1. Tujuan Perancangan [Kembali]
2. Komponen [Kembali]
3. Dasar Teori [Kembali]
A. A. PWM (Pulse Width Modulation)
PWM adalah sebuah cara atau metode
yang digunakan dengan tujuan untuk memanipulasi tebal sinyal dengan nilai
amplitudo dan frekuensi yang tetap. PWM memiliki cara kerja yang berbanding terbalik
dengan ADC (Analog Digital Converter). Jika ADC
berfungsi untuk mengkonversikan sinyal analog ke digital, PWM ini melakukan
fungsi sebaliknya. Yaitu untuk menghasilkan sinyal analog dari perangkat
digital.
Contoh pengaplikasian PWM
diterapkan pada beberapa situasi. Seperti digunakan untuk memodulasi data
telekomunikasi, digunakan untuk kontrol daya, audio effect dan lain sebagainya.
Fungsi PWM adalah sebagai metode yang sering digunakan untuk mengontrol daya. Selain sebagai pengatur daya, PWM juga berfungsi
sebagai pengatur gerak dalam sebuah perangkat elektronika.
Sesuai namanya, yakni Pulse
Width Modulation maka dalam sistemnya PWM digunakan untuk mengubah
lebar pulsa. Hal ini karena pada umumnya, sinyal PWM memiliki frekuensi dasar
dan juga amplitudo yang terbilang tetap. Dalam perhitungannya, lebar pulsa
dalam PWM dibuat berbanding lurus dengan amplitudo. Artinya disini, sinyal PWM
memiliki frekuensi gelombang yang tetap. Namun tetap saja memiliki nilai dutycycle
yang berbeda, yaitu dengan digit nilai antara 0 sampai dengan 100%.
Metode PWM memang dibuat dengan tujuan untuk mendapatkan
sinyal analog dari piranti digital. Untuk membangkitkan sinyal analog pada PWM,
Anda dapat melakukan berbagai cara. Salah satunya dengan memanfaatkan metode
analog dan digital
Ketika menggunakan metode analog, perubahan PWM terjadi
dengan sangat halus. Namun ketika Anda menggunakan metode digital, maka
perubahan pada PWM akan di pengaruhi oleh resolusi dari alat itu sendiri. Untuk
menghitung resolusinya dari PWM, Anda dapat menggunakan rumus sederhana. Misalnya
sebuah PWM yang memiliki resolusi 8 bit, maka nilai PWM tersebut memiliki
perubahan variasi sebanyak 0 sampai dengan 225. Nilai ini mewakili dutycycle yang
dikeluarkan oleh PWM tersebut. Yang mana PWM memiliki nilai antara 0 sampai
dengan 100 %.
B. B. ADC (Analog to Digital Converter)
ADC
atau Analog to Digital Converter merupakan salah satu perangkat elektronika
yang digunakan sebagai penghubung dalam pemrosesan sinyal analog oleh sistem
digital. Fungsi utama dari fitur ini adalah mengubah sinyal masukan yang masih
dalam bentuk sinyal analog menjadi sinyal digital dengan bentuk kode-kode
digital. Ada 2 faktor yang perlu diperhatikan pada proses kerja ADC yaitu
kecepatan sampling dan resolusi. Kecepatan sampling menyatakan seberapa sering
perangkat mampu mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk sinyal digital dalam
selang waktu yang tertentu. Biasa dinyatakan dalam sample per second (SPS).
