2.2. Motor DC dan Jembatan H………. 6

Gambar 2.3. Board Arduino ATMega328………. 8

Gambar2.4 Konfigurasi PIN ATMega328………... 14

Gambar2.5 Modulasi lebar pulsa………. 25

Gambar 2.4. Arsitektur Mokrokontroler ATMega328……… 21

Gambar 2.6. Webcam……… 22

Gambar 2.7. Layar Pemilih Jenis Projek……….. 24

Gambar2.8 Jendela Form Visual Basic……… 26

Gambar 3.1. Diagram Blok Rancangan Alat……… 27

Gambar 3.2 Rangkaian Interface terhadap KIT Arduino Uno ATmega328………. 28

Gambar 3.3 Kontruksi rancangan alat……… 29

Gambar 3.4. Rancangan Driver Motor DC dengan IC L293D…… 30

Gambar 3.5. Skematik Rangkaian Power Supplay……… 31

Gambar 3.6. Diagram Alir Program Pada PC……….. 32

Gambar 3.7. Diagram Alir Perangkat Lunak pada Mikrokontroler ATMega328……… 35

(11)

ABSTRAK

(12)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Meningkatnya angka kriminalitas sekarang ini menuntut orang untuk lebih waspada dalam menjaga diri, serta menjaga harta benda yang dimiliki. Suatu sistem keamanan yang baik sangat diperlukan untuk membantu mengurangi, mencegah dan mengatasi permasalahan kriminalitas. Sistem keamanan dapat diterapkan di rumah, tempat pameran, toko, kantor dan tempat-tempat lainnya.

Akhir-akhir ini kamera video telah umum digunakan didalam suatu sistem keamanan ruangan. OLeh karena itu dalam Laporan proyek ini akan dirancang suatu sistem pengendalian gerakan mekanis kamera webcam menggunakan motor DC yang dikendalikan melalui port serial personal computer (PC). Untuk kebutuhan pengendalian gerakan kamera webcam ini menggunakan dua buah motor DC, dimana motor DC yang pertama digunakan untuk pengendalian gerakan vertical (dari atas kebawah atau sebaliknya), sedangkan motor DC yang kedua digunakan unruk pengendalian gerakan horizontal (dari kiri ke kanan atau sebaliknya). Kemudian gambar yang ditangkap melalui kamera webcam akan di tampilkan pada personal computer (PC). Dengan menggunakan perangkat monitoring yang dapat bergerak bebas untuk memantau suatu ruangan, maka jumlah perangkat yang banyak dapat dikurangi, terlebih kalau perangkat tersebut dapat bergerak secaraotomatis sehingga tidak diperlukan operator untuk menggerakkan perangkat monitoring tersebut.

(13)

1.2 Rumusan Masalah

Pada laporan tugas akhir ini, penulis membatasi masalah mengenai rancangan alat :

• Putaran motor DC digunakan untuk mengatur gerakan mekanis kamera

Webcam.

• Modul arduino digunakan untuk mengatur arah putaran motor DC.

• Rancangan gerakan kamera webcam hanya digunakan untuk monitoring

ruangan, tanpa menyimpan hasil monitoringnya pada PC yang digunakan.

1.3 Batasan Masalah

Adapun yang menjadi batasan masalah dalam laporan proyek ini adalah sebagai berikut:

 Membahas prinsip kerja Driver Motor DC dengan menggunakan IC L293D .

 Pembahasan hardware dan software dari rancangan alat ini terbatas kepada penggunaanya dalam rangkaian dan tidak dibahas secara rinci.

 Alat uji ini hanya difungsikan sebagai alat monitoring yang mampu menangkap tampilan suatu obyek dalam suatu ruangan dan hasilnya ditampilkan di PC.

1.4 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan alat proyek ini adalah:

• Merancang suatu system pengendalian gerakan mekanis, kamera webcam,

menggunakan motor DC melalui port serial personal computer (PC).

(14)

1.5 Manfaat Penulisan

Manfaat penelitian rancangan alat ini adalah untuk memonitoring suatu ruangan atau tempat-tempat yang perlu dipantau, seperti Rumah Sakit, ATM, Bank, Kantor , dan lain-lain.

1.6 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari monitoring keamanan ruangan menggunakan kamera webcam, maka penulis menulis laporan ini sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, tujuan penulisan, batasan masalah, manfaat penelitian, serta sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI

Dalam bab ini berisi tentang teori dasar yang perlu dketahui untuk mempermudah dalam pemahaman prinsip kerja dari rangkaian pada sistem.

BAB III PERANCANGAN DAN SISTEM KERJA RAGKAIAN

Pada bab ini akan akan dibahas perancangan dan sistem kerja rangkaian, diagram blok .

(15)

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM

Pada bab ini berisi tentang pengujian sistem dan analisa rangkaian dari system alat proyek ini.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan penutup yang berisi tentang kesimpulan dari pembahasan yang diperoleh dari laporan proyek ini dan saran yang diberikan penulis.

(16)

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Motor DC

Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai sumber tenaganya. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua terminal tersebut, motor akan berputar pada satu arah, dan bila polaritas dari tegangan tersebut dibalik maka arah putaran motor akan terbalik pula seperti pada gambar 2.1. Polaritas dari tegangan yang diberikan pada dua terminal menentukan arah putaran motor sedangkan besar dari beda tegangan pada kedua terminal menentukan kecepatan motor.

Gambar 2.1 Kontruksi motor DC Konstruksi motor DC pada gambar 2.1 memiliki 2 bagian dasar,yaitu :

1. Bagian yang tetap/stasioner yang disebut stator. Stator ini menghasilkan medan magnet,

baik yang dibangkitkan dari sebuah koil (elektro magnet) ataupun magnet permanen. 2. Bagian yang berputar disebut rotor. Rotor ini berupa sebuah koil dimana arus listrik

mengalir.

Gaya elektromagnet pada motor DC timbul saat ada arus yang mengalir pada penghantar yang berada dalam medan magnet. Medan magnet itu sendiri ditimbulkan oleh megnet permanen. Garis-garis gaya magnet mengalir diantara dua kutub magnet

(17)

dari kutub utara ke kutub selatan. Menurut hukum gaya Lourentz, arus yang mengalir pada penghantar yang terletak dalam medan magnet akan menimbulkan gaya. Gaya F, timbul tergantung pada arah arus I, dan arah medan magnet B.

2.2 Driver Motor DC dengan 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 mengatur arah putar dan disediakan pin untuk input yang berasal dari PWM untuk mengatur kecepatan motor DC. Untuk lebih memahami tentang membangkitkan sinyal PWM menggunakan fitur Timer pada mikrokontroler AVR dapat membacanya pada postingan tutorial AVR tentang PWM. Sebelum membahas tentang IC L293D, alangkah baiknya jika kita membahas driver motor DC menggunakan rangkaian analog terlebih dahulu.

