Perancangan Tempat Sampah Otomatis Berbasis Mikrokontroler Arduino
LAMPIRAN
LISTING PROGRAM
#include<Servo.h> #define trigPinS 3 #define echoPinS 4 #define trigPinl 5 #define echoPinl 6
#define play 12 //pin isd1820
long SensorIN; long SensorOUT; long tempoa; long tempob;
Servo myservo;
int8_t button = 10; int ledmerah = 7; int ledkuning = 8; int ledhijau = 9;
void setup() {
myservo.attach(2); myservo.write(0); digitalWrite(play, LOW); Serial.begin(9600); //HCSR pinMode(trigPinS, OUTPUT); pinMode(echoPinS, INPUT); pinMode(trigPinl, OUTPUT); pinMode(echoPinl, INPUT); //LED pinMode(ledmerah, OUTPUT); pinMode(ledkuning, OUTPUT); pinMode(ledhijau, OUTPUT); //Button pinMode(button, INPUT); } int8_t hcsr()
(2)
digitalWrite(trigPinS, LOW); delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPinS, HIGH); delayMicroseconds(10);
tempoa = pulseIn(echoPinS, HIGH); SensorIN = int(0.017 * tiempoa);
digitalWrite(trigPinl, LOW); delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPinl, HIGH); delayMicroseconds(10);
tempob = pulseIn(echoPinl, HIGH); SensorOUT = int(0.017 * tiempob);
if (SensorIN < 5) {
digitalWrite(ledmerah, HIGH); Serial.println("Led MERAH"); //delay(25);
}
else if (SensorIN < 20 && SensorIN > 5) { digitalWrite(ledkuning, HIGH); Serial.println("Led KUNING"); //delay(25); } else { digitalWrite(ledhijau, HIGH); Serial.println("Led HIJAU"); //delay(25); } Serial.print(SensorOUT); Serial.print(" || "); Serial.println(SensorIN);
(3)
myservo.write(95);
Serial.println("Servo Terbuka"); delay(3000);
// sound
digitalWrite(play, HIGH);
}
else {
myservo.write(15);
digitalWrite(play, LOW); delay(10);
}
}
int8_t btn() {
myservo.write(95);
Serial.println("Button Ditekan"); delay(8000);
}
void loop(){
digitalWrite(play, LOW); digitalWrite(ledmerah, LOW); digitalWrite(ledkuning, LOW); digitalWrite(ledhijau, LOW);
if (digitalRead(button) == LOW) { btn();
}
else { hcsr(); }
(4)
LIBRARY MOTOR SERVO
A servo is activated by creating an instance of the Servo class passing the desired pin to the attach() method.
The servos are pulsed in the background using the value most recently written using the write() method.
Note that analogWrite of PWM on pins associated with the timer are disabled when the first servo is attached.
Timers are seized as needed in groups of 12 servos - 24 servos use two timers, 48 servos will use four.
The sequence used to sieze timers is defined in timers.h
The methods are:
Servo - Class for manipulating servo motors connected to Arduino pins.
attach(pin ) - Attaches a servo motor to an i/o pin.
attach(pin, min, max ) - Attaches to a pin setting min and max values in microseconds
default min is 544, max is 2400
write() - Sets the servo angle in degrees. (invalid angle that is valid as pulse in microseconds is treated as microseconds)
writeMicroseconds() - Sets the servo pulse width in microseconds
read() - Gets the last written servo pulse width as an angle between 0 and 180.
readMicroseconds() - Gets the last written servo pulse width in microseconds. (was read_us() in first release)
attached() - Returns true if there is a servo attached.
detach() - Stops an attached servos from pulsing its i/o pin. */
(5)
#ifndef Servo_h #define Servo_h
#include <inttypes.h>
/*
* Defines for 16 bit timers used with Servo library *
* If _useTimerX is defined then TimerX is a 16 bit timer on the current board
* timer16_Sequence_t enumerates the sequence that the timers should be allocated
* _Nbr_16timers indicates how many 16 bit timers are available. */
// Architecture specific include #if defined(ARDUINO_ARCH_AVR) #include "avr/ServoTimers.h" #elif defined(ARDUINO_ARCH_SAM) #include "sam/ServoTimers.h" #elif defined(ARDUINO_ARCH_SAMD) #include "samd/ServoTimers.h" #else
#error "This library only supports boards with an AVR, SAM or SAMD processor."
#endif
#define Servo_VERSION 2 // software version of this library
#define MIN_PULSE_WIDTH 544 // the shortest pulse sent to a servo #define MAX_PULSE_WIDTH 2400 // the longest pulse sent to a serv
(6)
#define DEFAULT_PULSE_WIDTH 1500 // default pulse width when servo is attached
#define REFRESH_INTERVAL 20000 // minumim time to refresh servos in microseconds
#define SERVOS_PER_TIMER 12 // the maximum number of servos controlled by one timer
#define MAX_SERVOS (_Nbr_16timers * SERVOS_PER_TIMER)
#define INVALID_SERVO 255 // flag indicating an invalid servo index
typedef struct {
uint8_t nbr :6 ; // a pin number from 0 to 63
uint8_t isActive :1 ; // true if this channel is enabled, pin not pulsed if false
} ServoPin_t ; typedef struct { ServoPin_t Pin;
volatile unsigned int ticks; } servo_t;
class Servo {
public: Servo();
uint8_t attach(int pin); // attach the given pin to the next free channel, sets pinMode, returns channel number or 0 if failure
uint8_t attach(int pin, int min, int max); // as above but also sets min and max values for writes.
void detach();
void write(int value); // if value is < 200 its treated as an angle, otherwise as pulse width in microseconds
void writeMicroseconds(int value); // Write pulse width in microseconds int read(); // returns current pulse width as an angle between 0 and 180 degrees
(7)
int readMicroseconds(); // returns current pulse width in microseconds for this servo (was read_us() in first release)
bool attached(); // return true if this servo is attached, otherwise false
private:
uint8_t servoIndex; // index into the channel data for this servo
int8_t min; // minimum is this value times 4 added to MIN_PULSE_WIDTH
int8_t max; // maximum is this value times 4 added to MAX_PULSE_WIDTH
}; #endif
(8)
Curriculum Vitae
Aidil Syahputra
Medan, 1 Juni 1993
Tahun Pendidikan Kota
2014-Sekarang Ekstensi S1 Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara Medan 2011-2014 D3 Teknik Informatika Universitas Sumatera Utara Medan
2008-2011 MAN 1 Medan Medan
2005-2008 SMPN 3 Medan
(9)
DAFTAR PUSTAKA
Anindya, S.F & Rachmat, H.H 2015. Implementasi Sistem Bel Rumah Otomatis berbasis Sensor Ultrasonik Jurnal ELKOMIKA Teknik Elektro Itenas, volume 3 no 1:64-74 (online) http://puslit2.petra.ac.id/ejournal/17706 Budiharto, W. 2009. Membuat Sendiri Robot Cerdas.Edisi Revisi. PT Alex Media
Komputindo, Jakarta.
Chanim, A.N.N. 2010. Penggunaan Microcontroller Sebagai Penditeksi Posisi Dengan Menggunakan Sinyal GSM. Jurnal Informatika Volume 4 nomor 1: 430-439 (Online)
http://jogjapress.com/index.php/JIFO/article/viewFile/340/162 (7 Agustus 2016)
Dewantoro, O.B 2009. Landasan Konseptual Perencanaan Dan Perancangan Pusat Pengelolaan Sampah Diy. Skripsi, Universitas Atma Jaya Yogyakarta.
Dewi, S.K. 2013. Perancangan Dan Pembuatan Alat Pendeteksi Keberadaan Alfatokoferol Pada Paprika Hijau Dengan Menggunakan Sensor Warna TCS3200. Tugas Akhir Program Studi S1 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Medan. (Online).
http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/48986 (20 Maret 2016)
ElecFreaks 2015. HC-SR04 Datasheet (online) http://www.micropik.com/PDF/HC-SR04.pdf (7 Agustus 2016).
Fauren, R., Jaya, p., Budayawan, k. 2016. Rancang Bangun Sistem Kontrol Lemari Pengering Pakaian Berbasis Mikrokontroler Atmega8535. Jurnal Vokasional Teknik Elektronika & Informatika 4(1):125-134.(Online) .
http://ejournal.unp.ac.id/index.php/voteknika/article/download/6016/4688 (14 agustus 2016).
Girsang, W.S. 2014. Perancangan Dan Implementasi Pengendali Pintu Pagar Otomatis Berbasis Arduino. Skripsi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. (Online)
http:// repository.usu.ac.id/handle/123456789/52516 (7 Maret 2016).
Hani, S. 2010. Sensor Ultra Sonik SRF05 Sebagai Pemantau Kecepatan Kendaraan Bermotor. Jurnal Teknologi Volume 3 nomor 2: 120 - 128. (Online).
(10)
Iqbal, M. 2015. Perancangan Solar Tracker Dual Axis yang Terintegrasi Sensor Arus dengan Menggunakan Komunikasi Wireless pada PC. Tugas Akhir Program Studi S1 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Medan. (Online)
http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/47201 (13 Maret 2016).
Kusumaningsih, D. & Malik, R. 2014. Aplikasi Control dan Monitoring Tempat Sampah Otomatis Berbasis Sensor Ultrasonik, Servo dan Mikrokontroler Atmega 16.Jurnal TICOM Vol.2 No.2 hal 148-154, Januari 2014.(Online)
http://aptikom3.or.id/files/Jurnal/TICOM/Tahun2014.pdf (28 Maret 2016). Nurcahya, A 2014. Sensor Ultrasonik Sr 04 Untuk Mendeteksi Banjir. Skripsi Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer Amikom Yogyakarta (online) http://repository.amikom.ac.id/file/Publikasi_11.01.2905.pdf (7 Agustus 2016).
Pitowarno, E. 2006. Robotika Desain, Kontrol, Dan Kecerdasan Buatan. Andi: Yogyakarta.
Setiawan, D.S.T. & Iqbal, M. 2014 Rancangan Bagun Alat Pembuka dan Penutup Tong Sampah Otomatis Berbasis Microkontroler.Jurnal Teknologi dan Sistem Informasi, volume 1,no. 1, Hal 55,62, Desember 2014 (Online)
http://is.its.ac.id/pubs/oajis/index.php/file/download_file/12890020(20 Maret 2016).