Sementara Resolusi menyatakan tingkat ketelitian yang dimilliki. Pada Arduino,
resolusi yang dimiliki adalah 10 bit atau rentang nilai digital antara 0 -
1023. Dan pada Arduino tegangan referensi yang digunakan adalah 5 volt, hal ini
berarti ADC pada Arduino mampu menangani sinyal analog dengan tegangan 0 - 5
volt. Pada Arduino, menggunakan pin analog input yang diawali dengan kode A(
A0- A5 padaArduino Uno). Fungsi untuk mengambil data sinyal input analog
menggunakan analogRead(pin);
C. C. Mikrokontroler
Mikrokontroler
adalah suatu chip berupa IC (Integrated Circuit) yang dapat menerima sinyal
input, mengolahnya dan memberikan sinyal output sesuai dengan program yang
diisikan ke dalamnya. Sinyal input mikrokontroler berasal dari sensor yang
merupakan informasi dari lingkungan sedangkan sinyal output ditujukan kepada
aktuator yang dapat memberikan efek ke lingkungan. Jadi secara sederhana
mikrokontroler dapat diibaratkan sebagai otak dari suatu perangkat/produk yang
mempu berinteraksi dengan lingkungan sekitarnya. Mikrokontroler pada dasarnya
adalah komputer dalam satu chip, yang di dalamnya terdapat mikroprosesor,
memori, jalur Input/Output (I/O) dan perangkat pelengkap lainnya. Kecepatan
pengolahan data pada mikrokontroler lebih rendah jika dibandingkan dengan PC.
Pada PC kecepatan mikroprosesor yang digunakan saat ini telah mencapai orde
GHz, sedangkan kecepatan operasi mikrokontroler pada umumnya berkisar antara 1
– 16 MHz. Begitu juga kapasitas RAM dan ROM pada PC yang bisa mencapai orde
Gbyte, dibandingkan dengan mikrokontroler yang hanya berkisar pada orde
byte/Kbyte.
Meskipun
kecepatan pengolahan data dan kapasitas memori pada mikrokontroler jauh lebih
kecil jika dibandingkan dengan komputer personal, namun kemampuan
mikrokontroler sudah cukup untuk dapat digunakan pada banyak aplikasi terutama
karena ukurannya yang kompak. Mikrokontroler sering digunakan pada sistem yang
tidak terlalu kompleks dan tidak memerlukan kemampuan komputasi yang tinggi.
D. Komunikasi
Kegunaan
dasar dari sistem komunikasi adalah menjalankan pertukaran data antara dua
pihak. Pada gambar dibawah ini merupakan suatu model komunikasi yang sederhana
yaitu komunikasi dua arah. Pada mikrokontroler ada beberapa komunikasi yaitu:
-
UART (Universal Asynchronous
Receiver-Transmitter) adalah bagian perangkat keras komputer yang menerjemahkan
antara bit-bit paralel data dan bit-bit serial. UART biasanya berupa sirkuit
terintegrasi yang digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau port
serial perangkat peripheral.
Cara kerja komunikasi
UART:
Data dikirimkan secara
paralel dari data bus ke UART1. Pada UART1 ditambahkan start bit, parity bit,
dan stop bit kemudian dimuat dalam satu paket data. Paket data ditransmisikan
secara serial dari Tx UART1 ke Rx UART2. UART2 mengkonversikan data dan
menghapus bit tambahan, kemudia di transfer secara parallel ke data bus
penerima
-
Serial Peripheral Interface ( SPI )
merupakan salah satu mode komunikasi serial synchrounous kecepatan tinggi yang
dimiliki oleh ATmega 328. Komunikasi SPI membutuhkan 3 jalur yaituMOSI, MISO,
dan SCK. Melalui komunikasi ini data dapat saling dikirimkan baik antara
mikrokontroller maupun antara mikrokontroller dengan peripheral lain di luar
mikrokontroler.
MOSI : Master Output
Slave Input Artinya jika dikonfigurasi sebagai master maka pin MOSI sebagai
output tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin MOSI sebagai input.
MISO : Master Input Slave
Output Artinya jika dikonfigurasi sebagai master maka pin MISO sebagai input
tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin MISO sebagai output. cdaf
SCLK : Clock Jika
dikonfigurasi sebagai master maka pin CLK berlaku sebagai output tetapi jika
dikonfigurasi sebagai slave maka pin CLK berlaku sebagai input. SS/CS : Slave
Select/ Chip Select adalah jalur master memilih slave mana yang akan dikirimkan
data.
Sinyal clock dialirkan
dari master ke slave yang berfungsi untuk sinkronisasi. Master dapat memilih
slave mana yang akan dikirimkan data melalui slave select, kemudian data
dikirimkan dari master ke slave melalui MOSI. Jika master butuh respon data
maka slave akan mentransfer data ke master melalui MISO.