Jika diinginkan sebuah motor DC yang dapat diatur kecepatannya tanpa dapat mengatur arah putarnya, maka kita dapat menggunakan sebuah transistor sebagai driver. Untuk mengatur kecepatan putar motor DC digunakan PWM yang dibangkitkan melalui fitur Timer pada mikrokontroler. Sebagian besar power supply untuk motor DC adalah sebesar 12 V, sedangkan output PWM dari mikrokontroler maksimal sebesar 5 V.

(18)

Oleh karena itu digunakan transistor sebagai penguat tegangan. Dibawah ini adalah gambar driver motor DC menggunakan transistor. Salah satu jenis motor yang sering digunakan dalam bidang kontrol yaitu Motor DC. Motor DC akan berputar jika dialiri tegangan dan arus DC. Berikut gambar 2.2 adalah motor DC dan jembatan H yang digunakan pada rancangan alat ini:

Gambar 2.2 Motor DC dan Jembatan H

Sistem pengaturan motor DC yang sering digunakan pada sistem kontrol seperti pada gambar 2.2 yaitu dengan H-Bridge yang pada pada dasarnya adalah 4 buah transistor yang difungsikan sebagai saklar. Pengaturan motor DC yaitu meliputi kecepatan dan arah. Pengaturan arah yaitu dengan cara membalik tegangan logika masukan H-bridge. Sedangkan sistem pengendalian kecepatan motor DC digunakan prinsip PWM (Pulse

Width Modulator) yaitu suatu metode pengaturan kecepatan putaran motor DC dengan

mengatur lamanya waktu pensaklaran aktif (Duty Cycle). Motor DC merupakan sebuah komponen yang memerlukan arus yang cukup besar untuk menggerakannya. Oleh karena itu motor DC biasanya memiliki penggerak tersendiri. Pada tugas akhir ini motor DC akan digerakkan dengan menggunakan PWM yang telah terintegrasi dengan

(19)

rangkaian HBridge. Dengan rangkaian H-Bridge yang memiliki input PWM ini, maka selain arah kita juga bisa mengendalikan kecepatan putar motor DC tersebut.

2.3 KIT Mikrokontroler Arduino Uno

Arduino Uno adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino adalah sebuah board mikrokontroller yang berbasis ATmega328. Arduino memiliki 14 pin input/output yang mana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 6 analog input, crystal osilator 16 MHz, koneksi USB, jack power, kepala ICSP, dan tombol reset. Arduino mampu men-support mikrokontroller; dapat dikoneksikan dengan komputer menggunakan kabel USB. Berikut gambar 2.3 adalah pin-pin pada kit arduino uno yang digunakan pada rancangan alat ini:

(20)

Pada gambar 2.3 terdapat 14 pin output/input yang mana 6 pin dpat digunakan sebagai output PWM, 6 analog input, cristal osilator 16 MHZ dan tombol reset. Arduino tersebut digunakan sebagai chip mikrokontroler328, sebagai pengendali gerakan motor DC.

2.3.1 Diagram Blok dan Fungsi PIN Pada Kit Arduino

Berikut gambar 2.4 adalah bentuk diagram blok dari kit arduino:

Gambar2.4. Diagram Blok KIT arduino

Fungsi PIN pada kit Arduino uno pada gambar 2.3 adalah sebagai berikut:

• PIN Power

Arduino dapat diberikan power melalui koneksi USB atau power supply. Powernya diselek secara otomatis. PIN power terdapat pada kaki 1 sampai kaki 6.

(21)

Power supply dapat menggunakan adaptor DC atau baterai. Adaptor dapat dikoneksikan

dengan mencolok jack adaptor pada koneksi port input supply. Board arduino dapat dioperasikan menggunakan supply dari luar sebesar 6 - 20 volt. Jika supply kurang dari 7V, kadangkala pin 5V akan menyuplai kurang dari 5 volt dan board bisa menjadi tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12 V, tegangan di regulator bisa menjadi sangat panas dan menyebabkan kerusakan pada board. Rekomendasi tegangan ada pada 7 sampai 12 volt

Penjelasan pada pin power adalah sebagai berikut :

 Vin

Tegangan input ke board arduino ketika menggunakan tegangan dari luar (seperti yang disebutkan 5 volt dari koneksi USB atau tegangan yang diregulasikan). Pengguna dapat memberikan tegangan melalui pin ini, atau jika tegangan suplai menggunakan power

jack, aksesnya menggunakan pin ini.

 5V

Regulasi power supply digunakan untuk power mikrokontroller dan komponen lainnya pada board. 5V dapat melalui Vin menggunakan regulator pada board, atau supply oleh USB atau supply regulasi 5V lainnya.

 3V3

Suplai 3.3 volt didapat oleh FTDI chip yang ada di board. Arus maximumnya adalah 50mA

(22)

• Memori

ATmega328 memiliki 32 KB flash memori untuk menyimpan kode, juga 2 KB yang digunakan untuk bootloader. ATmega328 memiliki 2 KB untuk SRAM dan 1 KB untuk EEPROM. Input dan Output Setiap 14 pin digital pada arduino dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Input/output dioperasikan pada 5 volt. Setiap pin dapat menghasilkan atau menerima maximum 40 mA dan memiliki internal pull-up resistor (disconnected oleh default) 20- 50 KOhms.

Beberapa pin memiliki fungsi sebagai berikut :

 Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim (TX) TTL data serial. Pin ini terhubung pada pin yang koresponding dari USB FTDI ke TTL chip serial.

 Interupt eksternal : 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasikan untuk trigger sebuah interap pada low value, rising atau falling edge, atau perubahan nilai.

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

 LED : 13. Ini adalah dibuat untuk koneksi LED ke digital pin 13. Ketika pin bernilai HIGH, LED hidup, ketika pin LOW, LED mati.

• Konektor USB

Konektor USB adalah soket untuk kabel USB yang disambungkan ke komputer atau laptop. Berfungsi untuk mengirimkan program ke Arduino dan juga sebagai port komunikasi serial.

• Input / Output Digital

Input/Output Digital atau digital pin adalah pin-pin untuk menghubungkan Arduino dengan komponen atau rangkaian digital.Input/Output didital pada KIT

(23)

arduino terdapat pada kaki 1 samapai kaki 13. Misalnya kalau ingin membuat LED berkedip, LED tersebut bisa dipasang pada salah satu pin I/O digital dan ground. Komponen lain yang menghasilkan output digital atau menerima input digital bisa disambungkan ke pin-pin ini.

• Input Analog

Input Analog atau analog pin adalah pin-pin yang berfungsi untuk menerima sinyal dari komponen atau rangkaian analog. Misalnya dari potensiometer, sensor suhu, sensor cahaya, dsb.

