Sistem Permodelan Penutup Bak Mobil Otomatis Berbasis Mikrokontroler Arduino
SISTEM PERMODELAN PENUTUP BAK MOBIL OTOMATIS BERBASIS
MIKROKONTROLER ARDUINO
TUGAS AKHIR
Disusun Untuk Memenuhi Syarat Kelulusan Pada
Program Studi Strata Satu Sistem Komputer di Jurusan Teknik Komputer
Oleh
Muhammad Irwan Hidayat
NIM 10209011
Pembimbing
Sutono ,M.Kom
JURUSAN TEKNIK KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
BANDUNG
2014
DAFTAR ISI
LEMBAR PERNYATAAN ...........................................................................................i
ABSTRAK .................................................................................................................. iii
ABSTRACT................................................................................................................. iv
KATA PENGANTAR .................................................................................................. v
DAFTAR ISI ..............................................................................................................vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... ix
DAFTAR TABEL ........................................................................................................ x
BAB I PENDAHULUAN .................................................. Error! Bookmark not defined.
1.1
Latar Belakang ....................................................... Error! Bookmark not defined.
1.2
Maksud dan Tujuan ................................................ Error! Bookmark not defined.
1.3
Batasan Masalah..................................................... Error! Bookmark not defined.
1.4
Metode Penelitian ................................................... Error! Bookmark not defined.
1.5
Sistematika Penulisan ............................................. Error! Bookmark not defined.
BAB II TEORI PENUNJANG.......................................... Error! Bookmark not defined.
2.1
Teori dasar Iklim .................................................... Error! Bookmark not defined.
2.2
Teori dasar Embedded system ................................. Error! Bookmark not defined.
2.3
Perangkat keras ...................................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.1 Sensor............................................................ Error! Bookmark not defined.
2.3.2 Push Button ................................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.3 Motor Listrik ................................................. Error! Bookmark not defined.
2.3.4 Mikrokontroler arduino uno ........................... Error! Bookmark not defined.
2.4
Perangkat Lunak Arduino ....................................... Error! Bookmark not defined.
2.4.1 Struktur Arduino ............................................ Error! Bookmark not defined.
2.4.2 Otomatis software reset .................................. Error! Bookmark not defined.
BAB III PERANCANGAN SISTEM................................ Error! Bookmark not defined.
3.1
Perancangan Perangkat Keras ................................. Error! Bookmark not defined.
3.1.1 Blok Diagram Sistem ..................................... Error! Bookmark not defined.
3.1.2 Rangkaian Input ............................................. Error! Bookmark not defined.
3.1.3 Mikrokontroler ATmega328 (arduino) ........... Error! Bookmark not defined.
3.1.4 Driver motor .................................................. Error! Bookmark not defined.
3.2
Perancangan perangkat lunak ................................. Error! Bookmark not defined.
3.2.1 Arduino software ........................................... Error! Bookmark not defined.
3.2.2 Algoritma Alat ............................................... Error! Bookmark not defined.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS........................... Error! Bookmark not defined.
4.1
Pengujian dan Analisa Perangkat Keras .................. Error! Bookmark not defined.
4.1.1 Pengujian dan Analisa Modul alat .................. Error! Bookmark not defined.
4.1.2 Pengujian dan analisa program Arduino ......... Error! Bookmark not defined.
4.2
Pengujian dan Analisa Mekanik Alat ...................... Error! Bookmark not defined.
4.2.1 Pengujian driver motor .................................. Error! Bookmark not defined.
4.2.2 Pengujian motor 1 dan 2 ................................ Error! Bookmark not defined.
4.3
Pengujian dan Analisa Algoritma ........................... Error! Bookmark not defined.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................. Error! Bookmark not defined.
5.1
Kesimpulan ............................................................ Error! Bookmark not defined.
5.2
Saran ...................................................................... Error! Bookmark not defined.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR PUSTAKA
[1].
Sumardi, Penangkar curah hujan automatis menggunakan mikrokontroler ATmega32,
Jurnal Teknik Elektro, Volume 11, Nomor 2, Semarang, 2009
[2].
Malvino. (2001). Prinsip – Prinsip Elektronik, Edisi kedua. Jakarta: PT. Erlangga.
[3].
Pengenalan
board
arduino
dapat
diakses
pada
Http//:www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno
[4].
Budiharto, Widodo,
Elektronika Digital dan Mikroprosesor, Penerbit Andi,
Yogyakarta, 2005
[5].
Datasheet
driver
motor
ems
2a
dual
h-bridge
dapat
di
akses
pada
http://www.innovativeelectronics.com/innovative_electronics/download_files/ma
nual/EMS_2A_DHBridge.pdf.
[6].
www.academia.edu/5516315/PENGENALAN_AKTUATOR_DAN_PROSES_KERJAN
YA_PADA_APLIKASI_PENGUKURAN_SUHU_SERTA_MENJALANKAN_AKTU
ATOR_DENGAN_BANTUAN_SOSFTWARE_ARDUIN
[7].
Pengenalan
embedded
system
dapat
diakses
pada
http://www.cs.ui.ac.id/id/staf/wisnuj/docs/book_embedded.pdf
[8].
http://techno.okezone.com/read/2013/05/31/56/815465/cuaca-tak-menentuwajarkah diakses pada tanggal 23 september 2013
[9].
http://nasional.sindonews.com/read/736132/15/cuaca-tak-menentu-ada-aktivitasmjo-di-indonesia diakses pada tanggal 23 september 2013
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Nama
: Muhammad Irwan Hidayat
Tempat, tanggal lahir
: Sumedang, 13 Januari 1991
Jenis kelamin
: Laki-laki
Agama
: Islam
Alamat Sementara
: Jalan Tubagus ismail dalam gang 1, no 28A/153A
Alamat Tetap
: Dusun Cipeuteuy ,RT 03/RW 06 ,Desa Cisitu
Kecamatan Cisitu, Sumedang
No. telepon
: 085794496468
Email
: [email protected]
Pendidikan Formal
2009 – 2014
: Universitas Komputer Indonesia, Bandung.
Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Jurusan Teknik Komputer.
2006 – 2009
: SMA Negeri 1 Situraja - Sumedang
2003 – 2006
: SMP Negeri 1 Cisitu - Sumedang
2002 – 2003
: SD Negeri Margaluyu-Sumedang
1997– 2002
: SD Negeri pegadungan09 –Jakarta
Bandung, 20 Agustus 2014
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmaanirrahim
Assalamualaikum Wr. Wb.
Segala puji bagi Allah SWT, Pencipta dan Pemelihara alam semesta, shalawat
serta salam semoga terlimpah bagi Muhammad SAW, beserta keluarga dan para
pengikutnya yang setia hingga akhir masa.
Alhamdulillah atas rahmat Allah SWT, akhirnya penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir dengan judul “Sistem Permodelan Penutup Bak Mobil Otomatis
Berbasis Mikrokontroler Arduino “,meskipun proses belajar sesungguhnya tak akan
pernah berhenti. Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi syarat dalam meraih gelar
sarjana pada Jurusan Teknik Komputer Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer di
Universitas Komputer Indonesia.
Tugas akhir ini sesungguhnya bukanlah sebuah kerja individual dan akan sulit
terlaksana tanpa batuan orang-orang terdekat penulis terutama pembimbing yang selalu
memberi masukan dan nasihat bagi penulis, tanpa beliau penulis tidak akan mungkin
menyelesaikan tugas akhir ini. Penulis mengucapkan terima kasih pula kepada berbagai
pihak-pihak yang telah memberikan dan bantuan pada pelaksanaan dan pembuatan
tugas akhir ini. dengan segala kerendahan hati, Penulis mengucapkan terima kasih
kepada ;
1. Kepada orang tua beserta keluarga besar penulis yang telah memberikan do’a,
dukungan, kasih sayang, dan motivasi, sehingga penulis dapat menyelesaikan
tugas akhir ini.
2. Bapak Prof. Dr. H. Denny Kurniadie, Ir., M.Sc. selaku dekan Fakultas Jurusan
Teknik dan Ilmu Komputer
3. Bapak Dr. Wendi Zarman,M.Si. selaku ketua Jurusan Teknik Komputer
4. Bapak Sutono.M,kom selaku pembimbing yang telah meluangkan waktu
memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis dalam pembuatan tugas
akhir ini,
5. Bapak Dr. Ir. Yeffry Handoko Putra, M.T. sebagai dosen wali 09 TK-1
6. Bapak dan Ibu seluruh staff dosen Jurusan Teknik Komputer yang telah
memberikan ilmu, motivasi dan bantuan kepada penulis
7. Teman-teman angkatan 2009 jurusan teknik komputer yang telah memberikan
motivasi dan, masukan kepada penulis .
8. Rekan-rekan mahasiswa UNIKOM yang telah memberikan masukan Terima
kasih sebanyak-banyaknya.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih banyak sekali kekurangan oleh
karena kebenara datangnya dari Allah SWT ,dan kesalahan datangnya dari penulis
pribadi. Akhirnya, Penulis berharap semoga penelitian ini menjadi sumbangsih yang
bermanfaat bagi dunia sains dan teknologi di Indonesia, khususnya disiplin keilmuan
yang Penulis dalami.
Bandung 3 juli 2014
Penulis
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Di tahun 2013, pemanasan global menjadi topik yang ramai dibicarakan.Bumi sebagai
tempat tinggal manusia terus mengalami kenaikan temperatur udara. Menurut Thomas
Djamaludin dari riset astronomi astrofisika LAPAN pemanasan yang terjadi pada wilayah
perkotaan cenderung lebih panas dibanding kan daerah di sekitarnya, sering disebut juga sebagai
fenomena pulau panas perkotaan (8).“Hal tersebut menjadikan
cuaca di bumi lebih sulit
diprediksikan atau belum bisa di tetapkan secara pasti”, menurut Kepala BMKG (9).
Mobil sebagai salah satu media pengantar barang menjadikan cuaca hujan sebagai
hambatan dalam pada perjalanan. Mobil dengan bak terbuka seperti mobil truk, mobil pick up,
truk pengangut semen yang bekerja mengangkut barang akan sangat terganggu dengan turunnya
hujan yang tiba-tiba karena dapat menurunkan kualitas barang bawaan mereka.
Berdasarkan beberapa alasan di atas, penulis memiliki ide untuk membuat suatu model
sistem tertanam (embedded system) berupa alat penutup atap mobil yang bekerja otomatis
berdasarkan suhu, cuaca dan cahaya di sekitar mobil. Alat yang akan dibuat diharapkan mampu
bekerja dalam kondisi mobil bergerak ataupun saat ditinggal pemilik (parkir).
1.2
Maksud dan Tujuan
Adapun tujuan yang hendak dicapai adalah :
1. Membuat alat berbasis sistem tertanam (embedded),
2. Mengaplikasikan hukum pegas pada mekanika sistem,
3. Mengetahui cara kerja dari sensor – sensor yang digunakan,
4. Memaksimalkan kerja motor dc sebagai aktuator,
Adapun manfaat yang ingin dicapai dengan adanya alat tersebut, yaitu :
1. Penulis dapat mengaplikasikan antarmuka komputer dalam embedded system
2. Penulis dapat mengetahui kualitas sensor dan motor yang digunakan,
3. Mempermudah pekerjaan manusia,
4. Menjaga kualitas barang bawaan mobil.
1.3
Batasan Masalah
Masalah yang akan dikaji dan dibahas meliputi :
1. Penggunaan alat maksimal pada mobil pengangkut muatan terbuka ,
2. Pengujian alat dilakukan dengan prototype (miniature),
3. Sistem bergantung pada kekuatan ACCU sebagai catu daya,
4. Pengukuran hanya dilakukan pada wilayah kota Bandung,
5. Memaksimalkan penggunaan bahasa tingkat tinggi ,
6. Bahan tirai menggunakan bahan anti air.
1.4
Metode Penelitian
Metodologi penelitian yang penulis lakukan adalah eksperimental dengan tahapan
sebagai berikut :
1
Studi literatur
Mencari referensi buku, jurnal website dalam upaya mencari berbagai komponen
pendukung yang akan dipakai dalam perancangan tugas akhir ini.
2
Interview dan eksperimen
Mencoba berbagai modul rangkaian yang diperoleh dari studi literatur serta
mendiskusikan hasil eksperimen dengan dosen pembimbing.