Simanjuntak, M.G. 2013. Perancangan Prototipe Smart Building Berbasis Arduino UNO. Skripsi Ilmu Komputer 2 (6): 6-14(Online) http://repository.usu.ac.id/ handle/123456789/37482 (13 Maret 2016).
Sulistyowati, R. & Febrianto, D.D. 2012. Perancangan Prototype Sistem Kontrol dan Monitoring Pembatas Daya Listrik Berbasis Mikrokontroler. Universitas Kristen Petra: Jurnal IPTEK Vol.16:148-153
(11)
BAB 3
ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
Pada bab ini penulis memaparkan analisis permasalahan yang diangkat yang disajikan dengan diagram dan flowchart serta dipaparkan juga perancangan sistem yang akan dibangun, baik yang berupa perangkat keras ataupun perangkat lunak, cara melakukan pengujian dan bentuk topologi.
3.1. Analisis Sistem
Analisis sistem adalah penguraian suatu sitem yang utuh ke dalam bagian-bagian komponennya dengan maksud untuk mengidentifikasi dan mengevaluasi permasalahan-permasalahan yang terjadi dan kebutuhan yang diharapkan dapat diusulkan perbaikannya.
3.1.1. Analisis Masalah
Analisis masalah adalah mengidentifikasi sebuah masalah, guna untuk memperoleh informasi agar dapat dipecahkan atau deselesaikan.
Masalah utama yang sering terjadi dalam membuang sampah ialah manusia sering merasah enggan ketika ingin membuka tutup tempat sampah yang biasanya kotor. Sehingga manusia membuang sampah sebarangan yang berakibat buruk bagi kesehatan lingkungan. Sebagai salah satu contoh penulis melihat permasalahan-permasalahan yang sering dialami oleh para orang ketika membuang sampah pada tempat sampah. Berdasarkan masalah-masalah yang didapat, penulis membuat sebuah tempat sampah yang dapat membuka dan menutup secara otomatis sehingga dapat mengurangi rasa enggan serta menimbulkan rasa lebih praktis dan higienis ketika
(12)
3.1.2. Analisis Kebutuhan (Requirement Analyst)
Analisis kebutuhan sistem sangat dibutuhkan untuk mengetahui apakah sistem yang dibuat telah sesuai dengan kebutuhan yang diharapkan atau tidak. Analisis kebutuhan dibagi menjadi dua, yaitu analisis kebutuhan fungsional dan analisis kebutuhan non fungsional.
1. Analisis Fungsional
Analisis kebutuhan fungsional adalah untuk mengetahui proses-proses apa saja yang nantinya dilakukan oleh sistem. Berikut ini adalah kebutuhan fungsional dari sistem, yaitu:
1. Tempat sampah dapat memdeteksi user yang akan membungan sampah berdasarkan logika if else.
2. Tempat sampah dapat mendeteksi kondisi kapasitas tempat sampah sesuai dengan banyaknya sampah yang ada didalam tempat sampah. yang diberikan berdasarkan logika if else.
2. Analisis Nonfungsional
Untuk mendukung kinerja sistem, sistem juga dapat berfungsi sebagai berikut: 1. Tempat sampah dapat dipindahkan dengan mudah.
2. Sumber arus dapat melalui saklar listrik maupun batrai 12v.
3.2. Perancangan Sistem
Pada tahap perancangan sistem akan dibagi menjadi beberapa bagian utama, yaitu blok diagram, flowcart, penentuan komponen yang digunakan dan perancangan rangkaian tempat sampah otomatis.
3.2.1. Blok Diagram
Diagram blok merupakan salah satu bagian terpenting dalam perancangan peralatan elektronika, karena dari diagram blok dapat diketahui prinsip kerja keseluruhan dari rangkaian elektronika yang dibuat. Sehingga keseluruhan blok dari alat yang dibuat
(13)
dapat membentuk suatu sistem yang dapat bekerja sesuai dengan perencanaan. Diagram blok dari tempat sampah otomatis dapat di lihat pada gambar 3.1.
Sensor Ultrasonik Hcsr04(1)
ARDUINO NANO Motor Servo
LED Modul voice
ISD1820
Power Supply
Sensor Ultrasonik Hcsr04(2)
Push button
Gambar 3.1 Blok Diagram
Adapun fungsi-fungsi blok dari diagram blok sebagai berikut:
1. Blok Supply sebagai sumber tegangan ke mikrokontroler dan sensor
2. Blok sensor HC-SR04(1) sebagai pendeteksi user yang akan membuang sampah 3. Blok sensor HC-SR04(2) sebagai pentedeksi kapasitas tempat sampah
4. Blok push buttons sebagai tombol untuk membuka tempat sampah
5. Blok arduino nano sebagai otak dari system yang memproses data dari sensor 6. Blok motor servo sebagai penggerak pembuka dan penutup tempat sampah. 7. Blok ISD1820 sebagai alat untuk mengeluarkan suara
8. Blok LED sebagai penyampai pesan kapasitas tempat sampah
3.2.2. Penentuan Komponen Tempat Sampah
Penentuan kompenen yang akan dipakai dibagi menjadi dua kelompok, yaitu komponen fisik dan komponen elektronik. Komponen fisik digunakan untuk membuat kerangka tempat sampah, body utama, mekanis tempat sampah. Komponen elektronik digunakan
(14)
untuk merancang rangkaian elektronik. Tabel rincian peralatan dan komponen yang dipakai sebagaimana terlihat pada Tabel 3.2, Tabel 3.3, Tabel 3.4.
Tabel 3.1 Peralatan.
Nama Alat Fungsi
Gerinda Untuk memotong acrylic
Bor duduk Untuk melubangi papan PCB, akrilik, dan komponen lainnya Solder dan
timah
Soldering Penggaris Alat ukur
Obeng Memasang dan membuka baut Tang Memotong kabel, mengunci mur Multitester
digital
Pengukuran satuan listrik (tegangan, arus, dan hambatan)
Glue gun Pengeleman
Cutter Memotong Styrofoam
Setrika Menggosok gambar rangkaian ke PCB Larutan
fericlorida
Melarutkan kuningan PCB
Tabel 3.2 Komponen Fisik.
Nama Keterangan
Tempat sampah Body tempat sampah
Tabel 3.3 Komponen Elektronik.
Nama Keterangan
Mikrokontroler arduino nano
Processor utama Sensor HC-SR04 Penditeksi benda
Motor servo Membuka dan menutup tempat sampah
Kaber pelangi Konektor motor servo, HCSR, led, & ISD1820
Button Switch Tombol reset
Baterai Sumber arus
Resistor Komponen sirkuit
Led Menampilkan kapasitas tempat sampah ISD1820 Suara tempat sampah
DC to DC step down
(15)
3.2.3. Rangkaian HC-SR04
Pada perancangan alat ini menggunakan 2 buah HC-SR04. Yang masing masing dari kedua HC-SR04 berfungsi untuk menditeksi benda yang ada di depannya. Alat ini memiliki 4 pin, pin Vcc, Gnd, Trigger, dan Echo. Pin Vcc untuk listrik positif dan Gnd untuk ground-nya. Pin Trigger untuk trigger keluarnya sinyal dari sensor dan pin Echo untuk menangkap sinyal pantul dari benda. Pada pin HC-SR04 langsung terhubung dengan mikrokontroler arduino sebesar 5 volt. Rangkaian HC-SR04 dapat dilihat pada gambar 3.2.
Gambar 3.2 Rangkaian HC-SR04.
3.2.4. Rangkaian Sumber Arus Motor Servo
Untuk mengaktifkan servo dibutuhkan sebuah tegangan input yang stabil pada pin IN2 dari baterai 12 volt, kemudian dengan menggunakan rangkaian DC to DC step down tegangan output pada pin VCC SERVO diturunkan menjadi tegangan 6 volt yang stabil untuk motor servo. Rangkaian sumber arus motor servo dapat dilihat pada gambar 3.3.
(16)
Gambar 3.3 Rangkaian Sumber Arus Motor Servo.
3.2.5. Rangkaian LED
Untuk menghidupkan 3 LED membutuhkan tegangan dan perintah output pada pin LED yang langsung terhubung dengan mikrokontroler arduino sebesar 5 volt. Rangkaian LED dapat dilihat pada gambar 3.4.
Gambar 3.4 Rangkaian LED
3.2.6. Rangkaian Recording Modul ISD 1820
Untuk menghidupkan ISD1820 dibutuhkan tegangan output 5 volt dari dari mikrokontroler arduino melalui pin 5V dan perintah output dari mikrokontroler arduino melalui pin ISD1820 untuk mengaktifkan speaker dari ISD1820. Rangkaian ISD1820 dapat dilihat pada gambar 3.5.
(17)
Gambar 3.5 Rangkaian ISD1820
3.2.7. Rangkaian Push Buttons
Untuk menghidupkan Push Buttons membutuhkan tegangan dan perintah output pada pin PushButtons yang langsung terhubung dengan mikrokontroler arduino sebesar 5 volt. Rangkaian PushButtons dapat dilihat pada gambar 3.6.
Gambar 3.6 Rangkaian Push Buttons
3.2.8. Rangkaian Sirkuit Utama
Rangkaian sirkuit uatama adalah gabungan dari beberapa rangkaian, yaitu rangkaian sumber arus motor servo, ragkaian LED, rangkaian isd1820, rangkaian HC-SR04 dan
(18)
beberapa rangkaian pin header untuk menghubungkan mikrokontroler arduino dengan komponen elektronik lainnya. Rangkaian sirkuit utama dapat dilihat pada gambar 3.7.
Gambar 3.7 Rangkaian Sirkuit Utama.
3.2.9. Perancangan PCB (Printed Circuiet Board)
Printed Circuiet Board (PCB) adalah sebuah papan rangkaian yang terbuat dari bahan ebonit (Pertinax) atau fiber glass dimana salah satu sisi permukaanya dilapisi dengan tembaga tipis. Berdasarkan susunan PCB terbagi menjadi tiga jenis, yang pertama PCB Single Layer merupakan PCB polos yang hanya memiliki 1 lapisan tembaga pada salah satu sisinya, PCB Double Layer merupakan PCB polos yang memiliki 2 lapisan tembaga pada kedua sisinya dan PCB Matrik Strip Board merupakan PCB yang memiliki 1 sisi tembaga dan memiliki lubang-lubang dengan ukuran normal 0,8 – 1 mm.
(19)
Perancangan PCB pada pembuatan sistem tempat sampah otomatis ini menggunakan software PROTEUS 8.0. Proteus adalah sebuah software berbasis windows yang dapat digunakan untuk mendesain pcb yang juga dilengkapi dengan simulasi pspice pada level skematik sebelum rangkaian skematik di cetak pada PCB.