• Baterai / Adaptor

Soket baterai atau adaptor digunakan untuk menyuplai Arduino dengan tegangan dari baterai/adaptor 9V pada saat Arduino sedang tidak disambungkan ke komputer. Kalau Arduino sedang disambungkan ke komputer melalui USB, Arduino mendapatkan suplai tegangan dari USB, jadi tidak perlu memasang baterai/adaptor saat memprogram Arduino.

2.3.2 Mikrokontroler ATMega328

Mikrokontroller merupakan sebuah processor yang digunakan untuk kepentingan kontrol. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi dan computerainframe, mikrokontroller dibangun dari elemen – elemen dasar yang sama. Seperti umumnya komputer, mikrokontroller adalah alat yang mengerjakan instruksi – instruksi yang diberikan kepadanya. Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu sistem terkomputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat oleh seorang programmer. Program ini menginstruksikan komputer untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang diinginkan oleh programmer.

(24)

ATMega328 adalah mikrokontroller keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer).

Mikrokontroller ini memiliki beberapa fitur antara lain :

• 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock. • 32 x 8-bit register serba guna.

• Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.

• 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.

• Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB

sebagai tempat penyimpanan data semi permanent karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

• Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin ,6 diantaranya PWM (Pulse Width

Modulation) output.

Mikrokontroller ATmega 328 memiliki arsitektur Hardware, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan

parallelism. Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur

tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock. Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X ( gabungan R26 dan R27 ), register Y ( gabungan R28 dan R29 ), dan register Z ( gabungan R30 dan R31 ).

(25)

2.3.2.2 Konfigurasi PIN ATMega328

Berikut gambar 2.4 adalah konfigurasi pin ATMega328 yang digunakan pada rancangan alat ini:

Gambar2.4 Konfigurasi PIN ATMega328

(26)

Table 2.2 Konfigurasi Port C

(27)

2.4 Pemrograman Dasar Arduino Uno

2.4.1 Stuktur Dasar Pemrograman Arduino

Struktur dasar arduino hanya terjadi dalam dua bagian: Void setup()

{

// Statement; di eksekusi satu kali} Void loop()

{

// Statement; di eksekusi terus menerus }

• Setup

Fungsi setup() hanya dipanggil satu kali ketika program pertama kali di jalankan. Ini digunakan untuk mendifinisikan mode pin atu memulaikomunikasi serial. Fungsi setup() harus di ikut sertakan dalam program ,walaupun tidak ada statement yang di jalankan.

Contoh pemrograman yang menggunakan fungsi setup sebagai berikut: Void setup ()

{

pinMode(3,OUTPUT) ; // men-set “pin” 3 sebagai Output pinMode(6, INPUT); // men-set pin 6 sebagai Input Serial.begin(9600);

}

Keterangan:

pinMode() = berfungsi untuk mengatur fungsi sebuah pin sebagaiINPUT atau OUTPUT.

Serial.begin(9600) = digunakan untuk mengaktifkan fitur UART danmenginisialisasinya

(28)

• Loop

Setelah melakukan fungsi setup() maka secara langsung akanmelakukan fungsi loop() secara berurutan dan melakukan instruksi-instruksi ayang ada dalam fungsi loop().

void loop() {

If (digitalRead(6)==HIGH) // membaca input digital pin 6 {

xstart = millis(); //aktifkan timer

digitalWrite(3, HIGH); // nyalakan pin 3

delay( 1 0 0 0 ) ; / / p a u s e 1 d e t i k digitalWrite(3, LOW); // matikan pin 3

} }

Keterangan:

o digitalWrite : Untuk memberikan nilai LOW dan HIGH pada sebuah pin output.

o Delay : Untuk memberikan waktu tunda dalam satuan millisekon.

o digitalRead : Untuk membaca logika LOW dan HIGH

2.4.2. Struktur Pengaturan Program

Program sangat tergantung pada pengaturan apa yang akan dijalankan berikutnya, berikut ini adalah elemen dasar pengaturan program:

 if..else, dengan format seperti berikut ini:

if (kondisi) { } else if (kondisi) { } else { }

(29)

Dengan struktur seperti diatas program akan menjalankan kode yang ada di dalam kurung kurawal jika kondisinya TRUE, dan jika tidak (FALSE) maka akan diperiksa apakah kondisi pada else if dan jika kondisinya FALSE maka kode pada else yang akan dijalankan.

 for, dengan format seperti berikut ini:

for (int i = 0; i < #pengulangan; i++) { }

Digunakan bila anda ingin melakukan pengulangan kode di dalam kurung kurawal beberapa kali, ganti #pengulangan dengan jumlah pengulangan yang diinginkan. Melakukan penghitungan ke atas dengan i++ atau ke bawah dengan i–.

Input/Output Digital

a. pinMode(pin, mode)

Digunakan untuk menetapkan mode dari suatu pin, pin adalah nomor pin yang akan digunakan dari 0-19 (pin analog 0-5 adalah 14-19). Mode yang bisa digunakan adalah

INPUT atau OUTPUT.

b. digitalWrite(pin, value)

Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai OUTPUT, pin tersebut dapat dijadikan HIGH (ditarik menjadi 5 volts) atau LOW (diturunkan menjadi ground).

c. digitalRead(pin)

Ketika sebuah pin ditetapkan sebagai INPUT maka anda dapat menggunakan kode ini untuk mendapatkan nilai pin tersebut apakah HIGH (ditarik menjadi 5 volts) atau LOW (diturunkan menjadi ground).

(30)

Input/Output Analog

Arduino adalah mesin digital tetapi mempunyai kemampuan untuk beroperasi di dalam alam analog (menggunakan trik). Berikut ini cara untuk menghadapi hal yang bukan digital.

a) analogWrite(pin, value)

Beberapa pin pada Arduino mendukung PWM (pulse width modulation) yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, 11. Ini dapat merubah pin hidup (on)atau mati (off) dengan sangat cepat sehingga membuatnya dapat berfungsi layaknya keluaran analog. Value (nilai) pada format kode tersebut adalah angka antara 0 ( 0% duty cycle ~ 0V) dan 255 (100% duty cycle ~ 5V).

b) analogRead(pin)

Ketika pin analog ditetapkan sebagai INPUT anda dapat membaca keluaran voltase-nya. Keluarannya berupa angka antara 0 (untuk 0 volts) dan 1024 (untuk 5 volts).

2.4.3 Modulasi Lebar Pulsa (PWM)

Modulasi adalah suatu proses dimana parameter gelombang pembawa (carrier signal) frekuensi tinggi diubah sesuai dengan salah satu parameter sinyal informasi/pesan. Dalam hal ini sinyal pesan disebut juga sinyal pemodulasi. Proses modulasi dilakukan pada bagian pemancar. Proses kebalikannya yang disebut demodulasi dilakukan pada bagian penerima. Dalam demodulasi, sinyal pesan dipisahkan dari sinyal pembawa frekuensi tinggi.