3
Perancangan
Perancangandilakukan dengan cara menggabungkan eksperimen yang telah berhasil
dilakukan dari sisi perangkat keras seperti mikrokontroler dengan sensor ,mikrokontroler
dengan motor, maupun dari sisi perangkat lunak dengan pembuatan program untuk
mikrokontroler menggunakan software IDE arduino, sehingga tersusun sebuah sistem.
4
Pengujian kondisi
setelah selesai dilakukan penggabungan menjadi suatu sistem yang utuh maka alat akan
diuji dan disesuaikan dengan beberapa kondisi yang ada di tempat pendeteksian
(rumah).
5
Pembuatan kesimpulan
metode terakhir dimana pada metode ini akan dibuat kesimpulan dari hasil pengujian
dan perbandingan yang telah dilakukan oleh alat yang sudah dibuat.
1.5
Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut
BAB I PENDAHULUAN
Dalah bab ini berisikan tentang latar belakang , maksud dan tujuan penulisan ,batasan
masalah , metoda penulisan ,dan sistematika penulisan.
BAB II TEORI PENUNJANG
Dalam bab ini membahas tentang teori-teori dasar yang berhubungan dengan perangkat
keras maupun lunak pembentuk alat serta sistem yang digunakan oleh alat.
BAB III PERANCANGAN SISTEM
Dalam bab ini membahas tentang diagram blok alat, perancangan perangkat keras dan
perangkat lunak.pemilihan terhadap sensor sensor yang di gunakan untuk mendeteksi
cahaya,kelembaban dan curah hujan yang nanti akan di ambil kesimpulan pada mikro yang
dimana hasilnya akan menggerakan motor untuk menutup muatan.
BAB IV HASIL DAN ANALISA
Dalam bab ini membahas tentang pengujian alat dan analisa data terhadap hasil pengujian.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Dalam bab ini berisi kesimpulan dan saran yang didapat selama penelitian.
BAB II
TEORI PENUNJANG
Dalam bab ini akan dijelaskan mengenai teori-teori penunjang untuk membentuk
sebuah modul (alat) penutup atap otomatis pada sebuah truk semen.Teori penunjang
tersebut terdiri dari teori dasar hujan, teori perangkat keras dan teori perangkat lunak
yang digunakan.
2.1 Teori dasar Iklim
Iklim adalah keadaan rata-rata cuaca pada suatu wilayah dalam jangka waktu
yang relatif lama.Iklim juga didefinisikan sebagai berikut :
1.
Sintesis kejadian cuaca selama kurun waktu yang panjang, yang secara
statistik cukup dapat dipakai untuk menunjukkan nilai statistik yang berbeda dengan
keadaan pada setiap saatny (World Climate Conference, 1979)
2.
Konsep abstrak yang menyatakan kebiaasan cuaca dan unsur-unsur atmosfer
di suatu daerah selama kurun waktu yang panjang (Glenn T. Trewartha, 1980)
3.
Peluang statistik berbagai keadaan atmosfer, antara lain suhu, tekanan angin,
kelembaban, yang terjadi di suatu daerah selama kurun waktu yang panjang (Gibbs,
1978).
Perubahan iklim adalah perubahan jangka panjang dalam distribusi pola cuaca.
Istilah ini bisa juga berarti perubahan keadaan cuaca rata-rata atau perubahan
distribusi peristiwa cuaca rata-rata, contohnya, jumlah peristiwa cuaca ekstrem yang
semakin banyak atau sedikit. Perubahan iklim terbatas hingga regional tertentu atau
dapat terjadi di seluruh wilayah Bumi. Dalam penggunaannya saat ini, khususnya
pada kebijakan lingkungan, perubahan iklim merujuk pada perubahan iklim modern.
Perubahan lebih umumnya dikenal sebagai pemanasan global.
2.2 Teori dasar Embedded system
Menurut Heath (2003), embedded system atau sistem tertanam adalah suatu
sistem berbasis mikroprosesor yang dibuat untuk mengontrol fungsi-fungsi dan tidak
dapat diprogram oleh end-user (pengguna).
Definisi lain yang lebih sederhana
dikemukakan oleh Noergaard (2005), bahwa embedded system adalah suatu sistem
komputer terapan (applied computer system) yang berbeda dengan PC. Salah satu
perbedaan yang mendasar adalah bahwa perangkat keras (hardware) yang digunakan
atau fungsi perangkat lunak (software) yang tersedia dalam embedded system jauh
lebih sedikit dibandingkan PC (Noergaard 2005).
Embedded System umumnya terdiri atas CPU/mikroprosesor dan antarmuka ke
alat input/output (Axelson 2007). Fungsi dalam embedded system tidak dapat diubah
atau ditambah lagi, maka umumnya embedded system hanya dibuat untuk tujuan
khusus, dan hanya dapat mengerjakan satu pekerjaan dalam satu waktu (Heath 2003).
Hal ini menjadi karakteristik utama dari suatu embedded system.
Beberapa contoh embedded system yang memiliki tujuan khusus dan spesifik
adalah jam tangan digital, lift, dan lampu lalu lintas. Pada jam tangan digital,
mikroprosesor yang ada di dalamnya hanya bertugas menghitung perubahan waktu
secara berkala dan menampilkannya pada layar. Pada lift, mikroprosesor di dalamnya
bertugas untuk menerima dan memproses masukan perintah dari pengguna sehingga
dapat mengendalikan lift menuju lantai yang diinginkan. Sebuah lampu lalu lintas
juga memiliki sebuah mikroprosesor di dalamnya untuk menghitung lama waktu
menyala dan mengendalikan masing-masing lampu lalu lintas secara teratur.
Embedded system hanya membutuhkan sumber daya yang minimal untuk dapat
melakukan tugasnya. Dengan demikian, embedded system sering kali dibuat dalam
ukuran yang kecil dan minimalis disesuaikan dengan fungsinya. Karakteristik lain
dari embedded system adalah embedded system biasanya dipasang tertanam secara
langsung di dalam alat atau benda yang dikontrol olehnya (Axelson 2007). Oleh
karena itu, muncul istilah 'tertanam' atau embedded yang artinya sebuah sistem yang
tertanam atau tersembunyi di dalam sebuah piranti atau produk tertentu.
Embedded system sering kali membutuhkan sebuah perangkat lunak untuk
mengoperasikannya. Perangkat lunak ini harus dapat disinkronisasi dengan komputer
untuk memudahkan penggunaannya.
2.3 Perangkat keras
2.3.1
Sensor
Sensor adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis,
magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering
digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.
Beberapa jenis sensor yang banyak digunakan dalam rangkaian elektronik antara lain
sensor cahaya, sensor suhu, dan sensor hujan
2.3.1.1
Sensor Cahaya
Sensor cahaya adalah komponen elektronika yang dapat/berfungsi mengubah
suatu besaran optik (cahaya) menjadi besaran elektrik. Sensor cahaya berdasarkan
perubahan elektrik yang dihasilkan dibagi menjadi 2 jenis yaitu :
1. Photovoltaic : Yaitu sensor cahaya yang dapat mengubah perubahan besaran
optik (cahaya) menjadi perubahan tegangan. Salah satu sensor cahaya jenis
photovoltaic adalah solar cell.
2. Photoconductive : Yaitu sensor cahaya yang dapat mengubah perubahan besaran
optik (cahaya) menjadi perubahan nilai konduktansi (dalam hal ini nilai resistansi).
Contoh sensor cahaya jenis photoconductive adalah LDR, Photo Diode,Photo
Transistor.
2.3.1.2
LDR (Light Dependent Resistor)
LDR (Light Dependent Resistor) adalah sensor cahaya yang dapat mengubah
besaran cahaya yang diterima menjadi besaran konduktansi. Apabila LDR (Light
Dependent Resistor) menerima cahaya maka nilai konduktansi antara kedua kakinya
akan meningkat (resistansi turun). Semakin besar cahaya yang diterima maka
semakin tinggi nilai konduktansinya (nilai resistansinya semakin rendah). Aplikasi
LDR salah satunya pada lampu penerangan jalan yang akan menyala otomatis pada
saat cahaya matahari mulai redup.
Gambar 2. 1.simbol LDR
Prinsip kerja Resistansi Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) akan
berubah seiring den-gan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya atau yang
ada disekitarnya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam
keadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor
seperti kadmium sulfida. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh
menyebabkan lebih banyak mua-tan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya
resistansi bahan telah mengalami penurunan.
2.3.1.3
Sensor Suhu
Sensor suhu adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah
besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35
yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang
diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan
kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga
mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat
dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak
memerlukan penyetelan lanjutan.
Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan
kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal
dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini
berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor
yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC
pada suhu 25 ºC .
Sensor suhu LM35 memiliki karakteristik sebagai berikut :
1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu
10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC seperti
terlihat pada gambar 2.2.
3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC
pada udara diam.
7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
Gambar 2. 2. Sensor Suhu LM35
2.3.1.4
Sensor hujan
Sensor air hujan menggunakan PCB dengan jalur tembaga yang berikut seperti
gambar berikut ;
,
Gambar 2. 3. plat tembaga pada sensor hujan
Plate berlik- liku bertujuan ketika air jatuh pada plat tembaga maka otomatis jalur
akan terhubung dan mengalirkan arus karena sifat air adalah penghantar listrik.
2.3.2
Push Button
Dalam dunia industri terdapat berbagai macam jenis-jenis mesin dengan cara
kerja yang berbeda-beda dan fungsi yang berbeda pula sehingga menghasilkan output
atau hasil yang bervariasi, untuk menggerakan suatu mesin diperlukan suatu alat yang
sangat banyak jenis dan ragamnya, salah satunya adalah Push Button atau saklar
tekan.Pada Push Button (PB), terdapat kontak-kontaknya, yang berupa normaly close
(NC) dan normaly open (NO), atau ada juga PB yang memiliki jumlah kontak lebih
banyak.
Push Button atau dalam bahasa Indonesianya yaitu saklar tekan yang artinya alat
ini akan bekerja dengan cara ditekan, alat ini sangat umum, banyak digunakan
diberbagai mesin baik itu diindustri ataupun diinstansi pendidikan lainnya, alat ini
juga paling mudah untuk dipelajari atau dipahami karena fungsi dan cara kerjanya
yang sangat sederhana, pada bagian atasnya terdapat knop yang berfungsi sebagai
area penekan (warna merah), lalu disamping kiri dan kanan terdapat terminal, kontak
normally open (no) dan normally close (nc) berfungsi sebagai terminal wiring yang
dihubungkan dengan alat listrik lainnya, mempunyai kapasitas beban sekitar 5 A.
Gambar 2. 4. push button
2.3.2.1
Limit Switch
Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang
berfungsi menggantikan tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar Push
ON yaitu hanya akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan
tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat saat katup tidak ditekan. Limit
switch termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan
perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut. Penerapan
dari limit switch adalah sebagai sensor posisi suatu benda (objek) yang bergerak.
Limit switch umumnya digunakan untuk : Memutuskan dan menghubungkan
rangkaian menggunakan objek atau benda lain. Menghidupkan daya yang besar,
dengan sarana yang kecil. Sebagai sensor posisi atau kondisi suatu objek. Prinsip
kerja limit switch diaktifkan dengan penekanan pada tombolnya pada batas/daerah
yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan atau penghubungan
rangkaian dari rangkaian tersebut. Limit switch memiliki 2 kontak yaitu NO
(Normally Open) dan kontak NC (Normally Close) dimana salah satu kontak akan
aktif jika tombolnya tertekan. Konstruksi dan simbol limit switch dapat dilihat
seperti gambar di bawah.
Gambar 2. 5.Limit switch
2.3.3
Motor Listrik
Motor listrik termasuk kedalam kategori mesin listrik dinamis dan merupakan
sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi
mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller pompa,
fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll di industri dan
digunakan juga pada peralatan listrik rumah tangga (seperti: mixer, bor listrik,kipas
angin).Dalam memahami sebuah motor listrik, penting untuk mengerti apa yang
dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/torsi
sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan
kedalam tiga kelompok:
Beban torsi konstan, adalah beban dimana permintaan keluaran energinya
bervariasi dengan kecepatan operasinya, namun torsi nya tidak bervariasi
Beban dengan torsi variabel, adalah beban dengan torsi yang bervariasi dengan
kecepatan operasi.