Dengan perancangan yang tepat akan didapatkan layout jalur PCB yang tersusun rapi dan mudah digunakan. Lebar dan jarak antara jalur juga harus diperhitungkan agar tidak terjadi kesalahan atau hubungan singkat akibat jalur yang terlalu rapat dan sempit. Perancangan tata letak PCB dapat dilihat pada gambar 3.8.
Gambar 3.8 Tata Letak Jalur PCB.
Tata letak komponen adalah susunan komponen-komponen elektronika dari gambar diagram skematik yang akan dipasangkan pada permukaan PCB yang berkebalikan dengan jalur PCB. Susunan komponen elektronika tersebut harus bersesuaian dengan jalur PCB. Setiap komponen yang akan dipasang mempunyai ukuran harus bersesuaian dengan jalur PCB. Setiap komponen yang akan dipasang mempunyai ukuran yang tepat dan ruang yang cukup pada permukaan PCB. Perancangan tata letak komponen PCB dapat dilihat pada gambar 3.9.
(20)
Gambar 3.9 Tata Letak Komponen PCB.
3.2.10. Flowchart
Dalam membuat suatu alat ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, yaitu bagaimana cara merancang sistem yang akan diimplementasikan pada alat. Dalam perancangan sistem perlu dibuat flowchart dari sistem tersebut, seperti gambar 3.10.
Start
Baca sensor
HCSR04(2) Kalibari jarak
Jarak <70 cm Gerakan servo 90°
stop ya tidak Baca sensor HCSr04(1) Play ISD1820 Kalibari jarak
Jarak <5 Hidupkan LED Merah
Jarak < 20 & >6 Hidupkan LED kuning
Jarak >20 Hidupkan LED hijau tidak tidak ya ya ya Tekan tombol button tidak
(21)
Langkah awal yang dilakukan ialah pembacaan sensor HC-SR04(1) untuk mengkalibrasi jarak, jika jarak lebih kecil dari 5cm maka Led merah akan dinyalakan
dan disediakan tombol button untuk menggerakan servo sebesar 90˚, Jika jarak Lebih
besar dari 5cm dan lebih kecil dari 20 maka Led kuning akan dinyalakan dan jika jarak lebih besar dari 20 maka led hijau akan dinyalakan, untuk menggerakan servo dapat dilakukan dengan pembacaan sensor HC-SR04(2). Sensor HC-SR04(2) akan mengkalibrasi jarak jika jarak lebih kecil dari 70cm maka servo akan di gerakan sebesar
(22)
BAB IV
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
4.1. Implementasi sistem
Implementasi merupakan lanjutan dari tahap analisis dan perancangan tempat sampah otomatis. Pada bab ini akan dijelaskan hasil dari perancangan sistem beserta pengujian tempat sampah otomatis. Pada tahap implementasi ini digunakan perangkat lunak dan perangkat keras, sehingga sistem yang dibangun dapat diselesaikan dengan baik.
Tempat sampah otomatis Material
Sistem Method
User
Method trial and error Menekan button switch Membuang sampah Atmega328 sebagai prosesor utama
Sensor HCSR04 untuk membuka otomatis Sensor HCSR04 untuk medeteksi kapasitas Button switch untuk membuka tempat sampah
Membuka tempat tutup tempat sampah menggunakn tombol Membuka tutup tempat sampah otomatis Menditeksi kapasitas tempat sampah
Mengeluarkan pesan suara
(23)
Pada diagram ishikawa pada gambar 4.1 menjelaskan implementasi sistem tempat sampah otomatis. Pada tempat sampah otomatis terdapat beberapa fitur yaitu tutup tempat sampah yang terbuka dan tertutup otomatis sesuai dengan keberadaan manusia dan kondisi tempat sampah, lampu led sebagai pemberi pesan kondisi kapasitas tempat sampah yang juga secara otomatis hidup dan mati sesuai kondisi kapasitas tempat sampah. Tampilan tempat sampah otomatis dan skema tempat sampah otomatis seperti pada gambar 4.2 dan gambar 4.3.
Gambar 4.2 Tempat Sampah Otomatis
(24)
4.1.1. Implementasi tutup tempat sampah otomatis
Pada tutup tempat sampah dibuat dengan memodifikasi tutup tempat sampah dan penggerak tutup tempat sampah secara otomatis digunakan motor servo. Tampilan dari tutup tempat sampah dan motor servo nya yang tampak dari dalam seperti pada gambar 4.4.
Gambar 4.4 Implentasi Tutup Tempat Sampah Otomatis
Pada tutup tempat sampah selain terdapat motor servo untuk penyempurnaan fitur dari tempat sampah otomatis juga dipasangkan sebuah sensor HC-SR04, push buttons dan ISD1820. Gambar sensor HC-SR04, push buttons dan ISD1820 seperti pada gambar 4.5, gambar 4.6 dan gambar 4.7.
.
(25)
Sensor HC-SR04 dengan sudut 50° menghadap keatas yang berfungsi untuk mendeteksi keberadaan manusia yang menghalangi diletakn diluar tempat sampah.
Gambar 4.6 Implentasi Push buttons dan Motor Servo
Push buttons diletakan dibelakang tutup tempat sampah berfungsi sebagai tombol reset yang dapat membuka tutup tempat sampah jika tombol ditekan.
Gambar 4.7 Implentasi ISD1820
ISD1820 diletakan dibawah tempat sampah berfungsi untuk mengaktifkan speaker untuk mengeluarkan suara.
4.1.2. Implementasi pendeteksi kapasitas tempat sampah
Pendeteksi kapasitas tempat sampah dibuat menggunakan sensor HC-SR04 yang di letakan di belakang tutup tempat sampah sebagai mendeteksi kondisi kapasitas tempat sampah. Gambar LED yang tampak dari bagian atas tutup tempat sampah seperti pada gambar 4.8.
(26)
Gambar 4.8 Implementasi LED
4.1.3. Implementasi Mikrokontroller Atmega328 arduino nano
Mikrokontroler yang dipakai pada miniature adalah mikrokontroler atmega328 arduino nano. Pin-pin yang digunakan pada mikrokontroler adalah sebagai berikut.
1. Digital pin2 = motor servo.
2. Digital pin3 = trig HC-SR04 dalam. 3. Digital pin4 = echo HC-SR04 dalam. 4. Digital pin5 = trig HC-SR04 luar. 5. Digital pin6 = echo HC-SR04 luar. 6. Digital pin7 = led merah.
7. Digital pin8 = led kuning. 8. Digital pin9 = led hijau. 9. Digital pin10 = button switch. 10.Digital pin11 = isd1820
Terdapat rangkaian input dan output dimana yang merupakan inputan adalah sensor HC-SR04, button switch dan yang merupakan outputnya adalah motor servo (tutup tempat sampah), ISD1820, led merah, led kuning dan led hijau.
4.1.4. Implementasi Rangkaian PCB Tempat Sampah Otomatis
Implementasi rangkaian tempat sampah otomatis dilakukan dengan menggunakan papan PCB. PCB di gunakan agar peletakan komponen menjadi lebih rapi dan
(27)
kemungkinan komponen terlepas dari papan PCB jarang terjadi dikarenakan sudah menyatu pada papan PCB menggunakan solder.
Tahapan-tahapan implementasi rangkaian tempat sampah otomatis pada papan PCB sebagai berikut:
1. Pembuatan layout PCB. Pembuatan layout dilakukan dengan membuat gambar skematik rangkaian dengan menggunakan software Proteus 8 ISIS. Skematik rangkaian adalah gambar yang menghubungkan komponen-komponen dalam sebuah rangkaian elektronik.
2. Tahapan selanjutnya hasil pencetakan layout PCB menggunakan printer fotokopi pada kertas foto.
3. Tahap penyablonan pada papan PCB. Pada tahap ini hasil pencetakan layout PCB disablon diatas papan PCB caranya permukaan layout gambar diletakkan diatas lapisan kuningan pada papan PCB, kemudian di panaskan menggunakan setrika listrik agar layout menempel pada permukaan kuningan papan PCB.
4. Tahap pelarutan PCB. Tahap pelarutan menggunakan ferri chloride (FeCl3) dengan cara memasukkan papan PCB kedalam larutan ferri chloride hingga kuningan papan PCB yang tidak tertutup oleh gambar layout melebur
5. Tahap pengeboran PCB. Pengerboran dilakukan menggunakan mata bor 0,8 mm dan 0,1 mm untuk peletakan komponen yang akan di solder pada papan PCB.
6. Tahap peletakan komponen dan penyolderan komponen. Pada tahap ini semua komponen diletakkan pada papan PCB sesuai lubang peletakan komponen untuk selanjutnya dilakukan penyolderan komponen. Hasil rangkaian pcb tempat sampah otomatis dapat dilihat pada gambar 4.9
(28)
4.1.5 Implementasi Program Mikrokontroler Arduino
Implementasi program mikrokontroler arduino dibuat menggunakan bahasa pemograman C. Software yang digunakan untuk membuat program adalah editor dan compiler Arduino. File program berekstensi *.ino file yang sudah dikompilasi di upload kedalam mikrokontroler arduino. Program mikrokontroler arduino dapat dilihat pada gambar 4.10.
Gambar 4.10 Editor dan Compiler Arduino
4.2 Pengujian Alat
Pengujian alat yang dilakukan meliputi pengujian sensor HC-SR04 motor servo, button switch, dan ISD1820.
4.2.1 Pengujian Sensor HC-SR04
Pengujian sensor ultrasonik bertujuan untuk mengetahui jarak minimum dan maksimum yang dapat diukur oleh sensor ultrasonik HC-SR04 serta membandingkan jarak sebenarnya dengan jarak hasil pengukuran menggunakan sensor ultrasonik HC-SR04. Pengujian rangkaian sensor ultrasonik HC-SR04 dilakukan dengan menghubungkan antara modul sensor ultraonik HC-SR04 dengan rangkaian
(29)
mikrokontroler ATmega328 pada rangkaian sistem minimum. Pin – pin pada HC-SR04 yang dihubungkan antara lain pin sumber tegangan +5v dihubungkan dengan kutub positif pada supply, Pin Trigger dihubungkan dengan pin3, Pin Echo dihubugkan dengan pin4 dan pin Ground dihubungkan dengan kutub negatif pada supply.