Dengan modulasi pulsa, sinyal informasi diubah menjadi pulsa-pulsa persegi dengan frekuensi dan amplitude tetap tapi dengaan lebar pulsa sebanding dengan amplitude sinyal informasi. Salah satu teknik modulasi pulsa yang digunakan adalah teknik modulasi durasi atau lebar waktu tunda positif ataupun tunda negative pulsa-pulsa

(31)

Rancangan alat ini menggunakan modulasi lebar pusa,atu sering disebut Pulse

With Modulation (PWM). Modulasi lebar pulsa digunakan untuk mentransfer data pada

telekomunikasi ataupun mengatur tegangan sumber yang konstan untuk mendapatkan tegangan rata-rata yang berbeda.

Rangkaian osilator dapat berperilaku sebagai modulator lebar pulsa apabila salah satu resistor (LDR) dikondisikan dapat berubah karena adanya pengaruh dari besaran fisis lainnya. Light Dependent Resistor (LDR) merupakan resistor yang besar resistansi-nya bergantung terhadap intensitas cahaya yang menyelimuti permukaanresistansi-nya. LDR, dikenal dengan banyak nama: foto-resistor, foto-konduktor, sel foto-konduktif, atau hanya sel. Dan yang sering digunakan dalam literatur adalah resistor atau foto-sel. Pada gambar.1 diatas digunakan juga kapasitor. Dengan penambahan kapasitor, nilai VLDR tidak akan berubah secara signifikan. Tetapi respon terhadap perubahan intensitas memang sedikit lebih lambat. Namun, dengan kapasitor tersebut, tegangan VLDR akan lebih stabil. Untuk membangkitkan sinyal PWM, digunakan komparator untuk membandingkan dua buah masukan yaitu generator sinyal dan sinyal referensi. Hasil keluaran dari gambar 2.5 adalah sinyal PWM yang berupa pulsa-pulsa persegi yang berulang-ulang. Durasi atau lebar pulsa dapat dimodulasi dengan cara mengubah sinyal referensi.

(32)

Gambar2.5 Modulasi lebar pulsa

Seperti pada gambar 2.5 adalah metode PWM digunakan untuk mengatur kecepatan motor, informasi yang dibawa oleh pulsa-pulsa persegi merupakan tegangan rata-rata. Semakin lebar durasi waktu tunda positif pulsa dari sinyal PWM yang dihasilkan, maka perputaran motor akan semakin cepat, demikian juga sebaliknya.

(33)

2.5 Webcam

Webcam adalah kamera kecil yang dapat menangkap gambar serta video. Memasang webcam seperti pada gambar 2.6 sangatlah mudah karena webcam tersebut memiliki fitur fungsionalitas USB pasang dan penggunaan yang mudah, dan semuanya itu hanya membutuhkan beberapa langkah mudah untuk memasang dan mengoperasikan webcam.

Gambar 2.6 Webcam

Webcam seperti pada gambar 2.6 digunakan pada rancangan tugas akhir ini adalah produk dari Sun Flower dengan tipe SF- 1007. Spesifikasi dari webcam ini yaitu :

1. Resolusi : 160x120, 176x144, 320x240, 352x288, 640x480. 2. Hasil record berformat data AVI.

3. Pengaturan fokus kamera terdapat pada sisi depan kamera yaitu secara manual.

4. Pengaturan pencahayaan putih (white balance)secara otomatis. 5. Dilengkapi built-in image compression.

(34)

2.6 Komputer Notebook Input/Output

Komputer Netbook merupakan perangkat utama pada sistem pengendalian orientasi webcam, karena disinilah pusat pengolahan data. Komputer tidak hanya sebagai pusat pengolah data, tetapi komputer juga berfungsi sebagai pengendali gerakan mekanis motor DC dan sebagai display untuk monitoring ruangan. Program pada computer Netbook adalah Input untuk rancangan alat ini. Kemudian data/Program tersebut akan dikirim pada arduino melalui port serial. Dengan menggunakan modul arduino, maka putaran motor DC dapat diatur. Kemudian kamera webcam akan bergerak kemanapun motor DC bergerak. Objek yang ditangkap oleh kamera webcam akan ditampilkan pada komputer. Output dari Komputer Netbook adalah tampilan dari kamera webcam, gerakan mekanis motor dan pengontrol gerakan motor.

2.7 Visual Basic 6.0

Dalam rancangan alat ini, digunakan Visual Basic 6.0 yang berfungsi untuk menterjemahkan tombol yang ditekan pada PC jadi gerakan motor DC melalui sebuah program. Rancangan alat ini menggunakan program Visual Basic 6.0 , karena Visual Basic merupakan bahasa pemrograman yang sangat mudah dipelajari. Dengan teknik pemrograman visual yang memungkinkan penggunanya untuk berkreasi lebih baik dalam menghasilkan suatu program aplikasi. Ini terlihat dari dasar pembuatan dalam visual basic adalah FORM, dimana pengguna dapat mengatur tampilan form kemudian dijalankan dalam script yang sangat mudah.

Untuk memulai pembuatan program aplikasi di dalam Visual Basic, yang dilakukan adalah membuat project baru. Project adalah sekumpulan form, modul,

(35)

dapat dilakukan dengan memilih menu [File] >> [New Project] atau dengan menekan ikon [new project] pada Toolbar yang terletak di pojok kiri atas. Setelah itu akan muncul konfirmasi untuk jenis project dari program aplikasi yan akan dibuat seperti terlihat pada gambar di 2.7 dibawah ini:

Gambar 2.7. Layar Pemilih Jenis Projek

Seperti pada gambar 2.7, Visual Basic 6.0 menyediakan 13 jenis project yang bisa dibuat seperti terlihat pada gambar 1.3 di atas. Ada beberapa project yang biasa digunakan oleh banyak pengguna Visual Basic, antara lain:

(1) Standard EXE: Project standar dalam Visual Basic dengan komponen-komponen standar. Jenis project ini sangat sederhana, tetapi memiliki keunggulan bahwa semua komponennya dapat diakui oleh semua unit komputer dan semua user meskipun bukan administrator. Pada buku ini akan digunakan project Standard EXE ini, sebagai konsep pemrograman visualnya.

(2) ActiveX EXE: Project ini adalah project ActiveX berisi komponen-komponen kemampuan intuk berinteraksi dengan semua aplikasi di sistem operasi windows.

(36)

(3) ActiveX DLL: Project ini menghasilkan sebuah aplikasi library yang selanjutnya dapat digunakan oleh semua aplikasi di sistem operasi windows.

(4) ActiveX Control: Project ini menghasilkan komponen-komponen baru untuk aplikasi Visual Basic yang lain

(5) VB Application Wizard: Project ini memandu pengguna untuk membuat aplikasi secara mudah tanpa harus pusing-pusing dengan perintah-perintah pemrograman. (6) Addin: Project seperti Standard EXE tetapi dengan berbagai macam komponen

tambahan yang memungkinkan kebebasan kreasi dari pengguna.