-
Inter Integrated Circuit atau sering
disebut I2C adalah standar komunikasi serial dua arahmenggunakan dua saluran
yang didisain khusus untuk mengirim maupun menerima data. Sistem I2C terdiri
dari saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data) yang membawa informasi
data antara I2C dengan pengontrolnya.
Pada I2C, data ditransfer
dalam bentuk message yang terdiri dari kondisi start, Address Frame, R/W bit,
ACK/NACK bit, Data Frame 1, Data Frame 2, dan kondisi Stop. Kondisi start
dimana saat pada SDA beralih dari logika high ke low sebelum SCL.Kondisi stop
dimana saat pada SDA beralih dari logika low ke high sebelum SCL. R/W bit
berfungsi untuk menentukan apakah master mengirim data ke slave atau meminta
data dari slave. (logika 0 = mengirim data ke slave, logika 1 = meminta data
dari slave) ACK/NACK bit berfungsi sebagai pemberi kabar jika data frame
ataupun address frame telah diterima
receiver.
E. Sensor-Sensor
1) Sensor Ultrasonik
Fungsi dasar dari ultrasonik adalah mengubah
listrik menjadi mekanik yang mampu memproduksi bunyi dengan frekuensi gelombang yang sudah ditentukan.
Dalam
bidang kesehatan, gelombang
ultrasonik bisa digunakan untuk melihat
organ-organ dalam tubuh manusia seperti
untuk mendeteksi tumor, liver, otak dan
menghancurkan batu ginjal. Gelombang ultrasonik juga dimanfaatkan pada alat USG (ultrasonografi) yang biasa digunakan oleh dokter kandungan.
Dalam
bidang industri, gelombang
ultrasonik digunakan untuk mendeteksi keretakan
pada logam, meratakan
campuran besi dan timah, meratakan
campuran susu agar homogen, mensterilkan makanan yang diawetkan
dalam kaleng, dan membersihkan benda benda yang sangat halus. Gelombang ultrasonik juga bisa digunakan
untuk mendeteksi keberadaan
mineral maupun minyak bumi yang tersimpan
di dalam perut
bumi.
Dalam
bidang pertahanan, gelombang
ultrasonik digunakan sebagai radar atau
navigasi, di darat maupun di dalam air.
Gelombang ultrasonik digunakan
oleh kapal pemburu
untuk mengetahui keberadaan kapal selam, dipasang
pada kapal selam untuk mengetahui keberadaan kapal yang berada di atas permukaan
air, mengukur kedalaman palung laut, mendeteksi ranjau, dan menentukan
puosisi sekelompok ikan.
-
Spesifikasi
Berikut
ini adalah spesifikasi dari sensor ultrasonik :
>
Tegangan : 5 VDC
>
Arus : 15 mA
>
Frekuensi Kerja :
40 KHz
>
Jarak Minimum
: 2 cm
>
Jarak Maksimum
: 400 cm (4 meter)
>
Sudut Pengukuran : 15 Derajat
>
Input Sinyal
Trigger : 10uS pulsa TTL
>
Output Sinyal
Echo : Sinyal level
TTL
>
Dimensi : 45mm x 20
mm x 15 mm
-
Cara kerja
Cara kerja sensor ultrasonik
adalah sebagai berikut :
·
Sinyal dipancarkan oleh pemancar
ultrasonik dengan frekuensi tertentu dan dengan durasi waktu tertentu. Sinyal
tersebut berfrekuensi diatas 20kHz. Untuk mengukur jarak benda (sensor jarak),
frekuensi yang umum digunakan adalah 40kHz.
·
Sinyal yang dipancarkan akan
merambat sebagai gelombang bunyi dengan kecepatan sekitar 340 m/s. Ketika
menumbuk suatu benda, maka sinyal tersebut akan dipantulkan oleh benda
tersebut.
·
Setelah gelombang pantulan sampai
di alat penerima, maka sinyal tersebut akan diproses untuk menghitung jarak
benda tersebut. Jarak benda dihitung berdasarkan rumus :
S = 340.t/3
dimana S merupakan jarak antara
sensor ultrasonik dengan benda (bidang pantul), dan t adalah selisih antara
waktu pemancaran gelombang oleh transmitter dan waktu ketika gelombang pantul
diterima receiver.