Cara kerja dari sensor ultrasonik HC-SR04 adalah mula – mula HC-SR04 diaktifkan melalui pin Trigger minimal 10 μs dengan mengirimkan pulsa positif dari IC mikrokontroler. Selanjutnya pin TX akan mengirim sinyal pada saat logika 1 atau high yang mengenai penghalang dan sinyal pantulan dari penghalang akan diterima oleh RX. Pada saat menerima sinyal pantulan, RX berlogika 0 atau low, dimana sinyal dari RX akan dilewatkan melalui pin Echo. Lebar sinyal dari Echo inilah yang akan digunakan untuk pengukuran jarak. Selanjutnya adalah melakukan ujicoba pegukuran jarak sensor ultrasonik HC-SR04 dengan cara menempatkan sensor ultrasonik di depan penghalang dan memvariasi jarak pengukuran.
Untuk listing program yang digunakan untuk pengujian sensor HC-SR04 dapat dilihat pada gambar 4.11.
Gambar 4.11 Listing Program HC-SR04
(30)
Tabel 4.1 Hasil Uji Sensor HC-SR04
Hasil pengujian dapat membuktikan bahwa sensor HC-SR04 dapat bekerja dengan baik dengan perbedaan jarak rata-rata 6,48 % masih kecil dan bisa ditolerir.
4.2.2 Pengujian Motor servo
Pengujian Motor Servo dilakuakan untuk mengetahui keakuratan bergerakan servo yang dilakukan. Jadi penulis dapat mengetahui apakah antara pergerakan yang diinginkan dengan pergerakan sebenernya benar-benar sesuai. Pergerakan servo dikatakan baik apabila perbedaan/ error besar derajat pergerakan masih kecil dan bisa ditolerir.
Pengujian dilakukan dengan bantuan busur derajat guna mengetahui besar pergeseran dari motor servo. Pada program arduino motor servo disetting melakukan penabahan derajat sebesar 45° dengan waktu delay 3000 ms (3 detik). Setelah motor servo mencapai sudut 180° maka motor servo akan melakukan pengurangan derajat sebesar 45° hingga kembali pada posisi 0°.Penggunaan waktu delay sebesar 3 detik guna memberi waktu untuk mengamati besar perubahan motor servo.
Untuk listing program yang digunakan untuk pengujian motor servo dapat dilihat pada gambar 4.12.
Pengukuran Jarak Dengan Penggaris (Cm) Pengukuran Jarak Dengan Ultrasonic (Cm) Selisih Hasil Pengukuran (Cm)
Limiting Error (%)
10 9 1 10
20 23 3 15
30 31 1 3,3
40 42 2 5
50 52 2 4
60 63 3 5
(31)
Gambar 4.12 Listing Program Motor Servo
Hasil dari pengujian didapatkan data yang dapat dilihat pada tabel 4.2.
Tabel 4.2 Hasil Uji Motor Servo
Sudut Yang Diinginkan Pembacaan Busur Derajat Error (%)
0° 0° 0
45° 49° 10,89
90° 90° 0
135° 139° 10,29
180° 180° 0
Hasil pengujian dapat membuktikan bahwa motor servo dapat bekerja dengan baik dengan perbedaan besar derajat pergerakan rata-rata 4,23 % masih kecil dan bisa ditolerir.
4.2.3 Pengujian ISD1820 dan Push Buttons
Pengujian ISD1820 dan push buttons bertujuan untuk mengetahui dapat berkerja dengan baik. Sehingga dapat mengeluarkan pesan suara dengan baik. Pengujian dilakukan dengan mengunakan ISD1820 dan push buttons dihubungkan ke arduino guna mengetahui keadaan ketika push buttons di tekan. Untuk listing program yang digunakan untuk pengujian ISD1820 dapat dilihat pada gambar 4.13.
(32)
Gambar 4.13 Listing Program ISD1820 dan Push Buttons
Hasil dari pengujian didapatkan data yang dapat dilihat pada tabel 4.3.
Tabel 4.3 Hasil Uji ISD1820 dan Push Buttons
Kondisi push buttons ISD1820
Ada tekanan Bersuara
Tidak ada tertekan Tidak Bersuara
Bedasarkan hasil uji diketahui push buttons dan ISD1820 berjalan dengan baik ketika push buttons ditekan ISD1820 mengeluarkan suara.
4.2.4 Pengujian Tutup Otomatis Tempat Sampah
Pengujian yang dilakukan pada tutup otomatis tempat sampah ini dikontrol melalui 2 buah sensor HC-SR04. Sensor HC-SR04 pertama berfungsi untuk mendeteksi keberadaan manusia yang menghalangi sensor dengan jarak kurang dari 70 cm dan HC-SR04 kedua mendeteksi keadaan penuh atau tidaknya tempat sampah dengan jarak sampah yang menghalangi lebih dari 5cm. Untuk listing program yang digunakan untuk pengujian tutup otomatis tempat sampah dapat dilihat pada gambar 4.14.
(33)
Gambar 4.14 Listing Program Tutup Otomatis Tempat Sampah
Hasil dari pengujian didapatkan data yang dapat dilihat pada tabel 4.4. Tabel 4.4 Hasil Uji Tutup Otomatis Tempat Sampah KONDISI
TUTUP TEMPAT SAMPAH
KONDISI HC-SR04(1) JARAK KURANG DARI
70CM
KONDISI HC-SR04(2) JARAK LEBIH DARI
5CM
Terbuka Terpenuhi Terpenuhi
Tertutup Tidak Terpenuhi Tidak Terpenuhi
Tertutup Terpenuhi Tidak Terpenuhi
Tertutup Tidak Terpenuhi Terpenuhi
Berdasarkan hasil uji diketahui bahwa kondisi tutup tempat sampah akan terbuka secara otomatis ketika kondisi HC-SR04(1) dan HC-SR04(2) terpenuhi. Apabila kedua kondisi tidak terpenuhi maka tempat sampah akan tertutup.
4.2.5 Pengujian Pendeteksi Kapasitas Tempat Sampah
Pengujian pendeteksi kapasitas tempat sampah dikontrol melalui sensor HC-SR04 yang berfungsi mengirim perintah untuk menghidupkan dan mematikan LED. Untuk listing
(34)
program yang digunakan untuk pengujian pendeteksi kapasitas tempat sampah dapat dilihat pada gambar 4.15.
Gambar 4.15 Listing Program Pendeteksi Kapasitas Tempat Sampah
Hasil dari pengujian didapatkan data yang dapat dilihat pada tabel 4.5.
Tabel 4.5 Hasil Uji Pendeteksi Kapasitas Tempat Sampah JARAK HC-SR04
TERHADAP BENDA
KONDISI LED MERAH
KONDISI LED KUNING
KONDISI LED HIJAU
0-7cm Hidup Mati Mati
8-11cm Mati Hidup Mati
12-27cm Mati Mati Hidup
Bedasarkan tabel diatas dapat diketahui bahwa kondisi led menyala ditentukan dari jarak benda yang menghalangi HC-SR04. LED merah Hidup jika jarak benda terhadap HC-SR04 jarak 0-7cm, LED kuning hidup jika jarak benda terhadap HC-SR04 8-11cm dan LED hijau hidup jika jarak benda terhadap HC-SR04 12-27cm. Jika kondisi tidak terpenuhi maka LED akan mati.
(35)
4.2.6 Pengujian Penggunaan Tegangan dan Arus Listrik
Pengujian penggunaan tegangan dan arus listrik dilakukan untuk menghitung kuat arus dan tenggangan listrik pada tempat sampah otomatis dalam kondisi stand by, kondisi tempat sampah terbuka/tertutup dan kondisi memutar suara. Hasil dari pengujian dapat dilihat pada tabel 4.6.
Tabel 4.6 Hasil Uji Kuat Arus dan Tegangan Listrik
Kondisi Kuat Arus Tegangan
Stand By 30mA 6v
Tempat Sampah Terbuka/Menutup 530mA 11v
Memutar Suara 230mA 9v
Bedasarkan tabel diatas dapat diketahui kuat arus dan tegangan listrik pada kondisi stand by adalah sebesar 30mA dan 6v yang merupakan pengunaan tegangan dan arus listrik terkecil. Kuat asus dan tegangan listrik pada kondisi tempat sampah terbuka sebesar adalah 530mA dan 11v yang merupakan pengunaan tegangan dan arus listrik terbesar. Kuat arus dan tegangan listrik dari kondisi memutar suara adalah sebesar 230mA dan 9v.
(36)
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan dan hasil dari penelitian, maka diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Rancangan sistem yang dibuat berhasil dalam membuka dan menutup serta mendeteksi kapasitas tempat sampah sesuai dengan fungsi system.
2. Sensor HC-SR04 dapat dijadikan sebagai pengukur kapasitas tempat sampah dan pendeteksi manusia.
5.2. Saran
Berikut ini adalah saran yang dapat digunakan untuk tahap pengembangan penelitian sistem ini antara lain:
1. Agar dapat ditambahkan fiturnya yang lebih banyak lagi pada tempat sampah otomatis.
2. Agar tempat sampah dibuat lebih menarik dan lebih praktis.
3. Agar terdapat sebuah pengirim pesan berupa sms ketika tempat sampah penuh. 4. Pada penelitian selanjutnya diharapkan penulis dapat memberbaiki segala
(37)
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Sampah
Sampah merupakan material sisa yang tidak diinginkan setelah berakhirnya suatu proses. Sampah merupakan konsep buatan manusia, dalam proses-proses alam tidak ada sampah, yang ada hanya produk-produk yang tak bergerak. Sampah dapat berada pada setiap fase materi: padat, cair, atau gas. Ketika dilepaskan dalam dua fase yang disebutkan terakhir, terutama gas, sampah dapat dikatakan sebagai emisi. Emisi biasa dikaitkan dengan polusi. Dalam kehidupan manusia, sampah dalam jumlah besar datang dari aktivitas industri (dikenal juga dengan sebutan limbah), misalnya pertambangan, manufaktur, dan konsumsi. Hampir semua produk industri akan menjadi sampah pada suatu waktu, dengan jumlah sampah yang kira-kira mirip dengan jumlah konsumsi (Dewantoro, O.B 2009).
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 (Girsang, W.S. 2014).
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
(38)
tampilan, penggerak dan sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan dengan Arduino (Girsang, W.S. 2014).
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 (Girsang, W.S. 2014).
Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman yang umum digunakan untuk membuat perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board. Bahasa pemrograman arduino mirip dengan bahasa pemrograman C++ (Simanjuntak, M.G. 2013).