Beban dengan energi konstan, adalah beban dengan permintaan torsi yang
berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan
2.3.3.1
Motor DC
Motor DC/arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang
tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus
dimana diperlukan penyalaan torsi yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk
kisaran kecepatan yang luas.sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama ;
1. Kutub medan
2. Dinamo
3. Kommutator
Keuntungan utama motor DC adalah kecepatannya mudah dikendalikan dan
tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor DC ini dapat dikendalikan dengan
mengatur rpm nya. Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya
pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah,
penggunaan daya rendah hingga sedang, seperti peralatan mesin dan rolling mills,
sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran
yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang
bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga
relatif mahal dibanding motor AC.
Gambar 2. 6. Motor DC
Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan
untuk diubah menjadi energi mekanik. Bagian utama motor DC adalah statos dan
rotor dimana kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak
berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Bentuk motor
paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara
kutub-kutub magnet permanen. Catu tegangan dc dari baterai menuju ke lilitan
melalui sikat yang menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua
ujung lilitan. Kumparan satu lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo.
Angker dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar di antara medan
magnet.
2.3.4
Mikrokontroler arduino uno
Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit yaitu semua instruksi
dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus
clock. Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi empat kelas, yaitu keluarga
ATtiny, AT90Sxx, ATmega, dan AT86RFxx dan sering digunakan pada pembuatan
alat dengan sistem embedded.ATmega328 merupakan bagian dari keluarga ATmega,
yang mempunyai fasilitas yang lengkap.Atmega328 ini dianggap penulis akan dapat
dimaksimalkan dalam pembuatan program dan pengontrolan motor.
ArduinoUno adalah board berbasis mikrokontroler pada ATmega328 .Board ini
memiliki 14 digital input / output pin (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai output
PWM), 6 input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack listrik tombol
reset. Pin-pin ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler,
hanya terhubung ke komputer dengan kabel USB atau sumber tegangan bisa didapat
dari adaptor AC to DC atau baterai untuk menggunakannya.
Gambar 2. 7. ilustrasi board arduino uno
Board Arduino Uno memiliki fitur-fitur baru sebagai berikut :
1. 1,0 pinout: tambah SDA dan SCL pin yang dekat ke pin aref dan dua pin baru
lainnya ditempatkan dekat pin RESET, dengan IO REF yang memungkinkan sebagai
buffer untuk beradaptasi dengan tegangan yang disediakan dari board sistem.
Pengembangannya,
sistem
akan
lebih
kompatibel
dengan
Prosesor
yang
menggunakan AVR, yang beroperasi dengan 5V dan dengan Arduino yang beroperasi
dengan 3.3V. Kedua adalah pin tidak terhubung, yang disediakan untuk tujuan
pengembangannya.
2. Tombol reset
Tabel II. 1 Deskripsi arduino
Mikrokontroller
ATmega328
Tegangan kerja
5V
Tegangan masukan (rekomendasi)
7-12V
Tegangan masukan (batas)
6-20V
I/O
14 pin (6pin untuk PWM)
Arus kerja
50ma
Flash Memory
32KB
Bootloader
SRAM 2KB
EEPROM
1KB
Kecepatan kerja
16Mhz
2.3.4.1
Perangkat I/O
Masing-masing dari 14 pin digital di Uno dapat digunakan sebagai input atau
output, menggunakan fungsi pinMode, digitalWrite, dandigitalRead. Tegangan
operasi sebesar 5 voltuntuk nilai High(1)dan 0 volt untuk nilai Low(0). Setiap pin
dapat memberikan atau menerima maksimum 40 mA dan memiliki internal resistor
pull-up (yang terputus secara default) sebesar 20-50 kOhms. Selain itu, beberapa pin
memiliki fungsi-fungsi khusus sebagai berikut
1. Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan
(TX) TTL data serial. Pin ini terhubung ke pin yang sesuai dari ATmega8U2 USB-toSerial TTL.
2. Eksternal Interupt. Pin 2 dan 3 dapat dikonfigurasi untuk memicu fungsi
interruptyang dapat diatur pengkondisiannya.
3. PWM. Pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11.Dapat digunakan sebagai keluaran 8-bit PWM
menggunakan fungsi analogWrite.
4.
SPI.Pin 10 (SS), pin 11 (MOSI), pin 12 (MISO), pin 13 (SCK). Pin-pin ini
mendukung komunikasi SPI, yangmeskipun disediakan oleh hardware, saat ini tidak
termasuk dalam bahasa Arduino.
5. LED: Pin 13. Terdapat LED yang disediakan dan terhubung ke pin digital
13.LED menyala jika pin 13 bernilai High, dan LED mati jika pin bernilai LOW.
Arduino Uno memiliki 6 masukan analog, yang masing-masing memiliki resolusi
10 bit (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Tegangan default pengukuran dari 0 sampai 5
volt, dapat pula diatur untuk jangkauan pengukuran menggunakan pin AREF dan
fungsi analog Reference (). Selain itu, beberapa pin memiliki spesialisasifungsi:
1. I2C: 4 (SDA) dan 5 (SCL). Dukungan komunikasi I2C (TWI) menggunakan wire
library.Ada beberapa pin lainnya pada board:· AREF. Tegangan referensi untuk
input analog. Digunakan dengan analogReference.· Reset. Bawa garis LOW ini untuk
me-reset mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset
untuk melindungi yang diblok pada board.
2. Tombol RESET
2.3.4.2
Catu daya
Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya
eksternal. Sumber listrik dipilih secara otomatis. Eksternal (non-USB) daya dapat
datang baik dari AC to DC adaptor atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan
dengan cara menghubungkan Jack2.1mm ke dalam board colokan listrik. Lead dari
baterai dapat dimasukkan ke dalam header pin Gnd dan Vin dari konektor Power.
Board dapat beroperasi pada pasokan daya dari 6 - 20 volt. Jika diberikan tegangan
kurang dari 7V, pin 5V akan menyuplai tegangan kurang dari 5 volt dan board
mungkin tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12V, regulator tegangan bisa
panas dan merusak board. Rentang yang dianjurkan adalah 7 - 12 volt.
Pin catu daya adalah sebagai berikut:
1. Pin VIN. Tegangan input ke board Arduino ketika menggunakan sumber daya
eksternal (sebagai lawan dari 5 volt dari koneksi USB atau sumber daya lainnya
diatur). Dapat menyediakan tegangan melalui pin ini, atau, jika memasok tegangan
melalui colokan listrik, mengaksesnya melalui pin ini.
2. Pin 5V. Catu daya diatur digunakan untuk daya mikrokontroler dan komponen
lainnya di board. Hal ini dapat terjadi baik dari VIN melalui regulator onboard, atau
diberikan oleh USB .
3. Pin 3,3 volt pasokan yang dihasilkan oleh regulator on-board. Arus maksimum
yang digunakan sebesar 50 mA.
4. GND
2.3.4.3
Memory
ATmega328 memiliki kapasitas memori 32 KB dan digunakan sebesar 0,5 KB
untuk loading file.
2.3.4.4
Komunikasi
Arduino Uno memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer,
Arduino lain, atau mikrokontroler lain. ATmega328 ini menyediakan UART TTL
(5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah
ATmega16U2 pada saluran board ini komunikasi serial melalui USB dan muncul
sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware Arduino
menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang
dibutuhkan. Namun, pada Windows, file. Inf diperlukan. Perangkat lunak Arduino
termasuk monitor serial yang memungkinkan data sederhana yang akan dikirim ke
board Arduino. RX dan TX LED di board akan berkedip ketika data sedang dikirim
melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer. ATmega328 ini juga
mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Fungsi ini digunakan untuk melakukan
komunikasi inteface pada sistem.
2.3.4.5
Programing
Bahasa yang digunakan pada pemograman mikrokontrolernya adalah bahasa
arduino,dimana bahasa arduino ini adalah single board microntroller (mikrokontroler
dalam satu papan rangkaian) yang bersifat open source Merupakan turunan dari
platform Wiring dan dirancang agar pembuatan proyek mikrokontroler menjadi lebih
mudah dilakukan oleh semua kalangan. Sistem Arduino adalah berupa hardware
menggunakan chip Atmel AVR, software yang berupa bahasa pemrograman standar
C, serta bootloader yang dipasang pada chip utama.
Arduino Uno dapat diprogram dengan perangkat lunak Arduino.pertama pilih
Arduino Uno dari Tool lalu sesuaikan dengan mikrokontroler yang digunakan.
ATmega328 pada Uno Arduino memiliki bootloader yang memungkinkan Anda
untuk meng-upload program baru tanpa menggunakan downloader eksternal.
Komunikasi menggunakan protokol dari bahas C. Sistem dapat menggunakan
perangkat lunak FLIP Atmel (Windows) atau programmer DFU (Mac OS X dan
Linux) untuk memuat firmware baru. Atau Anda dapat menggunakan header ISP
dengan programmer eksternal.
2.4 Perangkat Lunak Arduino
Perangkat lunak Arduino yang akan digunakan adalah driver dan IDE,. IDE Arduino
adalah perangkat yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan Java. IDE
Arduino terdiri dari:
1. Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan
mengedit program dalam bahasa Processing.
2. Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing)
menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah mikrokontroler tidak akan bisa memahami
bahasa Processing. Yang bisa dipahami oleh mikrokontroler adalah kode biner. Itulah
sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini.
3. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam
memory di dalam papan Arduino.
Sebuah kode program Arduino umumnya disebut dengan istilah sketch. Kata
“sketch” digunakan secara bergantian dengan “kode program” dimana keduanya
memiliki arti yang sama.
Lingkungan open-source Arduino memudahkan untuk menulis kode dan mengupload ke board Arduino. Ini berjalan
pada Windows, Mac OS X, dan Linux.
Berdasarkan Pengolahan, avr-gcc, dan perangkat lunak sumber terbuka lainnya
Berikut merupakan tampilan perangkat lunak IDE arduino,
Gambar 2. 8. perangkat lunak IDE arduino
Berikut ini adalah contoh tampilan IDE Arduino dengan sebuah sketch yang sedang
diedit,
Gambar 2. 9 Contoh penggalan program
2.4.1
Struktur Arduino
Struktur bahasa pemograman Arduino hanya terdiri dari dua bagian ;
Void setup()
{
// Statement
pada struktur program statement hanya di eksekusi satu kali
}
Void loop()
{
pada struktur ini program akan di eksekusi terus menerus sampai
menemukan tujuan program.
// Statement
}
2.4.1.1
Void Setup()
Fungsi setup() hanya dipanggil satu kali ketika program pertama kali di jalankan.
Ini digunakan untuk mendifinisikan mode pin atu memulai komunikasi serial. Fungsi
setup() harus di ikut sertakan dalam program walaupun tidak ada statement yang di
jalankan.
void setup()
{
pinMode(3,OUTPUT);// men-set “pin” 3 sebagai Output
pinMode(6, INPUT); // men-set pin 6 sebagai Input
Serial.begin(9600);
}
pinMode() = berfungsi untuk mengatur fungsi sebuah pin sebagai
INPUT atau OUTPUT.
Serial.begin(9600) = digunakan untuk mengaktifkan fitur UART dan
menginisialisasinya.
2.4.1.2
Void Loop()
Setelah melakukan fungsi setup() maka secara langsung akanmelakukan fungsi
loop() secara berurutan dan melakukan instruksi-instruksiyang ada dalam fungsi
loop().
void setup()
{
pinMode(3,OUTPUT);// men-set “pin” 3 sebagai Output
pinMode(6, INPUT); // men-set pin 6 sebagai Input
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
If (digitalRead(6)==HIGH)// membaca input digital pin 6
{
xstart = millis(); //aktifkan timer
digitalWrite (3, HIGH); // nyalakan pin 3
delay(1000); // pause selama 1 detik
digitalWrite(3, LOW); // matikan pin 3
}
}
Berikut ini adalah elemen bahasa C yang dibutuhkan untuk format penulisan.
//(komentar satu baris)
Kadang diperlukan untuk memberi catatan pada diri sendiri apa
arti dari kode-kode yang dituliskan. Cukup menuliskan dua buah garis miring dan
apapun yang kita ketikkan dibelakangnya akan diabaikan oleh program.