2)
Sensor Touch
Aplikasi Sensor Sentuh dapat dengan mudah diproduksi
dengan desain yang menarik dan dalam investasi yang lebih sedikit.
Oleh karena itu
ini banyak disukai di ponsel, iPod, berbagai aplikasi industri dan otomotif.
Dalam pengukuran jarak, tekanan, dll. sensor ini digunakan. Dibutuhkan sejumlah
kekuatan untuk mulai beroperasi. Jadi, sensor jenis ini digunakan di keypad
alat musik, touchpad yang resistif, dll.
Aplikasi sensor sentuh yang paling umum dapat dilihat di keran air
sehingga dengan satu sentuhan, aliran air yang mengalir dapat dikontrol. Sensor
ini juga digunakan dalam otomatisasi rumah menggunakan proyek Arduino atau
Raspberry pi.
-
Spesifikasi
> Konsumsi daya sangat sedikit
> Tegangan: 2-5.5V DC (optimal 3v)
> Dapat menggantikan fungsi tombol
saklar
> Dilengkapi 4 buah lubang baut M2
> Ukuran: 24x24x7.2mm
> Output high VOH: 0.8VCC (typical)
> Output low VOL: 0.3VCC (max)
> Arus Output Pin Sink (@ VCC 3V, VOL
0.6V): 8mA
> Arus Output pin pull-up (@ VCC=3V, VOH=2.4V): 4mA
> Waktu respon (low power mode): max
220ms
> Waktu respon (touch mode): max 60ms
-
Cara Kerja
•
Ketika ada sentuhan tangan manusia yang
mengenai sensor dari dalam gudang, maka secara otomatis sensor akan bekerja dan
mengalirkan ke arduino lalu membuka pintu.
•
Sistem akan bekerja pada saat posisi
standby (siap).
3)
RFID
Sistem wiring pada RFID dengan cara menyambungkan
pin SDA pada pin ss arduino(10), SCK pada pin SCK(13), pin MOSI pada MOSI(11),
pin MISO pada pin MISO(12), untuk RST disambungkan ke pin digital, pada
rangkaian dipasang pada pin 9. VCC dihubungkan ke 3,3V karena RFID hanya
membutuhkan tegangan 3,3V.
-
Spesifikasi
- Tegangan
Operasional: 2.5V~3.3V.
- Operasi/Siaga
saat ini: 13~26mA/10~13mA.
- Frekuensi
Operasi: 13,56MHz.
- Mendukung
komunikasi kecepatan transfer ISO/IEC 14443A yang lebih tinggi hingga 848
KBd.
- Kecepatan
bus SPI hingga 10Mbit/dtk.
- Antarmuka
I2C-bus hingga 400 kBd dalam mode Cepat, hingga 3400 kBd dalam mode
Kecepatan Tinggi.
- RS232
Serial UART hingga 1228,8 kBd, dengan level voltase bergantung pada
voltase pin Pasokan.
- Kompatibel
dengan kartu MIFARE dan ISO 14443A.
9. Jarak pengoperasian tipikal dalam mode Baca/Tulis
hingga 50 mm tergantung pada antena ukuran dan penyetelan.
-
Cara
Kerja
RFID tag
ditempelkan/didekatkan ke RFID reader yang mana RFID tag akan dibaca oleh RFID
reader.
F.
Arduino
Arduino
adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-source, diturunkan dari
Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam
berbagai bidang. Hardwarenya memiliki prosesor Atmel AVR dan softwarenya
memiliki bahasa pemrograman sendiri.
Seperti yang sudah
diketahui bahwa Mikrokontroler itu sendiri
adalah IC (integrated circuit) yang dapat diprogram menggunakan komputer.
Fungsi dari menanamkan program pada mikrokontroler antara lain agar rangkaian
elektronik dapat membaca input, memprosesnya dan kemudian menghasilkan output
sesuai yang diinginkan dari inputan tersebut. Dengan kata lain mikrokontroler
bertugas sebagai ‘otak’ yang mengendalikan input, proses dan output dari
rangkaian elektronik.