Gambar 2.1 Diagram Blok Arduino Board (Simanjuntak, M.G. 2013).
Blok-blok diatas dijelaskan sebagai berikut:
1. Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) adalah antar muka yang
digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-232, RS-422 dan RS-485. 2. 2KB RAM pada memory kerja bersifat volatile (hilang saat daya dimatikan),
digunakan oleh variable-variabel di dalam program.
3. 32KB flash memory bersifat non-volatile, digunakan untuk flash memory juga menyimpan bootloader. Bootloader adalah program inisialisasi yang dijalankan oleh CPU saat daya dihidupkan.
4. 1KB EEPROM bersifat non-volatile.
5. Piranti input/output, piranti untuk menerima data (input) digital atau analog, dan mengeluarkan data (output) digital atau analog.
(39)
Arduino Development Environment adalah perangkat lunak yang digunakan untuk menulis dan meng-compile program untuk arduino. Arduino Development Environment juga digunakan untuk meng-upload program yang sudah di-compile ke memori program arduino board (Simanjuntak, M.G. 2013).
2.3. Arduino Nano
Arduino nano adalah salah satu varian dari produk board mikrokontroller keluaran Arduino. Arduino nano adalah board Arduino terkecil, menggunakan mikrokontroller Atmega328 untuk Arduino Nano 3.x dan Atmega168 untuk Arduino Nano 2.x. Varian ini mempunyai rangkaian yang sama dengan jenis Arduino Duemilanove, tetapi dengan ukuran dan desain PCB yang berbeda. Arduino Nano tidak dilengkapi dengan soket catudaya, tetapi terdapat pin untuk catu daya luar atau dapat menggunakan catu daya dari mini USB port. Arduino nano memiliki 14 pin digital (6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah 16 MHz osilator kristal, sebuah koneksi USB, sebuah konektor sumber tegangan, sebuah header ICSP, dan sebuah tombol reset. Arduino Nano dapat diberi tenaga dengan power yang diperoleh dari koneksi kabel Mini-B USB, atau via power supply eksternal. External power supply dapat dihubungkan langsung ke pin 30 atau Vin (unregulated 6V - 20V), atau ke pin 27 (regulated 5V). Sumber tenaga akan otomatis dipilih mana yang lebih tinggi tegangan Tampak atas dari arduino uno dapat dilihat pada Gambar 2.2 (Simanjuntak, M.G. 2013).
Gambar 2.2 Board Arduino Nano (Simanjuntak, M.G. 2013).
Berikut ini adalah konfigurasi dari Arduino UNO: 1. Mikrokontroler : ATmega328
2. Tegangan Operasi : 5V
(40)
4. Pin digital I/O : 14 (6 diantaranya pin PWM) 5. Pin Analog input : 6
6. Arus DC per pin I/O : 40 mA 7. Arus DC untuk pin 3.3 V : 150 mA
8. Flash Memory : 32 KB dengan 0.5 KB digunakan untuk bootloader 9. SRAM : 2 KB
10. EEPROM : 1 KB 11. Kecepatan : 16 Mhz 12. Dimensi : 45 mm x 18 mm 13. Berat : 5g
2.4. Motor Servo
Motor DC servo (DC-SV) pada dasarnya adalah sebuah motor DC-MP dengan
kualifikasi khusus yang sesuai dengan aplikasi “servoing” didalam teknik kontrol. Dalam kamus Oxford istilah ”servo” diartikan sebagai “a mechanism that controls a large mechanism” (Pitowarno, E. 2006).
Tidak ada spesifikasi baku yang disepakati untuk menyatakan bahwa suatu motor DC-MP adalah motor DC-SV juga dikehendaki handal beroperasi dalam lingkup torsi yang berubah-ubah (Pitowarno, E. 2006). Beberapa tipe motor servo yang dijual bersama dengan paket rangkaian drivernya telah memiliki rangkaian control kecepatan yang menyatu didalamnya. Putaran motor tidak lagi berdasarkan tegangan supply ke motor, namun berdasarkan tegangan input khusus yang berfungsi sebagai referensi kecepatan output (Pitowarno, E. 2006).
Servo terdiri dari rangkaian pengontrol, gear, potensiometer dan DC motor. Potensiometer terhubung dengan gear demikian pula DC motor. Ketika DC motor diberi signal oleh rangkaian pengontrol maka dia akan bergerak demikian pula potensiometer dan otomatis akan mengubah resistansinya. Rangkaian pengontrol akan mengamati perubahan resistansi dan ketika resistansi mencapai nilai yang diinginkan maka motor akan berhenti pada posisi yang diinginkan.
(41)
Gambar 2.3 Komponen Motor Servo (Pitowarno, E. 2006).
Servo motor dc mempunyai konstruksi yang sama dengan konstruksi motor dc. Dalam motor dc konvensional sikat dan cincin belah merupakan suatu kerugian. Karena ada gesekan antara sikat dan cincin maka akan terjadi rugi gesek, timbulnya percikan api dan terkikisnya sikat arang maupun cincin. Maka mulai dipikirkan motor dc tanpa sikat atau disebut brushless DC Motor.
Brushless DC Motor dapat diwujudkan dengan menggunakan prinsip kerja motor induksi 3 phasa (tanpa sikat dan cincin). Dengan menambahkan komponen permanent magnet, electronic inverter (yang menimbulkan medan putar) dan position control (umumnya menggunakan sensor effek Hall), maka akan didapatkan motor dc brushless. Jadi disini rangkaian inverter dan kontrol posisi berfungsi sebagai pengganti komutator mekanik (sikat & cincin belah) dalam membalik medan. Motor dc brushless ini mempunyai karateristik yang mendekati dc motor konvensional.Untuk mengerti cara kerja Motor Servo DC Magnet Permanen haruslah dimengerti bagaimana prinsip kerja Motor DC Magnet Permanen, Motor DC tanpa sikat dan medan putar (Iqbal, M. 2015). Ada beberapa jenis-jenis motor servo yaitu:
1. Motor Servo Standar 180° Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) dengan defleksi masing-masing sudut mencapai 90° sehingga total defleksi sudut dari kanan–tengah–kiri adalah180°.
2. Motor Servo Continuous 360° Motor servo jenis ini mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) tanpa batasan defleksi sudut putar (Budiharto, W. 2009).
(42)
Gambar 2.4 Motor Servo (Iqbal, M. 2015).
Pengendalian gerakan batang motor servo dapat dilakukan dengan menggunakan metode PWM. (Pulse Width Modulation). Teknik ini menggunakan system lebar pulsa untuk mengemudikan putaran motor. Sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor. Tampak pada gambar dengan pulsa 1.5 mS pada periode selebar 2 mS maka sudut dari sumbu motor akan berada pada posisi tengah. Semakin lebar pulsa OFF maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah jarum jam dan semakin kecil pulsa OFF maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah yang berlawanan dengan jarum jam.
(43)
2.5. Modul ISD1820
Modul ISD1820 adalah Sound Recording/Playback Module yang dapat merekam dan memainkan ulang rekaman audio dengan media penyimpanan terintegrasi (non-volatile memory) yang terintegrasi dalam chip tunggal ISD1820 ini.
Gambar 2.6 Modul ISD1820 (Fauren, R., Jaya p., Budayawan, k. 2016).
Sampel suara yang dapat direkam antara 8 hingga 20 detik (bisa satu sampel panjang / beberapa sampel pendek). Panjang rekaman maksimum ini ditentukan berdasarkan kualitas suara yang dapat dipilih antara 3,2 kHz (max 20 detik) hingga 8 kHz (max 8 detik). ISD1820 telah dilengkapi dengan mikrofon untuk melakukan perekaman langsung. Tekan dan tahan tombol REC untuk merekam, lepaskan saat rekaman selesai dilakukan. Untuk mengubah durasi rekaman dapat dilakukan dengan menambahkan resistor eksternal. (Fauren, R., Jaya, p., Budayawan, k. 2016)
2.6. Sensor Ultrasonik HCSR-04
Sensor ultrasonik adalah sensor yang mempunyai frekuensi 40 khz dan banyak digunakan untuk aplikasi atau kontes robot cerdas.Sensor jarak ini menggunakan sonar (gelombang ultrasonik) untuk menentukan jarak dari benda yang berada di depannya. (Setiawan, D.S.T. & Iqbal, M. 2014)
Sensor ultrasonik terdiri dari dari dua unit, yaitu unit pemancar dan unit penerima. Strukturnya sangatlah sederhana, sebuah kristal piezoelectric dihubungkan dengan mekanik jangkar dan hanya dihubungkan dengan diafragma penggetar. Tegangan bolak-balik yang memiliki frekuensi kerja 40 KHz – 400 KHz diberikanpada plat logam. Sehingga Struktur atom dari kristal piezoelectric akan berkontraksi (mengikat), mengembang atau menyusut terhadap polaritas tegangan yang diberikan,
(44)
diafragma penggetar sehingga terjadi gelombang ultrasonik yang dipancarkan ke udara (tempat sekitarnya), dan pantulan gelombang ultrasonik akan terjadi bila ada objek tertentu, dan pantulan gelombang ultrasonik akan diterima kembali oleh oleh unit sensor penerima. Selanjutnya unit sensor penerima akan menyebabkan diafragma penggetar akan bergetar dan efek piezoelectric menghasilkan sebuah tegangan yang akan mengarah pada jalur bolak - balik dengan frekuensi yang sama (Hani, S. 2010).
Besar amplitudo sinyal elektrik yang dihasilkan unit sensor penerima tergantung dari jauh dekatnya objek yang dideteksi serta kualitas dari sensor pemancar dan sensor penerima.Proses sensing yuang dilakukan pada sensor ini menggunakan metode pantulan untuk menghitung jarak antara sensor dengan obyek sasaran. Jarak antara sensor tersebut dihitung dengan cara mengalikan setengah waktu yang digunakan oleh sinyal ultrasonik dalam perjalanannya dari rangkaian Tx sampai diterima oleh rangkaian Rx, dengan kecepatan rambat dari sinyal ultrasonik tersebut pada media rambat yang digunakannya, yaitu udara.Waktu di hitung ketika pemencar aktif dan sampai ada input dari rangkaian penerima dan bila pada melebihi batas waktu tertentu rangkaian penerima tidak ada sinyal input maka dianggap tidak ada halangan didepannya.( Kusumaningsih, D. & Malik, R. 2014)
Gambar 2.7 Sensor Ultrasonik (Kusumaningsih, D. & Malik, R. 2014).