/* */(komentar banyak baris)
Jika anda punya banyak catatan, maka hal itu dapat dituliskan pada
beberapa baris sebagai komentar. Semua hal yang terletak di antara dua simbol
tersebut akan diabaikan oleh program.
{ }(kurung kurawal)
Digunakan untuk mendefinisikan kapan blok program mulai dan
berakhir (digunakan juga pada fungsi dan pengulangan).
;(titik koma)
Setiap baris kode harus diakhiri dengan tanda titik koma (jika ada
titik koma yang hilang maka program tidak akan bisa dijalankan).
Program sangat tergantung pada pengaturan apa yang akan dijalankan
berikutnya, berikut ini adalah elemen dasar pengaturan (banyak lagi yang lain dan
bisa dicari di internet).
if..else, dengan format seperti berikut ini:
if (kondisi) { }
else if (kondisi) { }
else { }
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–.
2.4.2
Otomatis software reset
Tombol reset Arduino Uno dirancang untuk menjalankan program yang
tersimpan didalam mikrokontroller dari awal. Tombol reset terhubung ke Atmega328
melalui kapasitor 100nf. Setelah tombol reset ditekan cukup lama untuk me-reset
chip, software IDE Arduino dapat juga berfungsi untuk meng-upload program dengan
hanya menekan tombol upload di software IDE Arduino.
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
3.1
Perancangan Perangkat Keras
3.1.1
Blok Diagram Sistem
Pada Perancangan tugas akhir ini terdapat blok diagram yang akan di rancang
berikut blok diagram secara keseluruhan ;
Gambar 3. 1. Blok Diagram Sistem Keseluruhan
Pada bagian input terdapat beberapa sensor yang dimana tahap ini sensor-sensor
yang dipasang pada bagian-bagian sisi dan atap mobil akan mendeteksi keadaan cuaca
sekitar kendaraan seperti contoh sensor hujan yang diletakan pada bagian atap depan
mobil truk, dimana ketika ada turunnya hujan sensor ini akan mengirimkan informasi
pada mikrokontroler. Dimana informasi yang telah di dikirimkan akan diproses pada
mikrokontroler dengan menggunakan algoritma arduino.
Gambar 3. 2. Blokdiagram input sensor
Setelah semua data yang dikirim masing-masing sensor telah terkumpul maka
data tersebut akan diolah mikrokontroler menjadi sebuah perintah menggerakan motor
untuk menarik tirai sampai semua bak tertutup.untuk mendeteksi ujung dari bak mobil
tersebut penulis menggunakan limit switch sebagai batas penutup bak. Ketika tirai telah
menutup seluruh bagian mobil maka akan limit switch akan mengirimkan informasi pada
mikrokontroler sehingga motor dapat berhenti menutup tirai.
3.1.2
Rangkaian Input
3.1.2.1 Rangkaian Sensor hujan
Sensor hujan bisa juga disebut sensor air ,fungsi dari sensor ini adalah
mendeteksi adanya air .sensor ini menggunakan panel sebagai detector atau pendeteksi
airnya.Cara kerja dari sensor hujan ini pada saat air hujan mengenai panel sensor, maka
akan terjadi proses elektrolisasi oleh air hujan tersebut karena air hujan termasuk kedalam
cairan elektrolit yaitu cairan yang dapat menghantarkan arus listrik,meskipun sangat kecil
dan proses ini akan menyebabkan keadaan aktif yang akan mengaktifkan relay.
Gambar 3. 3. Skematik sensor hujan
3.1.2.2 Rangkaian Sensor suhu LM35
LM35
adalah
komponen
sensor
suhu
berukuran
kecil
seperti
transistor(TO92).Sensor suhu ini mampu mengukur suhu sari 0 derajat sampai 100
derajat celcius. Pemilihan sensor ini didasarkan karena LM35 memiliki tegangan
keluaran yang terskala linear dengan suhu terukur ,yakni 10mv per 1 derajat celcius,
Maka komponen ini sangat cocok untuk digunakan sebagai aplikasi-aplikasi seperti
thermometer ruangan, atau thermometer badan digital. LM35 dapat disuplai dengan
tegangan mulai 4V-30V DC dengan arus penggunaan 60 mikroampere.
Rangkaian LM35 ini sangat sederhana dan praktis. Vout
adalah tegangan
keluaran sensor yang terskala linear terhadap suhu terukur. Tegangan keluaran (Vout) ini
bisa langsung diumpankan sebagai masukan pin Analog-to-Digital Converter pada
ATmega 328.Pengolahan data dari hasil keluaran sensor dinilai mudah karena hanya
membutuhkan program pengambilan nilai ADC jika dibandingkan dengan sensor suhu
yang sebelumnya penulis pakai yaitu DS1620 yang memiliki karakteristik mirip seperti
LM35.
Gambar 3. 4 rangkaian LM35
3.1.2.3 Rangkaian Sensor Cahaya LDR
LDR adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan resistansi yang
besarnya tergantung pada cahaya. Resistansi LDR akan berubah seiring dengan
perubahan intensitas cahaya yang mengenainya atau yang ada disekitarnya. Dalam
keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1KΩ atau
kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti kadmium sulfida. Dengan bahan
ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau
arus listrik meningkat yang artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan.
Gambar 3. 5 rangkaian sensor cahaya
3.1.2.4 Limit Switch
Limit Switch merupakan sebuah komponen jenis saklar yang dilengkapi dengan
katup yang berfungsi menggantikan tombol.sensor ini bekerja dengan cara bersentuhan
dengan objek yang diukur. Limit switch dapat difungsikan sebagai normally open atau
normally close, kondisi awal rangkaian dalam keadaan terhubung ,sehingga ketika saklar
tersebut ditekan membuat rangkaian terputus. Disini limit switch diletakan pada 2 posisi
yaitu di kedua ujung rantai yang ketika telah ditekan akan menginformasikan untuk
menghentikan pergerakan motor. Limit switch memberikan tegangan 5 volt DC (logika
‘1’) dan 0 volt DC (logika’0’).
Gambar 3. 6. Rangkaian Limit Switch
3.1.3
Mikrokontroler ATmega328 (arduino)
Mikrokontroler yang digunakan dalam sistem ini adalah mikrokontroler dengan
jenis AVR Seri ATmega3288.mikrokontroler ini mempunyai 16 port(A,B,C,D) yang bisa
dijadikan port/pin input dan output.pemilihan atmega ini dikira akan memaksimalkan
pembuatan alat yaitu sebagai pengolah data.
Gambar 3. 7. Rangkaian minimum Arduino uno
Mikrokontroler ini akan mengolah data yang di dapatkan dari sensor-sensor
seperti sensor cahaya ,sensor suhu, sensor cahaya dan limit switch. Data-data yang telah
didapat dari sensor akan di proses menggunakan bahasa tingkat tinggi arduino untuk
menyimpulkan apakah data yang telah masuk menunjukan terjadi turun hujan atau tidak.
Apabila data yg telah masuk menunjukan terjadinya hujan maka mikrokontroler akan
mengirim perintah untuk menggerakan motor.
Gambar 3. 8.Papan Arduino uno
Konfigurasi pin arduino sebagai berikut ;
Tabel III. 1 Pengaturan pin arduino
Pin
Deskripsi
Jenis
Pin
Deskripsi
Jenis
0
Rx
-
7
SwitchBuka-tutup manual
Input
1
Tx
-
8
Switch Batas Buka Tirai
Input
2
-
-
9
Switch Batas Tutup Tirai
Input
3
-
-
10
Input Motor-2 Kiri
Output
4
-
-
11
Input Motor-2 Kanan
Output
5
PWM enable Motor
Output
12
Input Motor-1 Kiri
Output
-
13
Input Motor-1 Kanan
Output
DC -2
6
-
Tabel III. 2 Tabel pengaturan pin analog Arduino
Pin
Deskripsi
Jenis
A0
Analog input Sensor Basah
Input
A1
Analog Input Sensor Cahaya
Input
A2
Analog Input Sensor Suhu
Input
A3
-
-
A4
-
-
A5
-
-
Tabel konfigurasi pin arduino dan tabel pengaturan pin analog arduino (III.1 dan
III.2)merupakan konfigurasi pemakaian I/O pada mikrokontroler ATmega328 pada
modul alat. Tabel ini akan digunakan untuk mempermudah pembuatan program pada
modul alat.
3.1.4
Driver motor
Motor DC tidak dapat dikendalikan secara langsung oleh mikrokontroler, karena
kebutuhan arus listrik yang besar pada motor DC sedangkan arus keluaran pada mikro
sangat kecil. Driver motor merupakan pilihan alternatif yang harus digunakan untuk
mengendalikan motor DC pada mekanik penarik tirai. Ada beberapa driver motor yang
sering digunakan pada aplikasi aplikasi mekanik, yaitu menggunakan rangkaian H-Bridge
transistor, H-Bridge MOSFET, dan IC driver motor. Pada alat yang akan dirancang driver
motor yang digunakan adalah Driver motor EMS 2 A dual H-bridge
Embedded Module Series (EMS) 2 A Dual H-Bridge merupakan modul HBridge yang didesain untuk menggerakkan 2 buah beban dengan arus kontinyu sampai
dengan 2 A pada tegangan 4,8 sampai 46 Volt dengan berbasis IC L298.IC L298 adalah
dual solid state H-bridge dalam satu IC yang tersediadalam 2 macam kemasan., yaitu
multiwatt 15dan power SO20.IC L298 menerima input dalam level tegangan TTL dan
biasa digunakanuntuk menggerakkan beban induktif sepertirelay, solenoide, dan motor
listrik. Sebuah input enable untuk masing-masing H-bridgeberfungsi menyalakan atau
mematikan masing-masingH-bridge Input pada modul ini kompatibel denganlevel
tegangan TTL maupun CMOS . Tiap H-Bridge dilengkapi dengan sensor arus beban
yang dapat digunakan sebagai umpan balik ke pengendali. Modul ini mampu
menggerakkan beban-beban induktif seperti misalnya relay, solenoide, motor DC , motor
stepper, dan berbagai macam beban lainnya. Modul ini memiliki jalur catu daya input
(VCC) terpisah dari jalur catu daya untuk beban (VMot) dan dilengkapi dengan diode
eksternal untuk pengaman beban induktif. Skematik driver dapat dilihat pada gambar
dibawah;
Gambar 2. 1 Driver motor
.
Modul H-Bridge memiliki 2 buah header(Interface Header 1dan nterface Header 2)dan 1
set konektor ( Power & Motor Con).Koneksi modul H-bridge untuk 2 buah motor
penggerak utama dapat dilihat pada Gambar berikut ;
Gambar 3. 9 Koneksi H-Bridge untuk 2 motor
3.2
Perancangan perangkat lunak
3.2.1
Arduino software
Tugas dari Arduino Software adalah menghasilkan sebuah file berformat hex
yang akan di-download pada papan arduino atau papan sistem mikrokontroler lainnya. Ini
mirip dengan Microsoft Visual Studio, Eclipse IDE, atau Netbeans. Lebih mirip lagi
adalah IDE semacam Code::Blocks, CodeLite atau Anjuta yang mempermudah untuk
menghasilkan file program. Bedanya kesemua IDE tersebut menghasilkan program dari
kode bahasa C (dengan GNU GCC) sedangkan Arduino Software (Arduino IDE)
menghasilkan file hex dari baris kode yang dinamakan sketch.
Gambar 3. 10. Arduino software
Pada gambar 3.9 merupakan tampilan pada perangkat lunak arduino yang akan di
aplikasikan pada alat yang akan dirancang.
3.2.2
Algoritma Alat
Algoritma alat merupakan alur kerja dari alat seluruh modul,Berikut adalah
sebuah diagram alur (flowchart)dari algoritma dari alat yang akan dibuat,
Gambar 3.10 Flowchart algoritma alat
Tabel IV. 1 penjelasan flowchart
Flowchart
Deskrisi
Start
Memulai menyalakan alat
Pengaturan awal
Bisa di sebut Inisialisasi awal alat dimana
kondisi alat sedang memuat setiap bagian
alat
Tunggu data masukan
Kondisi mikroprosesor sedang menunggu
kondisi input dari tiap sensor dan switch
Ambil data sensor dan ambil data saklar
Yaitu mengambil data yang telah peroleh
buka-tutup
sensor
Data 10
Pemeriksaan kondisi apakah data telah
mencapai data ke 10
Basah,gelap,suhu
MIKROKONTROLER ARDUINO
TUGAS AKHIR
Disusun Untuk Memenuhi Syarat Kelulusan Pada
Program Studi Strata Satu Sistem Komputer di Jurusan Teknik Komputer
Oleh
Muhammad Irwan Hidayat
NIM 10209011
Pembimbing
Sutono ,M.Kom
JURUSAN TEKNIK KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
BANDUNG
2014
DAFTAR ISI
LEMBAR PERNYATAAN ...........................................................................................i
ABSTRAK .................................................................................................................. iii
ABSTRACT................................................................................................................. iv
KATA PENGANTAR .................................................................................................. v
DAFTAR ISI ..............................................................................................................vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... ix
DAFTAR TABEL ........................................................................................................ x
BAB I PENDAHULUAN .................................................. Error! Bookmark not defined.