(7) Data project: Project ini melengkapi komponennya dengan komponen-komponen database. Sehingga bisa dikatakan project ini memang disediakan untuk keperluan pembuatan aplikasi database.

(8) DHTML Application: Project ini digunakan untuk membuat aplikasi internet pada sisi client (client side) dengan fungsi-fungsi DHTML.

(9) IIS Application: Project ini menghasilkan apliaksi internet pada sisi server (server

side) dengan komponen-komponen CGI (Common Gateway Interface).

Selanjutnya pilih Standard EXE dan tekan [Ok]. Lalu muncul tampilan dari Standard Exe seperti pada gambar 2.8. Dengan demikian project sudah siap dibuat. Dalam pembuatan project sebelumnya double click pada form yang terbuat maka adak terlihat jendela tersembunyi (hidden windows) yang berupa jendela untuk pembuatan program atau jendela kode (code windows). Hal ini Dapat dilakukan dengan cara memilih ikon jendela form atau jendela kode yang ada di [Project Explorer]

(37)

Gambar2.8 Jendela Form Visual Basic

Gambar 2.8 adalah tampilan dari jendela form visual basic 6.0 , yang didalamnya sudah terdapat program yang digunakan pada rancangan monitoring.

(38)

BAB III

RANCANGAN DAN SISTEM KERJA RANGKAIAN

3.1 Diagram Blok Rancangan Sistem Monitoring

Gambar dibawah ini adalah diagram blok dari rancangan sistem monitoring ruangan menggunakan kamera webcam:

PC / LAPTOP ARDUINO UNO DRIVER MOTOR DC

(L293D) MOTOR DC

Kamera Webcam

Gambar 3.1 Diagram blok rancangan sistem monitoring

Gambar 3.1 adalah rancangan alat untuk pengontrol putaran motor DC yang digunakan untuk mengatur kamera webcam dengan PC.Output dari PC dihubungkan ke modul Arduino yang erfungsi sebagai pusat control alat yang dirancang. Dengan menggunakan modul Aduino putaran motor DC dapat diatur. Namun modul Arduino tidak dapat secara langsung mengatur arah putaran motor DC, sehingga memerlukan rangkaian driver motor DC yang menggunakan IC L293D yang dihubungkan dengan modul Arduino.

(39)

3.2 Rangkaian Interface Notebook Terhadap KIT Arduino

KIT Arduino merupakan sebuah rangkaian minimum dari mikrokontroler ATMega328 yang dipadukan dengan rangkaian interfacing USB ke port Serial. Fitur tambahan interfacing tersebut akan memudahkan kita dalam menghubungkan mikrokontroler dengan PC melalui port USB. Pada gambar 3.2 juga terdapat sebuah mikrokontroler ATMega328 yang digunakan sebagai pusat kendali dari alat yang dibuat. Berikut ini adalah gambar sistem/board dari modul Arduino Uno.

Gambar 3.2 Rangkaian Interface terhadap KIT Arduino Uno ATmega328 Gambar 3.2 adalah rangkaian interface rancangan alat untuk menghubungkan Arduino dengan notebook digunakan sebuah kabel USB seperti kabel untuk printer. Komputer Notebook ini mengirim data melalui port serial pada rangkaian elektronik arduino. Kemudian data/program tersebut diproses dan akan mengendalikan gerakan mekanis motor Dc.

Arduino uno

USB interface

(40)

3.3 Kontruksi Rancangan Alat

Gambar 3.3 adalah bentuk kontruksi rancangan alat secara

keseluruhan.

Gambar 3.3 Kontruksi rancangan alat

Pada gambar 3.3 ditunjukkan bahwa Motor DC pertama berfungsi untuk menggerakkan kamera ke kiri dan ke kanan (horizontal) dan motor DC kedua berfungsi untuk menggerakkan kamera ke atas dan kebawah (vertical). Sinyal pengendalian motor DC ini diatur dengan perangkat lunak ( dalam perancangan alat ini penulis menggunakan Visual Basic). Komputer Notebook ini mengirim data melalui port serial pada rangkaian elektronik arduino. Kemudian data/program tersebut diproses dan akan mengendalikan gerakan mekanis motor Dc.

3.4 Rangkaian Driver Motor DC dengan IC L293D

Kamera Webcam

(41)

H-bridge yang tersusun dari 4 buah transistor. Tetapi dipasaran telah disediakan IC L293D sebagai driver motor DC yang terdapat pada gambar 3.4 dapat mengatur arah putar dan disediakan pin untuk input yang berasal dari PWM untuk mengatur kecepatan motor DC. Driver motor DC L293D dapat digunakan untuk mengontrol 2 buah motor DC sekaligus.

Gambar3.4 Rangkaian Driver motor DC dengan IC L293D

Driver Motor seperti pada gambar 3.4 dapat digunakan untuk mengendalikan motor DC secara kontinyu ataupun dengan teknik PWM.

3.5 Rangkaian Power Supplay (PSA)

Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian catu daya yang dibuat terdiri dari 2 tegangan keluaran, yaitu 5 Volt dan 12 Volt. Keluaran 5 Volt pad gambar 3.4 digunakan untuk mensupplaiy tegangan ke seluruh rangkaian, sedangkan keluaran 12 Volt digunakan untuk mensupplay tegangan pada motor DC.

(42)

Berikut ini adalah skema rangkaian catu daya yang dibuat:

Gambar 3.5 Skematik Rangkaian power supplay (PSA)

Transformator yang digunakan pada gambar 3.5 adalah transformator CT Stepdown yang akan menurunkan tegangan 220 Volt AC menjadi 12 Volt AC. Kemudian, tegangan 12 Volt AC ini disearahkan oleh 2 buah dioda 1N5392 sehingga menjadi 12 Volt DC. Kemudian tegangan ini diratakan menggunakan kapasitor 2200

μF. Tegangan yang sudah diratakan ini kemudian di regulasi oleh LM7805. Hal ini bertujuan agar tegangan yang dihasilkan oleh catu daya ini tetap pada 5 Volt walaupun terjadi perubahan tegangan pada bagian input tegangan dari catu daya. Transistor PNP TIP32 berfungsi untuk membantu mensuplay arus apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian, sehingga regulator tidak panas ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar.

(43)

3.6 Pemrograman Perangkat Lunak pada PC

Berikut adalah gambar diagram alir pemrogram pada PC:

Inisialisasi Serial Port Mulai

Tombol S Ditekan

Tombol w Ditekan

Tombol A Ditekan

Tombol D Ditekan Serial port = “1”

Serial port = “2”

Serial port = “3”

Serial port = “4” Tidak

Tidak

Tidak Ya

(44)

Program pada gambar 3.6 dimulai dengan inisialisasi port komunikasi serial. Untuk menggerakkan motor-motor pada kamera 1 kita bisa menggunakan tombol tanda panah up, left, right, dan down pada keyboard PC.