Pengukuran jarak berbasis ultrasonik dapat dilakukan dengan dua metode yaitu: 1. Perhitungan waktu tempuh (ElecFreaks 2015).
Pada medium rambat udara, gelombang ultrasonik memiliki kecepatan tempuh 340 m/s. Berdasarkan nilai tersebut, pengukuran jarak dapat dilakukan dengan mengamati waktu tempuh gelombang dari transmitter hingga diterima oleh receiver. Mengingat jarak yang ditempuh gelombang bersifat bolak-balik, maka perhitungan jarak metode ini berdasarkan datasheet sensor adalah:
(45)
2. Perhitungan jumlah pulsa (ElecFreaks 2015).
Transmitter akan mengeluarkan deretan pulsa burst dengan nilai tertentu saat diberikan pulsa trigger. Untuk setiap satu sentimeter, jumlah pulsa yang dihasilkan adalah 29 pulsa, sehingga jarak tempuh total dapat dihitung berdasarkan jumlah pulsa yang diterima oleh receiver. Seperti halnya metode pertama, jalan tempuh deretan pulsa bersifat bolak-balik sehingga perhitungannya berdasarkan datasheet menjadi:
Distance = pulse count ÷58cm.
Hal-hal yang dapat menyebabkan sensor ultrasonic tidak teliti untuk mengukur jarak suatu objek adalah sebagai berikut :
1. Jarak objek tersebut diluar jangkauan ukur (< 3cm atau > 300cm).
2. Sudut objek terhadap sensor (θ) < 45°, sudut yang terlalu kecil antara sensor jarak ultrasonik dan objek sehingga gelombang ultrasonik tidak dapat dipantulkan kembali ke sensor.
3. Objek tersebut terlalu kecil untuk memantulkan gelombang ultrasonik kembali ke sensor,
4. Jenis material objek yang bersifat meredam suara, bentuk permukaan yang tidak beraturan, sudut ruangan, dan lain- lain sehingga mungkin tidak dapat memantulkan gelombang ultrasonik yang cukup untuk dideteksi dengan teliti (Budiharto, W. 2009).
2.7.LED (Light Emitting Diode)
Light Emmiting Dioda atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga dekat ultraviolet, tampak, atau inframerah (Dewi, S.K. 2013).
LED juga disebut "Solid State Lighting" karena chip LED disolder ke Printed Circuit Board (PCB) dan oleh karena itu tidak memiliki filamen seperti bola lampu pijar, atau zat beracun seperti gas merkuri pada Lampu Hemat Energy (LHE) (Dewi, S.K. 2013).
(46)
LED dulu umumnya digunakan pada gadget seperti ponsel serta komputer. Sebagai pesaing lampu bohlam dan neon, saat ini aplikasinya mulai terus meluas dan bahkan bisa kita temukan pada korek api yang kita gunakan, lampu emergency dan sebagainya. LED sebagai model lampu masa depan dianggap dapat menekan pemanasan global karena efesiensinya (Dewi, S.K. 2013).
Gambar 2.8 LED (Light Emitting Diode) dan Simbolnya (Dewi, S.K. 2013).
2.8.ISIS & ARES Proteus 8.5
Proteus adalah sebuah software untuk mendesain PCB yang dilengkapi dengan simulasi Pspice pada level skematik sebelum rangkaian skematik di-upgrade ke PCB, sehingga kita tahu apakah PCB yang akan dicetak sudah benar atau tidak. Proteus mampu mengkombinasikan program ISIS untuk membuat skematik desain rangkaian dengan program ARES untuk membuat layout PCB dari skematik yang telah dibuat.
Fitur-fitur dari PROTEUS adalah sebagai berikut:
1. Memiliki kemampuan untuk mensimulasikan hasil rancangan baik digital maupun analog maupun gabungan keduanya,
2. Mendukung simulasi yang menarik dan simulasi secara grafis
3. Mendukung simulasi berbagai jenis microcontroller seperti PIC, 8051 series. 4. Memiliki model-model peripheral yang interactive seperti LED, tampilan LCD,
RS232, dan berbagai jenis library lainnya.
5. Mendukung instrument-instrument virtual seperti voltmeter, ammeter, oscciloscope, logic analyser, dll,
6. Memiliki kemampuan menampilkan berbagi jenis analisis secara grafis seperti transient, frekuensi, noise, distorsi, AC dan DC, dll.
7. Mendukung berbagai jenis komponen-komponen analog, Mendukung open architecture sehingga kita bisa memasukkan program seperti C++ untuk keperluan simulasi,
(47)
8. Mendukung pembuatan PCB yang di-update secara langsung dari program ISIS ke program pembuat PCB-ARES.
Proteus ISIS merupakan program terintegrasi dengan proteus yang menjadi program utama pada software proteus. ISIS dirancang untuk membuat sebuah skematik rangkaian elektronika dan dapat menyimulasikan rangkaian dengan memberikan sebuah program ke dalam sebuah mikroprosesor. Proteus ISIS dapat dilihat pada gambar 2.9.
Gambar 2.9 Tampilan Software Proteus ISIS
Proteus ARES merupakan tempat untuk membuat layout PCB berdasarkan skematik rangkaian elektronika yang telah dibuat di ISIS. Software Proteus ARES dapat dilihat pada gambar 2.10.
(48)
2.9. Arduino Development Environment
Arduino Development Environment adalah sebuah perangkat lunak yang memudahkan kita mengembangkan aplikasi mikrokontroler mulai dari menuliskan source program, kompilasi, upload hasil kompilasi, dan uji coba secara terminal serial. Arduino Development Environment terdiri dari editor teks untuk menulis kode, sebuah area pesan, sebuah konsol, sebuah toolbar dengan tombol-tombol untuk fungsi yang umum dan beberapa menu. Arduino Development Environment terhubung ke arduino board untuk meng-upload program dan juga untuk berkomunikasi dengan arduino board. Arduino Development Environment dapat dilihat pada gambar 2.11.
(49)
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Membuang sampah pada tempatnya mungkin sesuatu yang mudah bagi setiap orang tetapi kenyataanya masih banyak ditemukan sampah yang berserakan di sembarang tempat. Hal itu dikarenakan rasa kurang kepedulian masyarakat terhadap pentingnya menjaga kebersihan dan kesehatan lingkungan sekitar. Sampah merupakan ancaman serius bagi masyarakat, karena membuang sampah sembarangan dapat menyebabkan pencemaran lingkungan. Hal ini terbukti dengan adanya UU nomor 18 Tahun 2008 tentang Pengelolaan Sampah. Bagi pelaku kejahatan sampah yang berdampak kerusakan lingkungan dan menyebabkan gangguan kesehatan bagi manusia akan diberi sanksi berupa kurungan selama tiga bulan atau denda maksimal sebesar Rp 50 juta.
Tempat sampah merupakan tempat untuk menampung sampah sementara, yang biasanya terbuat dari logam atau plastik. Selama ini banyak orang membuang sampah tidak pada tempatnya, karena hampir kebanyakan orang merasa malas ketika ingin membuang sampah pada tempatnya. Rasa malas muncul karena jika ingin membuang sampah pada tempat sampah harus terlebih dahulu membuka tutup tong sampah, itulah yang membuat malas karena tutup tong sampah sangat kotor dan bau. Dalam meningkatkan kesadaran akan kepedulian terhadap kebersihan lingkungan, kadang memerlukan cara yang unik agar tiap-tiap individu tertarik, sehingga tak segan untuk membuang sampah pada tempatnya.
Salah satu teknologi yang populer adalah mikrokontroler yang sering disematkan di perlatalan canggih sebagai penggendali kerja. Komponen elektronika yang didalamnya terkandung sistem interkoneksi antara Mikroprosesor, RAM, ROM, I/O interface, dan beberapa peripheral instruksi. Mikrokontroler adalah sebuah sistem
(50)
komputer yang seluruh atau sebagian besar dikemas dalam satu chip IC, Sehingga Sering disebut singel chip microcomputer.Microkontroler merupakan system computer yang mempunyai satu atau berapa tugas yang sangat spesifik.Meskipun mikrokontroler tidak secerdas mikroprosesor, tapi jika tingkat kepandaian dimiliki telah cukup untuk menjalankan tugas dari suatu instrumen, maka mikrokontroler menjadi pilihan pertama karena memiliki kelebihan dalam hal harga,kesederhanaan rangkaian, dan dimensi instumen yang lebih kecil. Mikrokontroler biasa diterapkan pada peralatan elektronik agar peralatan bekerja secara otomatis. (Chanim, A.N.N. 2010).
Hal ini yang mendasari penulis untuk mengembangkan alat yang digunakan sebagai pengendali kebersihan lingkungan berupa sebuah tempat sampah otomatis yang mempunyai tutup yang dapat terbuka sendiri ketika sampah akan dimasukkan dan akan tertutup dengan sendirinya sesudah sampah dimasukan serta mengucapkan “terimakasih” dan dapat mendeteksi kapasitas tempat sampah. Jika kapasitas telah penuh tempat sampah tidak dapat bekerja secara otomatis untuk mengaktifkan kembali di sediakan tombol reset. Dengan adanya tempat sampah otomatis, diharapkan mengurangi bahaya infeksi kuman, bakteri dan virus yang berasal dari tempat sampah dan membuat orang merasah lebih praktis dan higienis ketika membuang sampah.
1.2.Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka permasalahan dalam sekripsi ini dapat dirumuskan menjadi bagaimana merancang tempat sampah otomatis menggunakan mickrokontroler Arduino sehingga dapat membuka, menutup, mendeteksi kapasitas tempat sampah dalam keadaan punuh, hampir penuh dan kosong yang dapat bekerja secara otomatis.
1.3. Batasan Masalah
Beberapa batasan masalah yang perlu dibuat, yaitu:
1. Sistem tempat sampah akan dibangun untuk membuka dan menutup secara otomatis. 2. Sistem tempat sampah akan menditeksi kapasitas tempat sampah pada keadaan tidak
penuh, hampir penuh dan penuh.
3. Sistem hanya memberikan notifikasi keadaan kapasitas tempat sampah kepada petugas yang berada pada lokasi yang telah ditentukan menggunakan LED.
(51)
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Membuat rancangan tempat sampah otomatis menggunakan mickrokontroler Arduino sehingga dapat membuka, menutup tempat sampah secara otomatis. 2. Membuat rancangan tempat sampah yang dapat mendeteksi kapasitas tempat
sampah yang dapat bekerja secara otomatis.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat Penelitian ini adalah membantu pekerjaan manusia dalam membuang sampah dan mengetahui kapasitas tempat sampah pada kondisi penuh, hampir penuh dan kosong.