1.1
Latar Belakang ....................................................... Error! Bookmark not defined.
1.2
Maksud dan Tujuan ................................................ Error! Bookmark not defined.
1.3
Batasan Masalah..................................................... Error! Bookmark not defined.
1.4
Metode Penelitian ................................................... Error! Bookmark not defined.
1.5
Sistematika Penulisan ............................................. Error! Bookmark not defined.
BAB II TEORI PENUNJANG.......................................... Error! Bookmark not defined.
2.1
Teori dasar Iklim .................................................... Error! Bookmark not defined.
2.2
Teori dasar Embedded system ................................. Error! Bookmark not defined.
2.3
Perangkat keras ...................................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.1 Sensor............................................................ Error! Bookmark not defined.
2.3.2 Push Button ................................................... Error! Bookmark not defined.
2.3.3 Motor Listrik ................................................. Error! Bookmark not defined.
2.3.4 Mikrokontroler arduino uno ........................... Error! Bookmark not defined.
2.4
Perangkat Lunak Arduino ....................................... Error! Bookmark not defined.
2.4.1 Struktur Arduino ............................................ Error! Bookmark not defined.
2.4.2 Otomatis software reset .................................. Error! Bookmark not defined.
BAB III PERANCANGAN SISTEM................................ Error! Bookmark not defined.
3.1
Perancangan Perangkat Keras ................................. Error! Bookmark not defined.
3.1.1 Blok Diagram Sistem ..................................... Error! Bookmark not defined.
3.1.2 Rangkaian Input ............................................. Error! Bookmark not defined.
3.1.3 Mikrokontroler ATmega328 (arduino) ........... Error! Bookmark not defined.
3.1.4 Driver motor .................................................. Error! Bookmark not defined.
3.2
Perancangan perangkat lunak ................................. Error! Bookmark not defined.
3.2.1 Arduino software ........................................... Error! Bookmark not defined.
3.2.2 Algoritma Alat ............................................... Error! Bookmark not defined.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS........................... Error! Bookmark not defined.
4.1
Pengujian dan Analisa Perangkat Keras .................. Error! Bookmark not defined.
4.1.1 Pengujian dan Analisa Modul alat .................. Error! Bookmark not defined.
4.1.2 Pengujian dan analisa program Arduino ......... Error! Bookmark not defined.
4.2
Pengujian dan Analisa Mekanik Alat ...................... Error! Bookmark not defined.
4.2.1 Pengujian driver motor .................................. Error! Bookmark not defined.
4.2.2 Pengujian motor 1 dan 2 ................................ Error! Bookmark not defined.
4.3
Pengujian dan Analisa Algoritma ........................... Error! Bookmark not defined.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................. Error! Bookmark not defined.
5.1
Kesimpulan ............................................................ Error! Bookmark not defined.
5.2
Saran ...................................................................... Error! Bookmark not defined.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR PUSTAKA
[1].
Sumardi, Penangkar curah hujan automatis menggunakan mikrokontroler ATmega32,
Jurnal Teknik Elektro, Volume 11, Nomor 2, Semarang, 2009
[2].
Malvino. (2001). Prinsip – Prinsip Elektronik, Edisi kedua. Jakarta: PT. Erlangga.
[3].
Pengenalan
board
arduino
dapat
diakses
pada
Http//:www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno
[4].
Budiharto, Widodo,
Elektronika Digital dan Mikroprosesor, Penerbit Andi,
Yogyakarta, 2005
[5].
Datasheet
driver
motor
ems
2a
dual
h-bridge
dapat
di
akses
pada
http://www.innovativeelectronics.com/innovative_electronics/download_files/ma
nual/EMS_2A_DHBridge.pdf.
[6].
www.academia.edu/5516315/PENGENALAN_AKTUATOR_DAN_PROSES_KERJAN
YA_PADA_APLIKASI_PENGUKURAN_SUHU_SERTA_MENJALANKAN_AKTU
ATOR_DENGAN_BANTUAN_SOSFTWARE_ARDUIN
[7].
Pengenalan
embedded
system
dapat
diakses
pada
http://www.cs.ui.ac.id/id/staf/wisnuj/docs/book_embedded.pdf
[8].
http://techno.okezone.com/read/2013/05/31/56/815465/cuaca-tak-menentuwajarkah diakses pada tanggal 23 september 2013
[9].
http://nasional.sindonews.com/read/736132/15/cuaca-tak-menentu-ada-aktivitasmjo-di-indonesia diakses pada tanggal 23 september 2013
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Nama
: Muhammad Irwan Hidayat
Tempat, tanggal lahir
: Sumedang, 13 Januari 1991
Jenis kelamin
: Laki-laki
Agama
: Islam
Alamat Sementara
: Jalan Tubagus ismail dalam gang 1, no 28A/153A
Alamat Tetap
: Dusun Cipeuteuy ,RT 03/RW 06 ,Desa Cisitu
Kecamatan Cisitu, Sumedang
No. telepon
: 085794496468
: [email protected]
Pendidikan Formal
2009 – 2014
: Universitas Komputer Indonesia, Bandung.
Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Jurusan Teknik Komputer.
2006 – 2009
: SMA Negeri 1 Situraja - Sumedang
2003 – 2006
: SMP Negeri 1 Cisitu - Sumedang
2002 – 2003
: SD Negeri Margaluyu-Sumedang
1997– 2002
: SD Negeri pegadungan09 –Jakarta
Bandung, 20 Agustus 2014
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmaanirrahim
Assalamualaikum Wr. Wb.
Segala puji bagi Allah SWT, Pencipta dan Pemelihara alam semesta, shalawat
serta salam semoga terlimpah bagi Muhammad SAW, beserta keluarga dan para
pengikutnya yang setia hingga akhir masa.
Alhamdulillah atas rahmat Allah SWT, akhirnya penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir dengan judul “Sistem Permodelan Penutup Bak Mobil Otomatis
Berbasis Mikrokontroler Arduino “,meskipun proses belajar sesungguhnya tak akan
pernah berhenti. Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi syarat dalam meraih gelar
sarjana pada Jurusan Teknik Komputer Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer di
Universitas Komputer Indonesia.
Tugas akhir ini sesungguhnya bukanlah sebuah kerja individual dan akan sulit
terlaksana tanpa batuan orang-orang terdekat penulis terutama pembimbing yang selalu
memberi masukan dan nasihat bagi penulis, tanpa beliau penulis tidak akan mungkin
menyelesaikan tugas akhir ini. Penulis mengucapkan terima kasih pula kepada berbagai
pihak-pihak yang telah memberikan dan bantuan pada pelaksanaan dan pembuatan
tugas akhir ini. dengan segala kerendahan hati, Penulis mengucapkan terima kasih
kepada ;
1. Kepada orang tua beserta keluarga besar penulis yang telah memberikan do’a,
dukungan, kasih sayang, dan motivasi, sehingga penulis dapat menyelesaikan
tugas akhir ini.
2. Bapak Prof. Dr. H. Denny Kurniadie, Ir., M.Sc. selaku dekan Fakultas Jurusan
Teknik dan Ilmu Komputer
3. Bapak Dr. Wendi Zarman,M.Si. selaku ketua Jurusan Teknik Komputer
4. Bapak Sutono.M,kom selaku pembimbing yang telah meluangkan waktu
memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis dalam pembuatan tugas
akhir ini,
5. Bapak Dr. Ir. Yeffry Handoko Putra, M.T. sebagai dosen wali 09 TK-1
6. Bapak dan Ibu seluruh staff dosen Jurusan Teknik Komputer yang telah
memberikan ilmu, motivasi dan bantuan kepada penulis
7. Teman-teman angkatan 2009 jurusan teknik komputer yang telah memberikan
motivasi dan, masukan kepada penulis .
8. Rekan-rekan mahasiswa UNIKOM yang telah memberikan masukan Terima
kasih sebanyak-banyaknya.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih banyak sekali kekurangan oleh
karena kebenara datangnya dari Allah SWT ,dan kesalahan datangnya dari penulis
pribadi. Akhirnya, Penulis berharap semoga penelitian ini menjadi sumbangsih yang
bermanfaat bagi dunia sains dan teknologi di Indonesia, khususnya disiplin keilmuan
yang Penulis dalami.
Bandung 3 juli 2014
Penulis
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Di tahun 2013, pemanasan global menjadi topik yang ramai dibicarakan.Bumi sebagai
tempat tinggal manusia terus mengalami kenaikan temperatur udara. Menurut Thomas
Djamaludin dari riset astronomi astrofisika LAPAN pemanasan yang terjadi pada wilayah
perkotaan cenderung lebih panas dibanding kan daerah di sekitarnya, sering disebut juga sebagai
fenomena pulau panas perkotaan (8).“Hal tersebut menjadikan
cuaca di bumi lebih sulit
diprediksikan atau belum bisa di tetapkan secara pasti”, menurut Kepala BMKG (9).
Mobil sebagai salah satu media pengantar barang menjadikan cuaca hujan sebagai
hambatan dalam pada perjalanan. Mobil dengan bak terbuka seperti mobil truk, mobil pick up,
truk pengangut semen yang bekerja mengangkut barang akan sangat terganggu dengan turunnya
hujan yang tiba-tiba karena dapat menurunkan kualitas barang bawaan mereka.
Berdasarkan beberapa alasan di atas, penulis memiliki ide untuk membuat suatu model
sistem tertanam (embedded system) berupa alat penutup atap mobil yang bekerja otomatis
berdasarkan suhu, cuaca dan cahaya di sekitar mobil. Alat yang akan dibuat diharapkan mampu
bekerja dalam kondisi mobil bergerak ataupun saat ditinggal pemilik (parkir).
1.2
Maksud dan Tujuan
Adapun tujuan yang hendak dicapai adalah :
1. Membuat alat berbasis sistem tertanam (embedded),
2. Mengaplikasikan hukum pegas pada mekanika sistem,
3. Mengetahui cara kerja dari sensor – sensor yang digunakan,
4. Memaksimalkan kerja motor dc sebagai aktuator,
Adapun manfaat yang ingin dicapai dengan adanya alat tersebut, yaitu :
1. Penulis dapat mengaplikasikan antarmuka komputer dalam embedded system
2. Penulis dapat mengetahui kualitas sensor dan motor yang digunakan,
3. Mempermudah pekerjaan manusia,
4. Menjaga kualitas barang bawaan mobil.
1.3
Batasan Masalah
Masalah yang akan dikaji dan dibahas meliputi :
1. Penggunaan alat maksimal pada mobil pengangkut muatan terbuka ,
2. Pengujian alat dilakukan dengan prototype (miniature),
3. Sistem bergantung pada kekuatan ACCU sebagai catu daya,
4. Pengukuran hanya dilakukan pada wilayah kota Bandung,
5. Memaksimalkan penggunaan bahasa tingkat tinggi ,
6. Bahan tirai menggunakan bahan anti air.
1.4
Metode Penelitian
Metodologi penelitian yang penulis lakukan adalah eksperimental dengan tahapan
sebagai berikut :
1
Studi literatur
Mencari referensi buku, jurnal website dalam upaya mencari berbagai komponen
pendukung yang akan dipakai dalam perancangan tugas akhir ini.
2
Interview dan eksperimen
Mencoba berbagai modul rangkaian yang diperoleh dari studi literatur serta
mendiskusikan hasil eksperimen dengan dosen pembimbing.