Bagian- bagian arduino :
- Power (USB / Barrel Jack)
Setiap papan Arduino membutuhkan cara
untuk terhubung ke sumber daya. Arduino UNO dapat diaktifkan dari kabel USB
yang berasal dari komputer Anda atau catu daya dinding (seperti ini) yang
diakhiri dengan jack barel. Pada gambar di atas koneksi USB berlabel (1) dan
jack laras diberi label (2).
- Pin (5V, 3.3V, GND, Analog, Digital,
PWM, AREF)
Pin pada Arduino Anda adalah tempat di
mana Anda menghubungkan kabel untuk membangun sirkuit (mungkin bersamaan dengan
papan tempat memotong roti dan beberapa kawat. Mereka biasanya memiliki
‘header’ plastik hitam yang memungkinkan Anda untuk hanya memasukkan kabel
tepat ke papan. Arduino memiliki beberapa jenis pin, yang masing-masing
dilabeli di papan dan digunakan untuk fungsi yang berbeda.
GND
(3): Singkatan dari ‘Ground’. Ada beberapa pin GND di Arduino, yang salah
satunya dapat digunakan untuk menghubungkan ke sirkuit Anda.
5V
(4) & 3.3V (5): Seperti yang Anda duga, pin 5V memasok daya 5 volt, dan pin
3,3V memasok daya 3,3 volt. Sebagian besar komponen sederhana yang digunakan
dengan Arduino berjalan dengan gembira dari 5 atau 3,3 volt.
Digital
(7): Di seberang pin analog adalah pin digital (0 hingga 13 pada UNO). Pin ini
dapat digunakan untuk input digital (seperti memberi tahu jika tombol ditekan)
dan output digital (seperti menyalakan daya LED).
PWM
(8): Anda mungkin telah memperhatikan tilde (~) di sebelah beberapa pin digital
(3, 5, 6, 9, 10, dan 11 pada UNO). Pin ini bertindak sebagai pin digital
normal, tetapi juga dapat digunakan untuk sesuatu yang disebut Pulse-Width
Modulation (PWM). Kami memiliki tutorial tentang PWM, tetapi untuk saat ini,
anggap pin ini mampu mensimulasikan output analog (seperti memudarkan LED masuk
dan keluar).
AREF
(9): Singkatan dari Referensi Analog. Sebagian besar waktu Anda dapat
meninggalkan pin ini sendirian. Kadang-kadang digunakan untuk mengatur tegangan
referensi eksternal (antara 0 dan 5 Volts) sebagai batas atas untuk pin input
analog.
- Tombol Atur ulang (Reset)
Sama seperti Nintendo asli, Arduino
memiliki tombol reset (10). Menekannya untuk sementara akan menghubungkan pin
reset ke ground dan me-restart kode yang dimuat pada Arduino. Ini bisa sangat
berguna jika kode Anda tidak berulang, tetapi Anda ingin mengujinya berulang
kali. Berbeda dengan Nintendo yang asli, meniup Arduino biasanya tidak
memperbaiki masalah.
- Indikator Daya LED
Tepat di bawah dan di sebelah kanan kata
“UNO” di papan sirkuit Anda, ada LED kecil di sebelah kata ‘ON’ (11). LED ini
akan menyala setiap kali Anda mencolokkan Arduino ke sumber listrik. Jika lampu
ini tidak menyala, ada kemungkinan besar ada sesuatu yang salah.
- LED TX RX
TX adalah kependekan dari pengiriman, RX
adalah kependekan dari penerimaan. Tanda-tanda ini muncul sedikit di elektronik
untuk menunjukkan pin yang bertanggung jawab untuk komunikasi serial. Dalam
kasus kami, ada dua tempat di Arduino UNO di mana TX dan RX muncul – sekali
dengan pin digital 0 dan 1, dan kedua kalinya di sebelah TX dan LED indikator
RX (12).
- IC utama
Benda hitam dengan semua kaki logam adalah
IC, atau Integrated Circuit (13).
- Regulator tegangan
Regulator tegangan (14) sebenarnya bukan
sesuatu yang Anda dapat (atau harus) berinteraksi dengan Arduino. Tetapi
berpotensi bermanfaat untuk mengetahui bahwa itu ada dan untuk apa itu.