1.6. Metodologi Penelitian
Metodologi penelitian yang dipakai untuk penulisan skripsi ini adalah:
1. Studi Literatur
Pada tahap ini penulisan dimulai dengan proses pengumpulan bahan-bahan referensi baik dari buku-buku, artikel-artikel, maupun dari hasil penelitian mengenai Arduino dan sensor Ultrasonik-HC-SR04.
2. Analisis dan Perancangan Sistem
Analisis bertujuan untuk menganalisa setiap informasi dan masalah yang didapat dari studi literatur untuk mencari solusi terbaik dan membuat perancangan program, model rangkaian dan flowchart.
3. Implementasi
Untuk implementasinya penulis menggunakan alat yang sudah dirancang penulis sendiri.
4. Pengujian
Pada metode ini alat akan diuji apakah sudah sesuai dengan yang diinginkan dan
melakukan perbaikan dan kalibrasi apabila terdapat error pada alat.
5. Dokumentasi
Kesimpulan dan hasil dari penelitian ini akan didokumentasikan dalam bentuk karya ilmiah.
(52)
1.7.Sistematika Penulisan
Agar pembahasan lebih sistematis, maka tulisan ini dibuat dalam lima bab, yaitu:
BAB 1 PENDAHULUAN
Bab ini membahas tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penelitian skripsi.
BAB 2 LANDASAN TEORI
Berisi tentang penjelasan singkat mengenai defenisi komponen-komponen yang digunakan dalam pembuatan tempat sampah otomatis.
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN
Berisi tentang uraian analisis mengenai rangkaian-rangkaian alat dan sensor yang terdapat pada pembuatan tempat sampah otomatis.
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
Pada tahap ini dilakukan pembuatan sistem dan program sesuai dengan analisis dan perancangan. Kemudian melakukan pengujian sistem.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Bab terakhir akan memuat kesimpulan dari keseluruhan uraian dari bab-bab sebelumnya dan saran-saran dari hasil yang diperoleh diharapkan dapat bermanfaat dalam pengembangan selanjutnya.
(53)
ABSTRAK
Sampah merupakan masalah hampir disetiap kota, dampaknya terhadap pencemaran lingkungan dan penyebaran penyakit. Manajemen sampah dan pemahaman akan pentingnya pengolahan sampah pada masyarakat masih kurang. Banyak orang yang melupakan fungsi dari tempat sampah alasannya kebanyakan dari mereka merasa malas untuk membuka tutup tempat sampah karena tutup tempat sampah sangat kotor dan bau. Penelitian ini bertujuan bertujuan untuk merancang tempat sampah otomatis menggunakan mikrokontroler Arduino, sensor HC-SR04, LED dan ISD1820. Sensor HC-SR04 digunakan untuk mendeteksi keberadaan manusia dan mendeteksi kapasitas tempat sampah menggunakan gelombang ultrasonic, LED di gunakan untuk menampilkan kapasitas tempat sampah dan ISD1820 untuk mengeluarkan suara. Hasil yang diperoleh dari pengujian sistem adalah tempat sampah berhasil dalam membuka dan menutup secara otomatis serta mendeteksi kapasitas tempat sampah dan menampilkan ke LED sesuai dengan fungsi sistem.
(54)
THE DESIGN OF AUTOMATIC TRASH BIN BASED OR ARDUINO MICROCONTROLLER
ABSTRACT
Garbage is a problem in almost every city , it has impact to the environmental pollution and the spread of the disease .The garbage management and the understanding about the importance of trash processing in the community is still poor. Many people forget about the function of the trash bin. The reason is because most of them are lazy to open the trash bin cap because its very dirty and stinky .This research aims to design an automatic trash bin with arduino microcontroller, LED , HC-SR04 censor and ISD1820. HC-SR04 censor is used to detect human existence and the space capacity of trash bin using ultrasonic wave, LED is used to display the capacity of the trash and ISD1820 is used to present the gratitude sound. The result of testing system shows that the trash bin is succeed to automatically open and to close as well. It also can detect the capacity of the trash bin and be displayed by LED in accordance with the function of the system.
(55)
SKRIPSI
AIDIL SYAHPUTRA 141421093
PROGRAM STUDI EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
(56)
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Ilmu Komputer
AIDIL SYAHPUTRA
141421093
PROGRAM STUDI EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
(57)
PERSETUJUAN
Judul : PERANCANGAN TEMPAT SAMPAH OTOMATIS
BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO
Kategori : SKRIPSI
Nama : AIDIL SYAHPUTRA
Nomor Induk Mahasiswa : 141421093
Program Studi : EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER
Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di
Medan, Januari 2017 Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 Pembimbing 1
Seniman, S.Kom.,M.Kom Dr. Poltak Sihombing, M.Kom NIP. 19870525 201404 1 001 NIP. 196203171991031001
Diketahui/disetujui oleh
Program Studi Ekstensi Ilmu Komputer Ketua,
Dr. Poltak Sihombing, M.Kom NIP. 196203171991031001
(58)
PERNYATAAN
PERANCANGAN TEMPAT SAMPAH OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO
SKRIPSI
Saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Januari 2017
Aidil Syahputra 141421093
(59)
UCAPAN TERIMA KASIH
Alhamdulillah segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat, hidayah, dan karunia-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini tepat waktu yang sesuai dengan instruksi dan peratura nyang berlaku di Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi serta shalawat beriring salam penulis hadiahkan kepada Rasullah Muhammad SAW, semoga mendapat safa’at diakhir kelak.
Dalam penyusunan dan penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat bantuan, dukungan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan rasa terimakasih dan penghargaan kepada:
1. Bapak Prof. Runtung Sitepu selaku Rektor Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom. selaku Ketua Program Studi S-1 Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara dan selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan dan dukungan kepada penulis.
4. Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc. selaku Sekretaris Program Studi S-1 Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Seniman, S.Kom, M.Kom selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan dukungan kepada penulis.
6. Bapak Herriyance, S.T, M.Kom selaku Dosen Pembanding I yang telah memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini.
7. Bapak Drs. Dahlan Sitompul, M.Eng selaku Dosen Pembanding II yang telah memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini.
8. Ayahanda Japar dan Sudarsih serta abang Zainul Ikhwan, Dedi Surya Winata dan Ahmad Iqbal yang selalu memberikan kasih sayang dan dukungannya kepada penulis.
9. Fadli Tomi, Fadli Dwianto dan Doni yang telah membantu dalam penyempurnaan skripsi ini.
(60)
10. Seluruh tenaga pengajar dan pegawai pada Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi USU, terkhususnya di Program Studi S-1 Ilmu Komputer. 11. Rekan-rekan kuliah Heru Kurniawan, Irfan Juanda, Muhammad Yudha, Jazmi
Hadi, dan yang lainnya yang selalu memberikan semangat dan dorongan dan motivasi kepada penulis selama menyelesaikan skripsi ini.
12. Semua pihak yang terlibat langsung atau tidak langsung yang penulis tidak dapat tuliskan satu per satu.
Semoga Allah SWT melimpahkan rahmad dan hidayah-Nya kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan, semangat, dukungan dan perhatian kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi penulis, pendidikan, masyarakat, organisasi atau negara.
Medan, Januari 2017
(61)
ABSTRAK
Sampah merupakan masalah hampir disetiap kota, dampaknya terhadap pencemaran lingkungan dan penyebaran penyakit. Manajemen sampah dan pemahaman akan pentingnya pengolahan sampah pada masyarakat masih kurang. Banyak orang yang melupakan fungsi dari tempat sampah alasannya kebanyakan dari mereka merasa malas untuk membuka tutup tempat sampah karena tutup tempat sampah sangat kotor dan bau. Penelitian ini bertujuan bertujuan untuk merancang tempat sampah otomatis menggunakan mikrokontroler Arduino, sensor HC-SR04, LED dan ISD1820. Sensor HC-SR04 digunakan untuk mendeteksi keberadaan manusia dan mendeteksi kapasitas tempat sampah menggunakan gelombang ultrasonic, LED di gunakan untuk menampilkan kapasitas tempat sampah dan ISD1820 untuk mengeluarkan suara. Hasil yang diperoleh dari pengujian sistem adalah tempat sampah berhasil dalam membuka dan menutup secara otomatis serta mendeteksi kapasitas tempat sampah dan menampilkan ke LED sesuai dengan fungsi sistem.
(62)
THE DESIGN OF AUTOMATIC TRASH BIN BASED OR ARDUINO MICROCONTROLLER
ABSTRACT
Garbage is a problem in almost every city , it has impact to the environmental pollution and the spread of the disease .The garbage management and the understanding about the importance of trash processing in the community is still poor. Many people forget about the function of the trash bin. The reason is because most of them are lazy to open the trash bin cap because its very dirty and stinky .This research aims to design an automatic trash bin with arduino microcontroller, LED , HC-SR04 censor and ISD1820. HC-SR04 censor is used to detect human existence and the space capacity of trash bin using ultrasonic wave, LED is used to display the capacity of the trash and ISD1820 is used to present the gratitude sound. The result of testing system shows that the trash bin is succeed to automatically open and to close as well. It also can detect the capacity of the trash bin and be displayed by LED in accordance with the function of the system.