3
Perancangan
Perancangandilakukan dengan cara menggabungkan eksperimen yang telah berhasil
dilakukan dari sisi perangkat keras seperti mikrokontroler dengan sensor ,mikrokontroler
dengan motor, maupun dari sisi perangkat lunak dengan pembuatan program untuk
mikrokontroler menggunakan software IDE arduino, sehingga tersusun sebuah sistem.
4
Pengujian kondisi
setelah selesai dilakukan penggabungan menjadi suatu sistem yang utuh maka alat akan
diuji dan disesuaikan dengan beberapa kondisi yang ada di tempat pendeteksian
(rumah).
5
Pembuatan kesimpulan
metode terakhir dimana pada metode ini akan dibuat kesimpulan dari hasil pengujian
dan perbandingan yang telah dilakukan oleh alat yang sudah dibuat.
1.5
Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut
BAB I PENDAHULUAN
Dalah bab ini berisikan tentang latar belakang , maksud dan tujuan penulisan ,batasan
masalah , metoda penulisan ,dan sistematika penulisan.
BAB II TEORI PENUNJANG
Dalam bab ini membahas tentang teori-teori dasar yang berhubungan dengan perangkat
keras maupun lunak pembentuk alat serta sistem yang digunakan oleh alat.
BAB III PERANCANGAN SISTEM
Dalam bab ini membahas tentang diagram blok alat, perancangan perangkat keras dan
perangkat lunak.pemilihan terhadap sensor sensor yang di gunakan untuk mendeteksi
cahaya,kelembaban dan curah hujan yang nanti akan di ambil kesimpulan pada mikro yang
dimana hasilnya akan menggerakan motor untuk menutup muatan.
BAB IV HASIL DAN ANALISA
Dalam bab ini membahas tentang pengujian alat dan analisa data terhadap hasil pengujian.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Dalam bab ini berisi kesimpulan dan saran yang didapat selama penelitian.
BAB II
TEORI PENUNJANG
Dalam bab ini akan dijelaskan mengenai teori-teori penunjang untuk membentuk
sebuah modul (alat) penutup atap otomatis pada sebuah truk semen.Teori penunjang
tersebut terdiri dari teori dasar hujan, teori perangkat keras dan teori perangkat lunak
yang digunakan.
2.1 Teori dasar Iklim
Iklim adalah keadaan rata-rata cuaca pada suatu wilayah dalam jangka waktu
yang relatif lama.Iklim juga didefinisikan sebagai berikut :
1.
Sintesis kejadian cuaca selama kurun waktu yang panjang, yang secara
statistik cukup dapat dipakai untuk menunjukkan nilai statistik yang berbeda dengan
keadaan pada setiap saatny (World Climate Conference, 1979)
2.
Konsep abstrak yang menyatakan kebiaasan cuaca dan unsur-unsur atmosfer
di suatu daerah selama kurun waktu yang panjang (Glenn T. Trewartha, 1980)
3.
Peluang statistik berbagai keadaan atmosfer, antara lain suhu, tekanan angin,
kelembaban, yang terjadi di suatu daerah selama kurun waktu yang panjang (Gibbs,
1978).
Perubahan iklim adalah perubahan jangka panjang dalam distribusi pola cuaca.
Istilah ini bisa juga berarti perubahan keadaan cuaca rata-rata atau perubahan
distribusi peristiwa cuaca rata-rata, contohnya, jumlah peristiwa cuaca ekstrem yang
semakin banyak atau sedikit. Perubahan iklim terbatas hingga regional tertentu atau
dapat terjadi di seluruh wilayah Bumi. Dalam penggunaannya saat ini, khususnya
pada kebijakan lingkungan, perubahan iklim merujuk pada perubahan iklim modern.
Perubahan lebih umumnya dikenal sebagai pemanasan global.
2.2 Teori dasar Embedded system
Menurut Heath (2003), embedded system atau sistem tertanam adalah suatu
sistem berbasis mikroprosesor yang dibuat untuk mengontrol fungsi-fungsi dan tidak
dapat diprogram oleh end-user (pengguna).
Definisi lain yang lebih sederhana
dikemukakan oleh Noergaard (2005), bahwa embedded system adalah suatu sistem
komputer terapan (applied computer system) yang berbeda dengan PC. Salah satu
perbedaan yang mendasar adalah bahwa perangkat keras (hardware) yang digunakan
atau fungsi perangkat lunak (software) yang tersedia dalam embedded system jauh
lebih sedikit dibandingkan PC (Noergaard 2005).
Embedded System umumnya terdiri atas CPU/mikroprosesor dan antarmuka ke
alat input/output (Axelson 2007). Fungsi dalam embedded system tidak dapat diubah
atau ditambah lagi, maka umumnya embedded system hanya dibuat untuk tujuan
khusus, dan hanya dapat mengerjakan satu pekerjaan dalam satu waktu (Heath 2003).
Hal ini menjadi karakteristik utama dari suatu embedded system.
Beberapa contoh embedded system yang memiliki tujuan khusus dan spesifik
adalah jam tangan digital, lift, dan lampu lalu lintas. Pada jam tangan digital,
mikroprosesor yang ada di dalamnya hanya bertugas menghitung perubahan waktu
secara berkala dan menampilkannya pada layar. Pada lift, mikroprosesor di dalamnya
bertugas untuk menerima dan memproses masukan perintah dari pengguna sehingga
dapat mengendalikan lift menuju lantai yang diinginkan. Sebuah lampu lalu lintas
juga memiliki sebuah mikroprosesor di dalamnya untuk menghitung lama waktu
menyala dan mengendalikan masing-masing lampu lalu lintas secara teratur.
Embedded system hanya membutuhkan sumber daya yang minimal untuk dapat
melakukan tugasnya. Dengan demikian, embedded system sering kali dibuat dalam
ukuran yang kecil dan minimalis disesuaikan dengan fungsinya. Karakteristik lain
dari embedded system adalah embedded system biasanya dipasang tertanam secara
langsung di dalam alat atau benda yang dikontrol olehnya (Axelson 2007). Oleh
karena itu, muncul istilah 'tertanam' atau embedded yang artinya sebuah sistem yang
tertanam atau tersembunyi di dalam sebuah piranti atau produk tertentu.
Embedded system sering kali membutuhkan sebuah perangkat lunak untuk
mengoperasikannya. Perangkat lunak ini harus dapat disinkronisasi dengan komputer
untuk memudahkan penggunaannya.
2.3 Perangkat keras
2.3.1
Sensor
Sensor adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis,
magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering
digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.
Beberapa jenis sensor yang banyak digunakan dalam rangkaian elektronik antara lain
sensor cahaya, sensor suhu, dan sensor hujan
2.3.1.1
Sensor Cahaya
Sensor cahaya adalah komponen elektronika yang dapat/berfungsi mengubah
suatu besaran optik (cahaya) menjadi besaran elektrik. Sensor cahaya berdasarkan
perubahan elektrik yang dihasilkan dibagi menjadi 2 jenis yaitu :
1. Photovoltaic : Yaitu sensor cahaya yang dapat mengubah perubahan besaran
optik (cahaya) menjadi perubahan tegangan. Salah satu sensor cahaya jenis
photovoltaic adalah solar cell.
2. Photoconductive : Yaitu sensor cahaya yang dapat mengubah perubahan besaran
optik (cahaya) menjadi perubahan nilai konduktansi (dalam hal ini nilai resistansi).
Contoh sensor cahaya jenis photoconductive adalah LDR, Photo Diode,Photo
Transistor.
2.3.1.2
LDR (Light Dependent Resistor)
LDR (Light Dependent Resistor) adalah sensor cahaya yang dapat mengubah
besaran cahaya yang diterima menjadi besaran konduktansi. Apabila LDR (Light
Dependent Resistor) menerima cahaya maka nilai konduktansi antara kedua kakinya
akan meningkat (resistansi turun). Semakin besar cahaya yang diterima maka
semakin tinggi nilai konduktansinya (nilai resistansinya semakin rendah). Aplikasi
LDR salah satunya pada lampu penerangan jalan yang akan menyala otomatis pada
saat cahaya matahari mulai redup.
Gambar 2. 1.simbol LDR
Prinsip kerja Resistansi Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) akan
berubah seiring den-gan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya atau yang
ada disekitarnya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam
keadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor
seperti kadmium sulfida. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh
menyebabkan lebih banyak mua-tan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya
resistansi bahan telah mengalami penurunan.
2.3.1.3
Sensor Suhu
Sensor suhu adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah
besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35
yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang
diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan
kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga
mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat
dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak
memerlukan penyetelan lanjutan.
Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang diberikan
kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu daya tunggal
dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60 µA hal ini
berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-heating) dari sensor
yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah yaitu kurang dari 0,5 ºC
pada suhu 25 ºC .
Sensor suhu LM35 memiliki karakteristik sebagai berikut :
1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu
10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.
2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC seperti
terlihat pada gambar 2.2.
3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC.
4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC
pada udara diam.
7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
Gambar 2. 2. Sensor Suhu LM35
2.3.1.4
Sensor hujan
Sensor air hujan menggunakan PCB dengan jalur tembaga yang berikut seperti
gambar berikut ;
,
Gambar 2. 3. plat tembaga pada sensor hujan
Plate berlik- liku bertujuan ketika air jatuh pada plat tembaga maka otomatis jalur
akan terhubung dan mengalirkan arus karena sifat air adalah penghantar listrik.
2.3.2
Push Button
Dalam dunia industri terdapat berbagai macam jenis-jenis mesin dengan cara
kerja yang berbeda-beda dan fungsi yang berbeda pula sehingga menghasilkan output
atau hasil yang bervariasi, untuk menggerakan suatu mesin diperlukan suatu alat yang
sangat banyak jenis dan ragamnya, salah satunya adalah Push Button atau saklar
tekan.Pada Push Button (PB), terdapat kontak-kontaknya, yang berupa normaly close
(NC) dan normaly open (NO), atau ada juga PB yang memiliki jumlah kontak lebih
banyak.
Push Button atau dalam bahasa Indonesianya yaitu saklar tekan yang artinya alat
ini akan bekerja dengan cara ditekan, alat ini sangat umum, banyak digunakan
diberbagai mesin baik itu diindustri ataupun diinstansi pendidikan lainnya, alat ini
juga paling mudah untuk dipelajari atau dipahami karena fungsi dan cara kerjanya
yang sangat sederhana, pada bagian atasnya terdapat knop yang berfungsi sebagai
area penekan (warna merah), lalu disamping kiri dan kanan terdapat terminal, kontak
normally open (no) dan normally close (nc) berfungsi sebagai terminal wiring yang
dihubungkan dengan alat listrik lainnya, mempunyai kapasitas beban sekitar 5 A.
Gambar 2. 4. push button
2.3.2.1
Limit Switch
Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang
berfungsi menggantikan tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar Push
ON yaitu hanya akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan
tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat saat katup tidak ditekan. Limit
switch termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan
perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut. Penerapan
dari limit switch adalah sebagai sensor posisi suatu benda (objek) yang bergerak.
Limit switch umumnya digunakan untuk : Memutuskan dan menghubungkan
rangkaian menggunakan objek atau benda lain. Menghidupkan daya yang besar,
dengan sarana yang kecil. Sebagai sensor posisi atau kondisi suatu objek. Prinsip
kerja limit switch diaktifkan dengan penekanan pada tombolnya pada batas/daerah
yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan atau penghubungan
rangkaian dari rangkaian tersebut. Limit switch memiliki 2 kontak yaitu NO
(Normally Open) dan kontak NC (Normally Close) dimana salah satu kontak akan
aktif jika tombolnya tertekan. Konstruksi dan simbol limit switch dapat dilihat
seperti gambar di bawah.
Gambar 2. 5.Limit switch
2.3.3
Motor Listrik
Motor listrik termasuk kedalam kategori mesin listrik dinamis dan merupakan
sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi
mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller pompa,
fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll di industri dan
digunakan juga pada peralatan listrik rumah tangga (seperti: mixer, bor listrik,kipas
angin).Dalam memahami sebuah motor listrik, penting untuk mengerti apa yang
dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/torsi
sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan
kedalam tiga kelompok:
Beban torsi konstan, adalah beban dimana permintaan keluaran energinya
bervariasi dengan kecepatan operasinya, namun torsi nya tidak bervariasi
Beban dengan torsi variabel, adalah beban dengan torsi yang bervariasi dengan
kecepatan operasi.