Regulator tegangan melakukan apa yang dikatakannya – ia mengontrol jumlah
tegangan yang dibiarkan masuk ke papan Arduino. Anggap saja sebagai semacam
penjaga gerbang; itu akan mengubah tegangan ekstra yang dapat membahayakan
sirkuit. Tentu saja, ia memiliki batasnya, jadi jangan menghubungkan Arduino
Anda dengan apa pun yang lebih besar dari 20 volt.
Bagian - bagian pendukung:
-
RAM
RAM (Random
Access Memory) adalah tempat penyimpanan sementara pada komputer yang isinya
dapat diakses dalam waktu yang tetap, tidak memperdulikan letak data tersebut
dalam memori atau acak. Secara umum ada 2 jenis RAM yaitu SRAM (Static Random
Acces Memory) dan DRAM (Dynamic Random Acces Memory).
-
ROM
ROM
(Read-only Memory) adalah perangkat keras pada computer yang dapat
menyimpan data secara permanen tanpa harus memperhatikan adanya sumber
listrik. ROM terdiri dari Mask ROM, PROM, EPROM, EEPROM.
G. LCD (Liquid Crystal Display)
Fungsi dari LCD yaitu sebagai suatu tampilan data, huruf, karakter
ataupun grafik. Bentuk dari LCD ini tipis, sedikit panas serta mempunyai
resolusi yang tinggi. LCD sudah digunakan diberbagai bidang khususnya
alat-alat elektronik seperti layar TV, handphone, laptop, komputer dan
notebook. LCD kini digunakan di hampir setiap teknologi yang membutuhkan layar.
Pembuatan LCD (Liquid Crystal Display) adalah dengan menggunakan
teknologi CMOS logic yang bekerja tidak menghasilkan cahaya. Namun LCD dapat
memantulkan cahaya yang ada disekitar LCD tersebut. Material yang dibutuhkan untuk membuat LCD terdiri dari beberapa lapisan
campuran organik antara elektroda transparan indium oksida dengan lapisan kaca
bening. LCD 16 x 2 berbentuk lapisan elektroda pada bagian
kaca belakang dan berbentuk tampilan seven-segment. Ketika elektroda tersebut mendapatkan medan listrik atau tegangan, ia
akan aktif dan molekul organik yang silinder dan panjang akan menyesuaikan diri
dengan elektroda yang berasal dari segmen tersebut.
-
Spesifikasi
Spesifikasi LCD 16X2 dibahas di bawah ini.
·
Tegangan
operasi displat ini berkisar dari 4.7V hingga 5.3V.
·
Bezel
display adalah 72 x 25mm.
·
Arus
operasi adalah 1mA tanpa lampu latar.
·
Ukuran
PCB modul adalah 80L x 36W x 10H mm.
·
Pengontrol
HD47780.
·
Warna
LED untuk lampu latar adalah hijau atau biru.
·
Jumlah
kolom 16.
·
Jumlah
baris 2.
·
Jumlah
pin LCD 16.
·
Jumlah
Karakter 32.
·
Ia
bekerja dalam mode 4-bit dan 8-bit.
·
Kotak
piksel setiap karakter adalah 5 × 8 piksel.
·
Ukuran
font karakter adalah lebar 0,125 x tinggi 0,200.
-
Cara
Kerja
>
Suatu layar LCD dapat
menampilkan gambar yang dimana kualitasnya ditentukan oleh jumlah piksel.
>
Semakin banyak jumlah piksel,
maka akan semakin
tinggi pula resolusi
gambar yang dapat
ditampilkan pada layar.
>
Piksel ini dapat
dibedakan menjadi 3 subpiksel yang dimana
masing-masing mempunyai warna biru, merah dan hijau.
>
Jika kombinasi warna
ini diatur, maka untuk setiap piksel nantinya bisa menghasilkan berbagai
macam-macam warna yang berbeda.
H.
Buzzer
Adapun fungsi buzzer adalah sebagai komponen
yang menghasilkan output
berupa bunyi beep.
Kegunaan buzzer yang paling umum yaitu sebagai
alarm, indikator suara, dan timer.
-
Spesifikasi
Spesifikasi komponen buzzer
adalah sebagai berikut :
1.