(63)
DAFTAR ISI
PERSETUJUAN ii
PERNYATAAN iii
UCAPAN TERIMA KASIH iv
ABSTRAK vi
ABSTRACT vii
DAFTAR ISI viii
DAFTAR TABEL xi
DAFTAR GAMBAR xii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Batasan Masalah 2
1.4 Tujuan Penelitian 3
1.5 Manfaat Penelitian 3
1.6 Metodologi Penelitian 3
1.7 Sistematika Penulisan 4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sampah 5
2.2 Arduino 5
2.3 Arduino Nano 7
2.4 Motor Servo 8
2.5 Modul ISD1820 11
2.6 Sensor Ultrasonic HC-SR04 11
2.7 LED (Light Emitting Diode) 13
2.8 ISIS & Ares Proteus 14
2.9 Arduino Development Environment 16
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
3.1 Analisis Sistem 17
3.1.1. Analisis Masalah 17
3.1.2. Analisis Kebutuhan (Requirement Analyst) 18
3.2 Perancangan Sistem 19
3.2.1. Blok Diagram 19
3.2.2. Penentuan Komponen Tempat Sampah 19
3.2.3. Rangkaian Hc-sr04 21
3.2.4. Rangkaian Sumber Arus Motor Servo 21
3.2.5. Rangkaian LED 22
(64)
3.2.7. Rangkaian PushButtons 23
3.2.8. Rangkaian Sirkuit Utama 23
3.2.9. Perancangan PCB (Printed Circuiet Board) 24
3.2.10. Flowchart 26
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
4.1 Implementasi Sistem 28
4.1.1. Implementasi tutup tempat sampah otomatis 30 4.1.2. Implementasi pendeteksi kapasitas tempat sampah 31 4.1.3. Implementasi Mikrokontroller Atmega328 arduino nano 32 4.1.4. Implementasi Rangkaian PCB Tempat Sampah Otomatis 32 4.1.5. Implementasi Program Mikrokontroler Arduino 34
4.2 Pengujian Alat 34
4.2.1. Pengujian Sensor HC-SR04 34
4.2.2. Pengujian Motor servo 36
4.2.3. Pengujian ISD1820 dan push buttons 37 4.2.4. Pengujian Tutup Otomatis Tempat Sampah 38 4.2.5. Pengujian Pendeteksi Kapasitas Tempat Sampah 39 4.2.6 Pengujian Penggunaan Tegangan dan Arus Listrik 41 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 41
5.2 Saran 41
DAFTAR PUSTAKA 47
(65)
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Peralatan 20
Tabel 3.2 Komponen Fisik. 20
Tabel 3.3 Komponen Elektronik. 20
Tabel 4.1 Hasil Uji Sensor HC-SR04 36
Tabel 4.2 Hasil Uji Motor Servo 37
Tabel 4.3 Hasil Uji ISD1820 dan Push Buttons 38
Tabel 4.4 Hasil Uji Tutup Otomatis Tempat Sampah 39 Tabel 4.5 Hasil Uji Tutup Otomatis Tempat Sampah 40 Tabel 4.6 Hasil Uji Kuat Arus dan Tegangan Listrik 41
(66)
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Blok Arduino Board 6
Gambar 2.2 Board Arduino Nano 7
Gambar 2.3 Komponen Motor Servo 9
Gambar 2.4 Motor Servo 10
Gambar 2.5 Pulsa PWM Motor Servo 10
Gambar 2.6 Modul ISD1820 11
Gambar 2.7 Sensor Ultrasonik 12
Gambar 2.8 LED 14
Gambar 2.9 Tampilan Software Proteus ISIS 15
Gambar 2.10 Tampilan Software Proteus ARES 15
Gambar 2.11 Software IDE Arduino 16
Gambar 3.1 Blok Diagram 19
Gambar 3.2 Rangkaian HC-SR04 21
Gambar 3.2 Block Diagram 20
Gambar 3.3 Rangkaian Sumber Arus Motor Servo 22
Gambar 3.4 Rangkaian LED 22
Gambar 3.5 Rangkaian ISD1820 23
Gambar 3.6 Rangkaian Rangkaian Push Buttons 23
Gambar 3.7 Rangkaian Sirkuit Utama 24
Gambar 3.8 Tata Letak Jalur PCB 25
Gambar 3.9 Tata Letak Komponen PCB 26
Gambar 3.10 Flowchart Program. 26
Gambar 4.1 Diagram Ishikawa 28
Gambar 4.2 Tempat Sampah Otomatis 29
Gambar 4.3 Skema Tempat Sampah Otomatis 29
Gambar 4.4 Implentasi Tutup Tempat Sampah Otomatis 30
Gambar 4.5 Implentasi Sensor HC-SR04 Luar 30
Gambar 4.6 Implentasi Push Buttons dan Motor Servo 31
Gambar 4.7 Implentasi ISD1820 31
Gambar 4.8 Implementasi LED 32
Gambar 4.9 Rangkaian PCB Tempat Sampah Otomatis 33
Gambar 4.10 Editor dan Compiler Arduino 34
Gambar 4.11 Listing Program HC-SR04 35
Gambar 4.12 Listing Program Motor Servo 37
Gambar 4.13 Listing Program ISD1820 dan Push Buttons 38 Gambar 4.14 Listing Program Tutup Otomatis Tempat Sampah 39 Gambar 4.15 Listing Program Pendeteksi Kapasitas Tempat Sampah 40
(67)
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Listing Program A-1
Lampiran 2 Library Motor Servo B-1
(1)
vii
THE DESIGN OF AUTOMATIC TRASH BIN BASED OR ARDUINO MICROCONTROLLER
ABSTRACT
Garbage is a problem in almost every city , it has impact to the environmental pollution and the spread of the disease .The garbage management and the understanding about the importance of trash processing in the community is still poor. Many people forget about the function of the trash bin. The reason is because most of them are lazy to open the trash bin cap because its very dirty and stinky .This research aims to design an automatic trash bin with arduino microcontroller, LED , HC-SR04 censor and ISD1820. HC-SR04 censor is used to detect human existence and the space capacity of trash bin using ultrasonic wave, LED is used to display the capacity of the trash and ISD1820 is used to present the gratitude sound. The result of testing system shows that the trash bin is succeed to automatically open and to close as well. It also can detect the capacity of the trash bin and be displayed by LED in accordance with the function of the system.
(2)
DAFTAR ISI
PERSETUJUAN ii
PERNYATAAN iii
UCAPAN TERIMA KASIH iv
ABSTRAK vi
ABSTRACT vii
DAFTAR ISI viii
DAFTAR TABEL xi
DAFTAR GAMBAR xii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Batasan Masalah 2
1.4 Tujuan Penelitian 3
1.5 Manfaat Penelitian 3
1.6 Metodologi Penelitian 3
1.7 Sistematika Penulisan 4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sampah 5
2.2 Arduino 5
2.3 Arduino Nano 7
2.4 Motor Servo 8
2.5 Modul ISD1820 11
2.6 Sensor Ultrasonic HC-SR04 11
2.7 LED (Light Emitting Diode) 13
2.8 ISIS & Ares Proteus 14
2.9 Arduino Development Environment 16
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
3.1 Analisis Sistem 17
3.1.1. Analisis Masalah 17
3.1.2. Analisis Kebutuhan (Requirement Analyst) 18
3.2 Perancangan Sistem 19
3.2.1. Blok Diagram 19
3.2.2. Penentuan Komponen Tempat Sampah 19
3.2.3. Rangkaian Hc-sr04 21
(3)
ix
3.2.7. Rangkaian PushButtons 23
3.2.8. Rangkaian Sirkuit Utama 23
3.2.9. Perancangan PCB (Printed Circuiet Board) 24
3.2.10. Flowchart 26
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
4.1 Implementasi Sistem 28
4.1.1. Implementasi tutup tempat sampah otomatis 30 4.1.2. Implementasi pendeteksi kapasitas tempat sampah 31 4.1.3. Implementasi Mikrokontroller Atmega328 arduino nano 32 4.1.4. Implementasi Rangkaian PCB Tempat Sampah Otomatis 32 4.1.5. Implementasi Program Mikrokontroler Arduino 34
4.2 Pengujian Alat 34
4.2.1. Pengujian Sensor HC-SR04 34
4.2.2. Pengujian Motor servo 36
4.2.3. Pengujian ISD1820 dan push buttons 37 4.2.4. Pengujian Tutup Otomatis Tempat Sampah 38 4.2.5. Pengujian Pendeteksi Kapasitas Tempat Sampah 39 4.2.6 Pengujian Penggunaan Tegangan dan Arus Listrik 41
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan 41
5.2 Saran 41
DAFTAR PUSTAKA 47
(4)
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Peralatan 20
Tabel 3.2 Komponen Fisik. 20
Tabel 3.3 Komponen Elektronik. 20
Tabel 4.1 Hasil Uji Sensor HC-SR04 36
Tabel 4.2 Hasil Uji Motor Servo 37
Tabel 4.3 Hasil Uji ISD1820 dan Push Buttons 38
Tabel 4.4 Hasil Uji Tutup Otomatis Tempat Sampah 39 Tabel 4.5 Hasil Uji Tutup Otomatis Tempat Sampah 40 Tabel 4.6 Hasil Uji Kuat Arus dan Tegangan Listrik 41
(5)
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Blok Arduino Board 6
Gambar 2.2 Board Arduino Nano 7
Gambar 2.3 Komponen Motor Servo 9
Gambar 2.4 Motor Servo 10
Gambar 2.5 Pulsa PWM Motor Servo 10
Gambar 2.6 Modul ISD1820 11
Gambar 2.7 Sensor Ultrasonik 12
Gambar 2.8 LED 14
Gambar 2.9 Tampilan Software Proteus ISIS 15
Gambar 2.10 Tampilan Software Proteus ARES 15
Gambar 2.11 Software IDE Arduino 16
Gambar 3.1 Blok Diagram 19
Gambar 3.2 Rangkaian HC-SR04 21
Gambar 3.2 Block Diagram 20
Gambar 3.3 Rangkaian Sumber Arus Motor Servo 22
Gambar 3.4 Rangkaian LED 22
Gambar 3.5 Rangkaian ISD1820 23
Gambar 3.6 Rangkaian Rangkaian Push Buttons 23
Gambar 3.7 Rangkaian Sirkuit Utama 24
Gambar 3.8 Tata Letak Jalur PCB 25
Gambar 3.9 Tata Letak Komponen PCB 26
Gambar 3.10 Flowchart Program. 26
Gambar 4.1 Diagram Ishikawa 28
Gambar 4.2 Tempat Sampah Otomatis 29
Gambar 4.3 Skema Tempat Sampah Otomatis 29
Gambar 4.4 Implentasi Tutup Tempat Sampah Otomatis 30
Gambar 4.5 Implentasi Sensor HC-SR04 Luar 30
Gambar 4.6 Implentasi Push Buttons dan Motor Servo 31
Gambar 4.7 Implentasi ISD1820 31
Gambar 4.8 Implementasi LED 32
Gambar 4.9 Rangkaian PCB Tempat Sampah Otomatis 33
Gambar 4.10 Editor dan Compiler Arduino 34
Gambar 4.11 Listing Program HC-SR04 35
Gambar 4.12 Listing Program Motor Servo 37
Gambar 4.13 Listing Program ISD1820 dan Push Buttons 38 Gambar 4.14 Listing Program Tutup Otomatis Tempat Sampah 39 Gambar 4.15 Listing Program Pendeteksi Kapasitas Tempat Sampah 40
(6)
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Listing Program A-1
Lampiran 2 Library Motor Servo B-1