Beban dengan energi konstan, adalah beban dengan permintaan torsi yang
berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan
2.3.3.1
Motor DC
Motor DC/arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang
tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus
dimana diperlukan penyalaan torsi yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk
kisaran kecepatan yang luas.sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama ;
1. Kutub medan
2. Dinamo
3. Kommutator
Keuntungan utama motor DC adalah kecepatannya mudah dikendalikan dan
tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor DC ini dapat dikendalikan dengan
mengatur rpm nya. Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya
pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah,
penggunaan daya rendah hingga sedang, seperti peralatan mesin dan rolling mills,
sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran
yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang
bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga
relatif mahal dibanding motor AC.
Gambar 2. 6. Motor DC
Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan
untuk diubah menjadi energi mekanik. Bagian utama motor DC adalah statos dan
rotor dimana kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak
berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Bentuk motor
paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara
kutub-kutub magnet permanen. Catu tegangan dc dari baterai menuju ke lilitan
melalui sikat yang menyentuh komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua
ujung lilitan. Kumparan satu lilitan pada gambar di atas disebut angker dinamo.
Angker dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar di antara medan
magnet.
2.3.4
Mikrokontroler arduino uno
Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit yaitu semua instruksi
dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus
clock. Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi empat kelas, yaitu keluarga
ATtiny, AT90Sxx, ATmega, dan AT86RFxx dan sering digunakan pada pembuatan
alat dengan sistem embedded.ATmega328 merupakan bagian dari keluarga ATmega,
yang mempunyai fasilitas yang lengkap.Atmega328 ini dianggap penulis akan dapat
dimaksimalkan dalam pembuatan program dan pengontrolan motor.
ArduinoUno adalah board berbasis mikrokontroler pada ATmega328 .Board ini
memiliki 14 digital input / output pin (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai output
PWM), 6 input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack listrik tombol
reset. Pin-pin ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler,
hanya terhubung ke komputer dengan kabel USB atau sumber tegangan bisa didapat
dari adaptor AC to DC atau baterai untuk menggunakannya.
Gambar 2. 7. ilustrasi board arduino uno
Board Arduino Uno memiliki fitur-fitur baru sebagai berikut :
1. 1,0 pinout: tambah SDA dan SCL pin yang dekat ke pin aref dan dua pin baru
lainnya ditempatkan dekat pin RESET, dengan IO REF yang memungkinkan sebagai
buffer untuk beradaptasi dengan tegangan yang disediakan dari board sistem.
Pengembangannya,
sistem
akan
lebih
kompatibel
dengan
Prosesor
yang
menggunakan AVR, yang beroperasi dengan 5V dan dengan Arduino yang beroperasi
dengan 3.3V. Kedua adalah pin tidak terhubung, yang disediakan untuk tujuan
pengembangannya.
2. Tombol reset
Tabel II. 1 Deskripsi arduino
Mikrokontroller
ATmega328
Tegangan kerja
5V
Tegangan masukan (rekomendasi)
7-12V
Tegangan masukan (batas)
6-20V
I/O
14 pin (6pin untuk PWM)
Arus kerja
50ma
Flash Memory
32KB
Bootloader
SRAM 2KB
EEPROM
1KB
Kecepatan kerja
16Mhz
2.3.4.1
Perangkat I/O
Masing-masing dari 14 pin digital di Uno dapat digunakan sebagai input atau
output, menggunakan fungsi pinMode, digitalWrite, dandigitalRead. Tegangan
operasi sebesar 5 voltuntuk nilai High(1)dan 0 volt untuk nilai Low(0). Setiap pin
dapat memberikan atau menerima maksimum 40 mA dan memiliki internal resistor
pull-up (yang terputus secara default) sebesar 20-50 kOhms. Selain itu, beberapa pin
memiliki fungsi-fungsi khusus sebagai berikut
1. Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan
(TX) TTL data serial. Pin ini terhubung ke pin yang sesuai dari ATmega8U2 USB-toSerial TTL.
2. Eksternal Interupt. Pin 2 dan 3 dapat dikonfigurasi untuk memicu fungsi
interruptyang dapat diatur pengkondisiannya.
3. PWM. Pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11.Dapat digunakan sebagai keluaran 8-bit PWM
menggunakan fungsi analogWrite.
4.
SPI.Pin 10 (SS), pin 11 (MOSI), pin 12 (MISO), pin 13 (SCK). Pin-pin ini
mendukung komunikasi SPI, yangmeskipun disediakan oleh hardware, saat ini tidak
termasuk dalam bahasa Arduino.
5. LED: Pin 13. Terdapat LED yang disediakan dan terhubung ke pin digital
13.LED menyala jika pin 13 bernilai High, dan LED mati jika pin bernilai LOW.
Arduino Uno memiliki 6 masukan analog, yang masing-masing memiliki resolusi
10 bit (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Tegangan default pengukuran dari 0 sampai 5
volt, dapat pula diatur untuk jangkauan pengukuran menggunakan pin AREF dan
fungsi analog Reference (). Selain itu, beberapa pin memiliki spesialisasifungsi:
1. I2C: 4 (SDA) dan 5 (SCL). Dukungan komunikasi I2C (TWI) menggunakan wire
library.Ada beberapa pin lainnya pada board:· AREF. Tegangan referensi untuk
input analog. Digunakan dengan analogReference.· Reset. Bawa garis LOW ini untuk
me-reset mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset
untuk melindungi yang diblok pada board.
2. Tombol RESET
2.3.4.2
Catu daya
Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya
eksternal. Sumber listrik dipilih secara otomatis. Eksternal (non-USB) daya dapat
datang baik dari AC to DC adaptor atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan
dengan cara menghubungkan Jack2.1mm ke dalam board colokan listrik. Lead dari
baterai dapat dimasukkan ke dalam header pin Gnd dan Vin dari konektor Power.
Board dapat beroperasi pada pasokan daya dari 6 - 20 volt. Jika diberikan tegangan
kurang dari 7V, pin 5V akan menyuplai tegangan kurang dari 5 volt dan board
mungkin tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12V, regulator tegangan bisa
panas dan merusak board. Rentang yang dianjurkan adalah 7 - 12 volt.
Pin catu daya adalah sebagai berikut:
1. Pin VIN. Tegangan input ke board Arduino ketika menggunakan sumber daya
eksternal (sebagai lawan dari 5 volt dari koneksi USB atau sumber daya lainnya
diatur). Dapat menyediakan tegangan melalui pin ini, atau, jika memasok tegangan
melalui colokan listrik, mengaksesnya melalui pin ini.
2. Pin 5V. Catu daya diatur digunakan untuk daya mikrokontroler dan komponen
lainnya di board. Hal ini dapat terjadi baik dari VIN melalui regulator onboard, atau
diberikan oleh USB .
3. Pin 3,3 volt pasokan yang dihasilkan oleh regulator on-board. Arus maksimum
yang digunakan sebesar 50 mA.
4. GND
2.3.4.3
Memory
ATmega328 memiliki kapasitas memori 32 KB dan digunakan sebesar 0,5 KB
untuk loading file.
2.3.4.4
Komunikasi
Arduino Uno memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer,
Arduino lain, atau mikrokontroler lain. ATmega328 ini menyediakan UART TTL
(5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah
ATmega16U2 pada saluran board ini komunikasi serial melalui USB dan muncul
sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware Arduino
menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang
dibutuhkan. Namun, pada Windows, file. Inf diperlukan. Perangkat lunak Arduino
termasuk monitor serial yang memungkinkan data sederhana yang akan dikirim ke
board Arduino. RX dan TX LED di board akan berkedip ketika data sedang dikirim
melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer. ATmega328 ini juga
mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Fungsi ini digunakan untuk melakukan
komunikasi inteface pada sistem.
2.3.4.5
Programing
Bahasa yang digunakan pada pemograman mikrokontrolernya adalah bahasa
arduino,dimana bahasa arduino ini adalah single board microntroller (mikrokontroler
dalam satu papan rangkaian) yang bersifat open source Merupakan turunan dari
platform Wiring dan dirancang agar pembuatan proyek mikrokontroler menjadi lebih
mudah dilakukan oleh semua kalangan. Sistem Arduino adalah berupa hardware
menggunakan chip Atmel AVR, software yang berupa bahasa pemrograman standar
C, serta bootloader yang dipasang pada chip utama.
Arduino Uno dapat diprogram dengan perangkat lunak Arduino.pertama pilih
Arduino Uno dari Tool lalu sesuaikan dengan mikrokontroler yang digunakan.
ATmega328 pada Uno Arduino memiliki bootloader yang memungkinkan Anda
untuk meng-upload program baru tanpa menggunakan downloader eksternal.
Komunikasi menggunakan protokol dari bahas C. Sistem dapat menggunakan
perangkat lunak FLIP Atmel (Windows) atau programmer DFU (Mac OS X dan
Linux) untuk memuat firmware baru. Atau Anda dapat menggunakan header ISP
dengan programmer eksternal.
2.4 Perangkat Lunak Arduino
Perangkat lunak Arduino yang akan digunakan adalah driver dan IDE,. IDE Arduino
adalah perangkat yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan Java. IDE
Arduino terdiri dari:
1. Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan
mengedit program dalam bahasa Processing.
2. Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing)
menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah mikrokontroler tidak akan bisa memahami
bahasa Processing. Yang bisa dipahami oleh mikrokontroler adalah kode biner. Itulah
sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini.
3. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam
memory di dalam papan Arduino.
Sebuah kode program Arduino umumnya disebut dengan istilah sketch. Kata
“sketch” digunakan secara bergantian dengan “kode program” dimana keduanya
memiliki arti yang sama.
Lingkungan open-source Arduino memudahkan untuk menulis kode dan mengupload ke board Arduino. Ini berjalan
pada Windows, Mac OS X, dan Linux.
Berdasarkan Pengolahan, avr-gcc, dan perangkat lunak sumber terbuka lainnya
Berikut merupakan tampilan perangkat lunak IDE arduino,
Gambar 2. 8. perangkat lunak IDE arduino
Berikut ini adalah contoh tampilan IDE Arduino dengan sebuah sketch yang sedang
diedit,
Gambar 2. 9 Contoh penggalan program
2.4.1
Struktur Arduino
Struktur bahasa pemograman Arduino hanya terdiri dari dua bagian ;
Void setup()
{
// Statement
pada struktur program statement hanya di eksekusi satu kali
}
Void loop()
{
pada struktur ini program akan di eksekusi terus menerus sampai
menemukan tujuan program.
// Statement
}
2.4.1.1
Void Setup()
Fungsi setup() hanya dipanggil satu kali ketika program pertama kali di jalankan.
Ini digunakan untuk mendifinisikan mode pin atu memulai komunikasi serial. Fungsi
setup() harus di ikut sertakan dalam program walaupun tidak ada statement yang di
jalankan.
void setup()
{
pinMode(3,OUTPUT);// men-set “pin” 3 sebagai Output
pinMode(6, INPUT); // men-set pin 6 sebagai Input
Serial.begin(9600);
}
pinMode() = berfungsi untuk mengatur fungsi sebuah pin sebagai
INPUT atau OUTPUT.
Serial.begin(9600) = digunakan untuk mengaktifkan fitur UART dan
menginisialisasinya.
2.4.1.2
Void Loop()
Setelah melakukan fungsi setup() maka secara langsung akanmelakukan fungsi
loop() secara berurutan dan melakukan instruksi-instruksiyang ada dalam fungsi
loop().
void setup()
{
pinMode(3,OUTPUT);// men-set “pin” 3 sebagai Output
pinMode(6, INPUT); // men-set pin 6 sebagai Input
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
If (digitalRead(6)==HIGH)// membaca input digital pin 6
{
xstart = millis(); //aktifkan timer
digitalWrite (3, HIGH); // nyalakan pin 3
delay(1000); // pause selama 1 detik
digitalWrite(3, LOW); // matikan pin 3
}
}
Berikut ini adalah elemen bahasa C yang dibutuhkan untuk format penulisan.
//(komentar satu baris)
Kadang diperlukan untuk memberi catatan pada diri sendiri apa
arti dari kode-kode yang dituliskan. Cukup menuliskan dua buah garis miring dan
apapun yang kita ketikkan dibelakangnya akan diabaikan oleh program.