Berikut adalah listing program pada PC :

Public tanda As Integer

Private Sub Command1_Click() Dim port As Integer

port = Text1.Text

MSComm1.CommPort = port MSComm1.DTREnable = True MSComm1.RTSEnable = True MSComm1.PortOpen = True Command1.Enabled = False Text1.Locked = True

End Sub

Private Sub Command2_Click() End

End Sub

Private Sub Form_KeyDown(KeyCode As Integer, Shift As Integer) Select Case KeyCode

Case vbKeyUp

MSComm1.Output = "1" Case vbKeyDown

MSComm1.Output = "2" Case vbKeyLeft

(45)

MSComm1.Output = "3" Case vbKeyRight

MSComm1.Output = "4" End Select

(46)

3.7 Pemrograman Perangkat Lunak Pada Arduino

Berikut adalah diagram alir dari program alat yang dibuat:

Inisialisasi Pin yang Digunakan

Data Serial “1” Mulai

Cek data serial port Data Serial “2” Data Serial “3” Data Serial “4” Tidak Tidak Tidak

Motor 1 Kamera 1 Searah jarum jam

Motor 1 Kamera 1 Berlawanan arah

jarum jam

Motor 2 Kamera 1 Berlawan Arah

Jarum Jam

Motor 2 Kamera 1 Searah Jarum Jam Ya Ya Ya Ya

(47)

Program dimulai pada gambar 3.7 dengan inisialisasi pin-pin yang digunakan serta untuk mendeklarasikan komunikasi serial yang digunakan. Selanjutnya program akan mengecek apakah ada data dari komunikasi serial. Jika ada data serial, maka mikrokontroler akan memeriksa data tersebut. Jika data dari serial berupa karakter “1” maka mikrokontroler akan mengeluarkan logika yang akan menggerakan motor 1 pada kamera 1 untuk bergerak naik (searah jarum jam/ clock wise). Jika data serial berupa karakter “2” maka mikrokontroler akan memberikan logika yang akan menggerakan motor 1 pada kamera 1 bergerak turun (berlawanan arah jarum jam/ counter clock wise).

Jika data serial berupa karakter “3”, maka mikrokontroler akan mengeluarkan logika yang akan menggerakkan motor 2 pada kamera 1 untuk berputar kearah kiri (berlawanan arah jarum jam/ counter clock wise). Jika data serial berupa karakter “4”, maka mikrokontroler akan mengeluarkan logika yang akan menggerakan motor 2 pada kamera 1 untuk berputar ke kanan (searah jarum jam/clockwise).

Berikut ini adalah listing program pada mikrokontroler: int pwmab=10;

int pwmcd=5; int motas1=12; int motas2=11; int motbwh1=9; int motbwh2=8; int motasa=7; int motasb=6; int motbwha=4; int motbwhb=3; void setup(){

(48)

pinMode(pwmab, OUTPUT); pinMode(pwmcd, OUTPUT); pinMode(motas1, OUTPUT); pinMode(motas2, OUTPUT); pinMode(motbwh1, OUTPUT); pinMode(motbwh2, OUTPUT); pinMode(motasa, OUTPUT); pinMode(motasb, OUTPUT); pinMode(motbwha, OUTPUT); pinMode(motbwhb, OUTPUT); Serial.begin(9600); } void loop(){

if ( Serial.available()>0){ int serial = Serial.read(); switch(serial){ case '1': atasnaek1(); delay(20); stopmot1(); stopmot2(); break; case '2': atastrn1(); delay(20); stopmot1(); stopmot2(); break;

(49)

case '3': kiribwh1(); delay(20); stopmot1(); stopmot2(); break; case '4': kananbwh1(); delay(20); stopmot1(); stopmot2(); break; default: stopmot1(); stopmot2(); break; } } } void kiribwh1(){ digitalWrite(motbwh1, HIGH); digitalWrite(motbwh2, LOW); analogWrite(pwmab, 70); } void kananbwh1(){ digitalWrite(motbwh1, LOW); digitalWrite(motbwh2, HIGH); analogWrite(pwmab, 70);

(50)

}

void stopmot1(){

digitalWrite(motbwh1, HIGH); digitalWrite(motbwh2, HIGH); digitalWrite(motas1, HIGH); digitalWrite(motas2, HIGH); }

void kiribwh2(){

digitalWrite(motbwha, LOW); digitalWrite(motbwhb, HIGH); analogWrite(pwmcd, 70); }

void kananbwh2(){

digitalWrite(motbwha, HIGH); digitalWrite(motbwhb, LOW); analogWrite(pwmcd, 70); }

void stopmot2(){

digitalWrite(motbwha, HIGH); digitalWrite(motbwhb, HIGH); digitalWrite(motasa, HIGH); digitalWrite(motasb, HIGH); }

(51)

BAB IV

PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM

4.1 Pengujian Rangkaian Power Supplay (PSA)

Rangkaian power supplay berfungsi untuk mensupplay tegangan keseluruh rangkaian yang ada.Adapun cara untuk menguji rangkaian catu daya adalah dengan mengukur tegangan output yang dihasilkan oleh catu daya tersebut. Pada gambar 4.1 dibawah ini, telah dilakukan pengukuran tegangan pada TP1 dan titik TP2.

Gambar4.1 Pengujian rangkaian power supplay

Transformator yang digunakan pad gambar 4.1 adalah transformator CT Stepdown yang akan menurunkan tegangan 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian tegangan 12 volt AC disearahkan oleh 2 buah diode 1N5392 sehingga menjadi 12 volt DC.

(52)

4.1.1 Data Pengujian Rangkaian Power Supplay (PSA)

Berdasarkan pengujian rangkaian power supplay, maka didapat tegangan seperti pada table 4.1.

Tabel 4.1 sumber tegangan pada rangkaian power supplay Sumber Tegangan Besar Tegangan (Volt)

PLN 220

Primer 220

Sekunder 12

Output 5

Berdasarkan pengujian rangkaian pada gambar 4.1, maka diperoleh hasil pengukuran tegangan dari titik TP1 dan titik TP2 seperti dalam tabel dibawah ini:

Tabel 4.2 Hasil pengukuran pengujian rangkaian PSA Titik pengukuran Tegangan rata-rata (Volt)

TP1 11,7

(53)

4.1.2Analisis Pengujian Rangkaian Power Supllay (PSA)

Berdasarkan data hasil pengukuran titik TP1 dan titik TP2 pada tabel 4.2 dapat disimpulkan bahwa rangkaian ini sudah dapat beroperasi dengan baik.

Persen ralat dari pengujian rangkaian power supplay tersebut adalah sebagai berikut: % Ralat PSA

% Ralat TPı

= 2,56 %

% Ralat TP2

(54)

4.2 Pengujian Rangkaian Driver Motor DC

Driver motor DC seperti pada gambar 4.2 digunakan untuk mengendlikan

motor DC secara kontinyu atupun dengan tehnik PWM. Untuk

mengendalikan 2 buah motor DC , maka dibutuhkan 1 IC L293D.