Piezoelectric, yaitu berbentuk
tabung berwarna hitam yang menjadi sumber keluarnya bunyi.
2.
Kaki pin negatif, yaitu kaki buzzer
yang pendek untuk dihubungkan ke arus negatif atau GND.
3.
Kaki pin
positif, yaitu pin kaki buzzer yang panjang dan gunanya
untuk dihubungkan ke arus positif atau VCC/5V.
-
Cara Kerja
Prinsip kerja buzzer adalah
sangat sederhana. Ketika suatu aliran listrik mengalir ke rangkaian buzzer,
maka terjadi pergerakan mekanis pada buzzer tersebut. Akibatnya terjadi
perubahan energi dari energi listrik menjadi energi suara yang dapar didengar
oleh manusia. Umumnya jenis buzzer yang beredar di pasaran adalah buzzer
piezoelectric yang bekerja pada tegangan 3 sampai 12 volt DC.
I.
Servo SG-90
Pada
servo motor, hubungkan vcc dan ground servo ke arduino, lalu untuk PWM
hubungkan ke pin digital arduino.
-
Spesifikasi
• Berat: 9g
• Dimensi: kira-kira 22,2 x 11,8
x 31 mm.
• Torsi kios: 1,8 kgf·cm
• Kecepatan pengoperasian: 0,1
detik/60 derajat
• Tegangan pengoperasian: 4,8 V
(~5V)
• Lebar pita mati: 10 μs
• Kisaran suhu: 0 ºC – 55 ºC
Posisi "0" (pulsa 1,5 ms) di
tengah, "90" (~ pulsa 2 ms) di paling kiri. (ms pulse) ada di kanan,
""-90" (~1ms pulse) ada di kanan kiri.
-
Cara Kerja
Motor
servo akan berputar sesuai dengan arah yang ditentukan pada program
microcontroller (arduino).
J.
LED
LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari semikonduktor.
Cara kerjanya hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub, yaitu Kutub
Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya, apabila
dialiri tegangan maju (Bias Forward)
dari Anoda menuju ke Katoda.
-
Spesifikasi
• Umur
Panjang: LED dapat bertahan lebih dari 100.000 jam (10+ tahun) jika digunakan
pada spesifikasi terukur
• Tidak
ada kedipan yang mengganggu seperti dari lampu neon
• LED
tahan terhadap panas, dingin, guncangan, dan getaran
• LED
tidak mengandung kaca yang mudah pecah
• Solid-State,
tahan goncangan dan getaran
• Waktu
Nyala/Mati yang sangat cepat
• Konsumsi
daya yang rendah mengurangi beban pada sistem kelistrikan sehingga meningkatkan
masa pakai baterai
-
Cara Kerja
LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor
yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan
proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan
ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan
karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju
atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron
pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang)
yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa
dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu
warna).
K.
Resistor
Resistor
memiliki nilai resistansi atau hambatan yang berfungsi untuk menghambat dan
mengatur arus listrik yang mengalir dalam rangkaian. Resistor memiliki dua
pin untuk mengukur tegangan listrik dan arus listrik, dengan resistansi
tertentu yang dapat menghasilkan tegangan listrik di antara kedua
pin. Nilai tegangan terhadap resistansi berbanding lurus dengan arus yang
mengalir.
-
Rumus dari Rangkaian Seri Resistor: Rtotal = R1 +
R2 + R3 + ….. + Rn
-
Rumus dari Rangkaian paralel Resistor: 1/Rtotal = 1/R1 +
1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn
-
Rumus resistor dengan hukum ohm: R = V/I
Cara menghitung nilai resistor:
Perhitungan untuk resistor dengan 4 gelang warna :
-
Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-1 (pertama)
-
Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-2
-
Masukkan
Jumlah nol dari kode warna gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10
(10^n)
-
Gelang ke 4 merupakan toleransi dari nilai resistor tersebut
Perhitungan untuk resistor dengan 5 gelang warna:
-
Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-1 (pertama)
-
Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-2
-
Masukkan
angka langsung dari kode warna gelang ke-3
-
Masukkan Jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka
tersebut dengan 10 (10^n)
-
Gelang ke 5 merupakan toleransi dari nilai resistor tersebut.