/* */(komentar banyak baris)
Jika anda punya banyak catatan, maka hal itu dapat dituliskan pada
beberapa baris sebagai komentar. Semua hal yang terletak di antara dua simbol
tersebut akan diabaikan oleh program.
{ }(kurung kurawal)
Digunakan untuk mendefinisikan kapan blok program mulai dan
berakhir (digunakan juga pada fungsi dan pengulangan).
;(titik koma)
Setiap baris kode harus diakhiri dengan tanda titik koma (jika ada
titik koma yang hilang maka program tidak akan bisa dijalankan).
Program sangat tergantung pada pengaturan apa yang akan dijalankan
berikutnya, berikut ini adalah elemen dasar pengaturan (banyak lagi yang lain dan
bisa dicari di internet).
if..else, dengan format seperti berikut ini:
if (kondisi) { }
else if (kondisi) { }
else { }
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–.
2.4.2
Otomatis software reset
Tombol reset Arduino Uno dirancang untuk menjalankan program yang
tersimpan didalam mikrokontroller dari awal. Tombol reset terhubung ke Atmega328
melalui kapasitor 100nf. Setelah tombol reset ditekan cukup lama untuk me-reset
chip, software IDE Arduino dapat juga berfungsi untuk meng-upload program dengan
hanya menekan tombol upload di software IDE Arduino.
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
3.1
Perancangan Perangkat Keras
3.1.1
Blok Diagram Sistem
Pada Perancangan tugas akhir ini terdapat blok diagram yang akan di rancang
berikut blok diagram secara keseluruhan ;
Gambar 3. 1. Blok Diagram Sistem Keseluruhan
Pada bagian input terdapat beberapa sensor yang dimana tahap ini sensor-sensor
yang dipasang pada bagian-bagian sisi dan atap mobil akan mendeteksi keadaan cuaca
sekitar kendaraan seperti contoh sensor hujan yang diletakan pada bagian atap depan
mobil truk, dimana ketika ada turunnya hujan sensor ini akan mengirimkan informasi
pada mikrokontroler. Dimana informasi yang telah di dikirimkan akan diproses pada
mikrokontroler dengan menggunakan algoritma arduino.
Gambar 3. 2. Blokdiagram input sensor
Setelah semua data yang dikirim masing-masing sensor telah terkumpul maka
data tersebut akan diolah mikrokontroler menjadi sebuah perintah menggerakan motor
untuk menarik tirai sampai semua bak tertutup.untuk mendeteksi ujung dari bak mobil
tersebut penulis menggunakan limit switch sebagai batas penutup bak. Ketika tirai telah
menutup seluruh bagian mobil maka akan limit switch akan mengirimkan informasi pada
mikrokontroler sehingga motor dapat berhenti menutup tirai.
3.1.2
Rangkaian Input
3.1.2.1 Rangkaian Sensor hujan
Sensor hujan bisa juga disebut sensor air ,fungsi dari sensor ini adalah
mendeteksi adanya air .sensor ini menggunakan panel sebagai detector atau pendeteksi
airnya.Cara kerja dari sensor hujan ini pada saat air hujan mengenai panel sensor, maka
akan terjadi proses elektrolisasi oleh air hujan tersebut karena air hujan termasuk kedalam
cairan elektrolit yaitu cairan yang dapat menghantarkan arus listrik,meskipun sangat kecil
dan proses ini akan menyebabkan keadaan aktif yang akan mengaktifkan relay.
Gambar 3. 3. Skematik sensor hujan
3.1.2.2 Rangkaian Sensor suhu LM35
LM35
adalah
komponen
sensor
suhu
berukuran
kecil
seperti
transistor(TO92).Sensor suhu ini mampu mengukur suhu sari 0 derajat sampai 100
derajat celcius. Pemilihan sensor ini didasarkan karena LM35 memiliki tegangan
keluaran yang terskala linear dengan suhu terukur ,yakni 10mv per 1 derajat celcius,
Maka komponen ini sangat cocok untuk digunakan sebagai aplikasi-aplikasi seperti
thermometer ruangan, atau thermometer badan digital. LM35 dapat disuplai dengan
tegangan mulai 4V-30V DC dengan arus penggunaan 60 mikroampere.
Rangkaian LM35 ini sangat sederhana dan praktis. Vout
adalah tegangan
keluaran sensor yang terskala linear terhadap suhu terukur. Tegangan keluaran (Vout) ini
bisa langsung diumpankan sebagai masukan pin Analog-to-Digital Converter pada
ATmega 328.Pengolahan data dari hasil keluaran sensor dinilai mudah karena hanya
membutuhkan program pengambilan nilai ADC jika dibandingkan dengan sensor suhu
yang sebelumnya penulis pakai yaitu DS1620 yang memiliki karakteristik mirip seperti
LM35.
Gambar 3. 4 rangkaian LM35
3.1.2.3 Rangkaian Sensor Cahaya LDR
LDR adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan resistansi yang
besarnya tergantung pada cahaya. Resistansi LDR akan berubah seiring dengan
perubahan intensitas cahaya yang mengenainya atau yang ada disekitarnya. Dalam
keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1KΩ atau
kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti kadmium sulfida. Dengan bahan
ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau
arus listrik meningkat yang artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan.
Gambar 3. 5 rangkaian sensor cahaya
3.1.2.4 Limit Switch
Limit Switch merupakan sebuah komponen jenis saklar yang dilengkapi dengan
katup yang berfungsi menggantikan tombol.sensor ini bekerja dengan cara bersentuhan
dengan objek yang diukur. Limit switch dapat difungsikan sebagai normally open atau
normally close, kondisi awal rangkaian dalam keadaan terhubung ,sehingga ketika saklar
tersebut ditekan membuat rangkaian terputus. Disini limit switch diletakan pada 2 posisi
yaitu di kedua ujung rantai yang ketika telah ditekan akan menginformasikan untuk
menghentikan pergerakan motor. Limit switch memberikan tegangan 5 volt DC (logika
‘1’) dan 0 volt DC (logika’0’).
Gambar 3. 6. Rangkaian Limit Switch
3.1.3
Mikrokontroler ATmega328 (arduino)
Mikrokontroler yang digunakan dalam sistem ini adalah mikrokontroler dengan
jenis AVR Seri ATmega3288.mikrokontroler ini mempunyai 16 port(A,B,C,D) yang bisa
dijadikan port/pin input dan output.pemilihan atmega ini dikira akan memaksimalkan
pembuatan alat yaitu sebagai pengolah data.
Gambar 3. 7. Rangkaian minimum Arduino uno
Mikrokontroler ini akan mengolah data yang di dapatkan dari sensor-sensor
seperti sensor cahaya ,sensor suhu, sensor cahaya dan limit switch. Data-data yang telah
didapat dari sensor akan di proses menggunakan bahasa tingkat tinggi arduino untuk
menyimpulkan apakah data yang telah masuk menunjukan terjadi turun hujan atau tidak.
Apabila data yg telah masuk menunjukan terjadinya hujan maka mikrokontroler akan
mengirim perintah untuk menggerakan motor.
Gambar 3. 8.Papan Arduino uno
Konfigurasi pin arduino sebagai berikut ;
Tabel III. 1 Pengaturan pin arduino
Pin
Deskripsi
Jenis
Pin
Deskripsi
Jenis
0
Rx
-
7
SwitchBuka-tutup manual
Input
1
Tx
-
8
Switch Batas Buka Tirai
Input
2
-
-
9
Switch Batas Tutup Tirai
Input
3
-
-
10
Input Motor-2 Kiri
Output
4
-
-
11
Input Motor-2 Kanan
Output
5
PWM enable Motor
Output
12
Input Motor-1 Kiri
Output
-
13
Input Motor-1 Kanan
Output
DC -2
6
-
Tabel III. 2 Tabel pengaturan pin analog Arduino
Pin
Deskripsi
Jenis
A0
Analog input Sensor Basah
Input
A1
Analog Input Sensor Cahaya
Input
A2
Analog Input Sensor Suhu
Input
A3
-
-
A4
-
-
A5
-
-
Tabel konfigurasi pin arduino dan tabel pengaturan pin analog arduino (III.1 dan
III.2)merupakan konfigurasi pemakaian I/O pada mikrokontroler ATmega328 pada
modul alat. Tabel ini akan digunakan untuk mempermudah pembuatan program pada
modul alat.
3.1.4
Driver motor
Motor DC tidak dapat dikendalikan secara langsung oleh mikrokontroler, karena
kebutuhan arus listrik yang besar pada motor DC sedangkan arus keluaran pada mikro
sangat kecil. Driver motor merupakan pilihan alternatif yang harus digunakan untuk
mengendalikan motor DC pada mekanik penarik tirai. Ada beberapa driver motor yang
sering digunakan pada aplikasi aplikasi mekanik, yaitu menggunakan rangkaian H-Bridge
transistor, H-Bridge MOSFET, dan IC driver motor. Pada alat yang akan dirancang driver
motor yang digunakan adalah Driver motor EMS 2 A dual H-bridge
Embedded Module Series (EMS) 2 A Dual H-Bridge merupakan modul HBridge yang didesain untuk menggerakkan 2 buah beban dengan arus kontinyu sampai
dengan 2 A pada tegangan 4,8 sampai 46 Volt dengan berbasis IC L298.IC L298 adalah
dual solid state H-bridge dalam satu IC yang tersediadalam 2 macam kemasan., yaitu
multiwatt 15dan power SO20.IC L298 menerima input dalam level tegangan TTL dan
biasa digunakanuntuk menggerakkan beban induktif sepertirelay, solenoide, dan motor
listrik. Sebuah input enable untuk masing-masing H-bridgeberfungsi menyalakan atau
mematikan masing-masingH-bridge Input pada modul ini kompatibel denganlevel
tegangan TTL maupun CMOS . Tiap H-Bridge dilengkapi dengan sensor arus beban
yang dapat digunakan sebagai umpan balik ke pengendali. Modul ini mampu
menggerakkan beban-beban induktif seperti misalnya relay, solenoide, motor DC , motor
stepper, dan berbagai macam beban lainnya. Modul ini memiliki jalur catu daya input
(VCC) terpisah dari jalur catu daya untuk beban (VMot) dan dilengkapi dengan diode
eksternal untuk pengaman beban induktif. Skematik driver dapat dilihat pada gambar
dibawah;
Gambar 2. 1 Driver motor
.
Modul H-Bridge memiliki 2 buah header(Interface Header 1dan nterface Header 2)dan 1
set konektor ( Power & Motor Con).Koneksi modul H-bridge untuk 2 buah motor
penggerak utama dapat dilihat pada Gambar berikut ;
Gambar 3. 9 Koneksi H-Bridge untuk 2 motor
3.2
Perancangan perangkat lunak
3.2.1
Arduino software
Tugas dari Arduino Software adalah menghasilkan sebuah file berformat hex
yang akan di-download pada papan arduino atau papan sistem mikrokontroler lainnya. Ini
mirip dengan Microsoft Visual Studio, Eclipse IDE, atau Netbeans. Lebih mirip lagi
adalah IDE semacam Code::Blocks, CodeLite atau Anjuta yang mempermudah untuk
menghasilkan file program. Bedanya kesemua IDE tersebut menghasilkan program dari
kode bahasa C (dengan GNU GCC) sedangkan Arduino Software (Arduino IDE)
menghasilkan file hex dari baris kode yang dinamakan sketch.
Gambar 3. 10. Arduino software
Pada gambar 3.9 merupakan tampilan pada perangkat lunak arduino yang akan di
aplikasikan pada alat yang akan dirancang.
3.2.2
Algoritma Alat
Algoritma alat merupakan alur kerja dari alat seluruh modul,Berikut adalah
sebuah diagram alur (flowchart)dari algoritma dari alat yang akan dibuat,
Gambar 3.10 Flowchart algoritma alat
Tabel IV. 1 penjelasan flowchart
Flowchart
Deskrisi
Start
Memulai menyalakan alat
Pengaturan awal
Bisa di sebut Inisialisasi awal alat dimana
kondisi alat sedang memuat setiap bagian
alat
Tunggu data masukan
Kondisi mikroprosesor sedang menunggu
kondisi input dari tiap sensor dan switch
Ambil data sensor dan ambil data saklar
Yaitu mengambil data yang telah peroleh
buka-tutup
sensor
Data 10
Pemeriksaan kondisi apakah data telah
mencapai data ke 10
Basah,gelap,suhu