Gambar 4.2 Pengujian rangkaian driver motor DC L293D

Sistem kerja dari driver motor pada gambar 4.2 adalah dengan memberikan sinyal kontrol dalam bentuk logika atau pulsa ke jalur input 1A – 1B untuk kontrol motor DC.

(55)

4.2.1 Data Pengujian Rangkaian Driver Motor DC

Berdasarkan pengujian rangkaian pada rangkaian driver motor DC L293D, maka diperoleh hasil seperti pada table dibawah ini:

Tabel 4.3 Pengujian Rangkaian Driver Motor DC

Input A Input B Motor DC

0 0 Motor diam

1 0 Motor berputar berlawanan jarum jam

0 1 Motor berputar searah jarum jam

1 1 Motor diam

4.2.2 Analisis Pengujian Rangkaian Motor DC

Seperti diketahui tegangan keluaran dari port serial pada saat logika high (1) adalah 5 volt, sedangkan untuk mengaktifkan motor DC dibutuhkan tegangan sebesar 12 volt.

Dengan demikian penguatan tegangan yang terjadi pada rangkaian driver ini, dapat dicari dari persamaan dibawah ini:

=

2,4 kali

Sedangkan arus yang dibutuhkan per masukan pada motor DC adalah sebesar 200 mA. Arus keluaran dari port serial pada masing-masing port data sekitar 40 mA.

(56)

Dengan demikian penguatan arus yang terjadi pada transistor di rangkaian driver ini adalah:

hғє

=

Dengan demikian data dari transistor dicarilah data dari transistor yang mempunyai nilai

hғє

minimal sebesar 5.

Berikut adalah listing program untuk pengujian driver motor:

int pwmab=10; int pwmcd=5; int motas1=12; int motas2=11; int motbwh1=9; int motbwh2=8; int motasa=7; int motasb=6; int motbwha=4; int motbwhb=3; void setup(){

pinMode(pwmab, OUTPUT); pinMode(pwmcd, OUTPUT); pinMode(motas1, OUTPUT); pinMode(motas2, OUTPUT); pinMode(motbwh1, OUTPUT);

(57)

pinMode(motasa, OUTPUT); pinMode(motasb, OUTPUT); pinMode(motbwha, OUTPUT); pinMode(motbwhb, OUTPUT); } Void loop(){ digitalWrite(motbwh1, HIGH); digitalWrite(motbwh2, LOW); analogWrite(pwmab, 70); delay(1000); digitalWrite(motbwh1, LOW); digitalWrite(motbwh2, HIGH); analogWrite(pwmab, 70); delay(1000); }

4.3 Pengujian Pemrograman Pada KIT Arduino

Pengujian Modul Arduino dilakukan dengan mengedipkan LED yang terdapat pada pin 13 pada modul ini. Proses pengedipan tersebut dilakukan melalui program yang dimasukkan pada modul ini. Jika LED pada pin tersebut berkedip sesuai dengan program, maka dapat disimpulkan bahwa modul ini dalam keadaan baik. Berikut ini adalah listing program yang digunakan untuk mengedipkan LED pada pin 13 modul ini.

void setup() { pinMode(13, OUTPUT); }

void loop() {

digitalWrite(13, HIGH); // menyalakan LED di pin 13 Arduino delay(1000); // delay selama 1 detik

(58)

delay(1000); // delay selama 1 detik }

Cara mengisi program dari Notebook terhadap Arduino uno:

- Sebelum mengisi program, dihubungkan Notebook dengan Arduino

menggunakan kabel USB dengan posisi power supplay tidak terhubung dengan arduino atau rancangan alat dalam keadaan OFF.

- Double klik software arduino uno - Ketik program yang akan dibuat - Upload program

- Setelah program selesai di upload, maka rancangan alat di ON kan.

Salah satu contoh program untuk menguji KIT Arduino Uno adalah sebagai berikut:

Void setup(){ ; Untuk mengatur PIN output Arduino

pinMode(6,OUTPUT); ; PIN 6 sebagai output

pinMode(7,OUTPUT); ; PIN 7 sebagai output

}

Void loop(){ ; Untuk mengulang program

analogWrite(5,100); ; PIN 5 untuk mengatur kecepatan putaran motor sebesar 100 rpm.

digitalWrite(6,LOW); ; diberikan logika low pada PIN 6 digitalWrite(7,HIGH); ; diberikan logika high pada PIN 7

delay(1000); ; waktu tunda selama 1 detik

digitalWrite(6,LOW); ; diberikan logika low pada PIN 6 digitalWrite(7,LOW); ; diberikan logika low pada PIN 7

delay(10); ; waktu tunda selama 0,1 ms

}

(59)

4.4 Pengujian Monitoring

4.4.1 Data Pengujian Monitoring

Data pengujian monitoring adalah data dari pengukuran putaran motor DC secara vertical dan horizontal. Data pengujian monitoring pada table 4.4 diperoleh berdasarkan pengukuran dengan menggunakan busur derajat.

Berikut adalah data pengujian monitoring :

Tabel 4.4 Data pengujian monitoring secara vertical

Vertikal Arah putar motor DC Waktu (millisekon) Putaran secara teori (derajat) Putaran secara praktek (derajat)

Atas 250 7,5 6,1

500 15 14,2

750 22,5 20,2

1000 30 29,6

1500 37,5 35,9

2000 45 44,1

Bawah 250 7,5 6,5

500 15 14,6

750 22,5 21,1

1000 30 29,2

1500 37,5 36,4

2000 45 44,6

Putaran rata-rata

(60)

Data pengujian monitoring pada table 4.5 diperoleh berdasarkan pengukuran dengan menggunakan busur derajat.

Tabel 4.5 Data pengujian monitoring secara horizontal

Horizontal Arah putar motor DC Waktu (millisekon) Putaran secara teori (derajat) Putaran secara praktek (derajat)

Kiri 250 17 16,5

500 34 32,4

750 51 49,2

1000 68 68,3

1500 85 83,3

2000 102 101,2

Kanan 250 17 16,3

500 34 34,6

750 51 50,2

1000 68 67,6

1500 85 84,9

2000 102 98,4

Putaran rata-rata

(61)

4.4.2 Analisis Pengujian Monitoring

Berdasarkan data pengukuran monitoring pada tabel 4.4 dan tabel 4.5 diatas data teori dan praktek berbeda, hal ini dapat terjadi karena faKtor gesekan dari peralatan dan kekurang efektifan cara sudut pandang dalam pengkuran. Dari data tersebut dapat diperoleh persen ralat dengan persamaan:

% Ralat

Maka diperoleh:

Putaran Horizontal o % Ralat Atas

o % Ralat Bawah

= 3,2%

Putaran Vertikal

o % Ralat Kiri

= 1,41%

o % Ralat Kanan

(62)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari perancangan dan pengujian yang telah penulis laksanakan dapat disimpulkan :

1. Perancangan monitoring menggunakan kamera webcam sudah sesuaidengan

rancangan.

2. Bahasa pemrograman Visual Basic digunakan sebagai pemogram sistem

monitoring yang dikendalikan melalui computer notebook.

3. Berdasarkan data pengukuran dan pengujian, maka rancangan alat ini telah bekerja (beroperasi) dengan baik, dengan ralat 4,6 % untuk putaran vertikal atas, 3,2 % untuk putaran vertikal bawah dan 1,41 % untuk putaran horijontal kiri, 1,4 % untuk putaran horijontal kanan.

4. Berdasarkan data pengujian rancangan alat secara keeluruhan, maka didapat rata-rata putaran motor DC secara vertikal sebesar 25,01 derajat dengan lama waktu 1000 millisekon dan rata-rata putaran motor DC secara horizontal sebesar 58,48 derajat per sekon.

5. Berdasarkan data pengukuran dan pengujian rangkaian PSA, maka PSA pada rancangan alat ini sudah bekerja dengan baik, yaitu pada titik TP1 ralatnya 2,56 % dan pada titik TP2 ralatnya 2 %.

(63)

5.2 Saran

Setelah melakukan penulisan ini diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dapat dilakukan perancangan lebih lanjut, yaitu:

1. Agar dilakukan peningkatan kemampuan pada alat ini, sehingga semakin cerdas dengan mengkombinasikan dengan komponen yang lain, sehingga sistem kerjanya akan lebih baik lagi.

2. Dimasa yang akan datang, agar alat ini dapat ditingkatkan dan di program, sehingga webcam boleh bekerja ketika ada benda yang bergerak diruangan tersebut dan boleh dipantau menggunakan Handphone secara Wireless.

3. Perlu dilakukan pemrograman interfacing antara modul arduino dan motor DC , sehingga perputaran motor DC akan lebih baik lagi.

4. Untuk memperoleh gerakan mekanis kamera webcam yang lebih baik dan

efisien, harus menggunakan stepper motor atau motor servo, karena putaran per step pada kedua motor tersebut bisa bagus dibandingkan dengan motor DC.

(64)

DAFTAR PUSTAKA

Andi Nalwan,Paulus,’Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan pemrograman’

Elektronika,Penerbit: PT.Elex Media Komputindo,Jakarta ,2003

Agfianto,’Teknik Antarmuka Komputer: Konsep dan Aplikasi’, Edisi Pertama,

Penerbit: Graha Ilmu, Yogyakarta,2002

Bernard Grob, ‘Prinsip-Prinsip Elektronika’, terjemahan Pakpahan,Sahat,

Penerbit: Erlangga,1991.

Eko Putra,Afgianto,’Tehnik Antar Muka Komputer, Konsep dan Aplikasi’, Penerbit: Graha Ilmu ,Yogyakarta,2002

Link,Wolfgeng,’Pengukuran,Pengendalian dan Pengaturan dengan PC’, Penerbit:PT.Elex Media Komputindo,Jakarta,1999

Malvino,Abert Paul,’Prinsip-Prinsip Elektronika’, Jilid 1 & 2, Edisi Pertama,

Penerbit: Salemba Teknika, Jakarta, 2003

Wasito,Data Sheet Book 1,Elex Media Komputindo,Jakarta,1994

(65)

(1)

Data pengujian monitoring pada table 4.5 diperoleh berdasarkan pengukuran dengan menggunakan busur derajat.

Tabel 4.5 Data pengujian monitoring secara horizontal

Horizontal Arah putar motor DC Waktu (millisekon) Putaran secara teori (derajat) Putaran secara praktek (derajat)

Kiri 250 17 16,5

500 34 32,4

750 51 49,2

1000 68 68,3

1500 85 83,3

2000 102 101,2

Kanan 250 17 16,3

500 34 34,6

750 51 50,2

1000 68 67,6

1500 85 84,9

2000 102 98,4

Putaran rata-rata

(2)

4.4.2 Analisis Pengujian Monitoring

% Ralat

Maka diperoleh: Putaran Horizontal

o % Ralat Atas

o % Ralat Bawah

= 3,2%

Putaran Vertikal

o % Ralat Kiri

= 1,41%

o % Ralat Kanan

(3)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari perancangan dan pengujian yang telah penulis laksanakan dapat disimpulkan :

1. Perancangan monitoring menggunakan kamera webcam sudah sesuaidengan rancangan.

2. Bahasa pemrograman Visual Basic digunakan sebagai pemogram sistem monitoring yang dikendalikan melalui computer notebook.

5. Berdasarkan data pengukuran dan pengujian rangkaian PSA, maka PSA pada rancangan alat ini sudah bekerja dengan baik, yaitu pada titik TP1 ralatnya 2,56 % dan pada titik TP2 ralatnya 2 %.

(4)

5.2 Saran

Setelah melakukan penulisan ini diperoleh beberapa hal yang dapat dijadikan saran untuk dapat dilakukan perancangan lebih lanjut, yaitu:

1. Agar dilakukan peningkatan kemampuan pada alat ini, sehingga semakin cerdas dengan mengkombinasikan dengan komponen yang lain, sehingga sistem kerjanya akan lebih baik lagi.

3. Perlu dilakukan pemrograman interfacing antara modul arduino dan motor DC , sehingga perputaran motor DC akan lebih baik lagi.

4. Untuk memperoleh gerakan mekanis kamera webcam yang lebih baik dan efisien, harus menggunakan stepper motor atau motor servo, karena putaran per step pada kedua motor tersebut bisa bagus dibandingkan dengan motor DC.

(5)

DAFTAR PUSTAKA

Andi Nalwan,Paulus,’Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan pemrograman’

Elektronika,Penerbit: PT.Elex Media Komputindo,Jakarta ,2003

Agfianto,’Teknik Antarmuka Komputer: Konsep dan Aplikasi’, Edisi Pertama,

Penerbit: Graha Ilmu, Yogyakarta,2002

Bernard Grob, ‘Prinsip-Prinsip Elektronika’, terjemahan Pakpahan,Sahat,

Penerbit: Erlangga,1991.

Eko Putra,Afgianto,’Tehnik Antar Muka Komputer, Konsep dan Aplikasi’, Penerbit: Graha Ilmu ,Yogyakarta,2002

Link,Wolfgeng,’Pengukuran,Pengendalian dan Pengaturan dengan PC’, Penerbit:PT.Elex Media Komputindo,Jakarta,1999

Malvino,Abert Paul,’Prinsip-Prinsip Elektronika’, Jilid 1 & 2, Edisi Pertama,

Penerbit: Salemba Teknika, Jakarta, 2003

Wasito,Data Sheet Book 1,Elex Media Komputindo,Jakarta,1994

(6)

Sistem Monitoring Ruangan Menggunakan Kamera Webcam Tipe SF-1007 Berbasis Rangkaian