4. Listing Program [Kembali]
/Master
#define echoPin 2
#define trigPin 3
#define touch 4
#define SDA 10
#define RST 6
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include
<MFRC522.h>
#include
<SPI.h>
LiquidCrystal_I2C
lcd(0x27,16,2);
long durasi; //
variable for the duration of sound wave travel
int jarak;
MFRC522
rfid(SDA,RST);
MFRC522::MIFARE_Key
key;
void setup() {
Serial.begin(9600);
lcd.begin();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("
Selamat Datang!");
delay(1000);
pinMode(touch,
INPUT);//touch
Serial.begin(9600);
SPI.begin();
rfid.PCD_Init();
pinMode(trigPin,
OUTPUT); // Sets the trigPin as an OUTPUT
pinMode(echoPin, INPUT);
// Sets the echoPin as an INPUT
}
void loop() {
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" Scan Card Here!");
lcd.scrollDisplayLeft();
delay(300);
{
if (digitalRead(touch) == HIGH){
Serial.write(1);
lcd.clear();
Serial.print("touch terdeteksi");
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" Silahkan Keluar");
lcd.scrollDisplayLeft();
delay(1000);
}
else if (digitalRead(touch) == LOW){
Serial.write(2);
Serial.print("touch tidak
terdeteksi");
delay(1000);
}
}
{
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
durasi = pulseIn(echoPin, HIGH);
jarak = durasi*0.034/2;
Serial.print("Jarak : ");
Serial.println(jarak);
delay(1000);
if(jarak <= 10){
Serial.write(5);
Serial.print("jarak sesuai");
lcd.clear();
lcd.setCursor(1,0);
lcd.print(" Silahkan Keluar");
lcd.scrollDisplayLeft();
delay(1000);}
else if (jarak >= 10){
Serial.write(6);
Serial.print("jarak tidak
sesuai");
delay(1000);
}
}
{
if(!rfid.PICC_IsNewCardPresent() || !rfid.PICC_ReadCardSerial())
return;
MFRC522::PICC_Type piccType =
rfid.PICC_GetType(rfid.uid.sak);
if (piccType !=
MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_MINI &&
piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_1K
&&
piccType != MFRC522::PICC_TYPE_MIFARE_4K)
{
Serial.println(F("tag mu bukan
tipe MIFARE Classic."));
return;
}
String strID = "";
for (byte i = 0; i < 4; i++) {
strID +=
(rfid.uid.uidByte[i] < 0x10 ?
"0" : "") +
String(rfid.uid.uidByte[i], HEX) +
(i != 3 ? ":" : "");
}
strID.toUpperCase();
Serial.print("Tap card key: ");
Serial.println(strID);
delay(500);
if(strID.indexOf("43:6B:EC:11")
>= 0){
lcd.clear();
Serial.write(3);
Serial.print("benar");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(" <Akses
Diterima>");
lcd.scrollDisplayLeft();
delay(1000);
}
else if(strID.indexOf(false) >= 0){
Serial.write(4);
lcd.clear();
Serial.print("salah");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(" Akses Ditolak!");
lcd.scrollDisplayLeft();
delay(1000);
}
}
}
//Slave
#include
<Servo.h>
#include <Wire.h>
int buzzer = 6;
//buzzer pin 6
int led = 4;
Servo servosaya;
int pos = 0;
void setup() {
servosaya.attach(9);
Serial.begin(9600);
pinMode(buzzer, OUTPUT);
pinMode(led, OUTPUT);
servosaya.write(pos);
}
void loop() {
if (Serial.available() > 0) {
int data = Serial.read();
if(data == 1){ //touch(high)
digitalWrite(led, LOW);
digitalWrite(buzzer, HIGH);
delay(500);
digitalWrite(buzzer, LOW);
delay(1000);
servosaya.write(180);
delay(3000);
servosaya.write(pos);
delay(10000);
}
else if(data == 2){ //touch low
servosaya.write(pos);
delay(1000);
}
else if(data == 3){ //rfid benar
digitalWrite(led, HIGH);
delay(500);
digitalWrite(buzzer, HIGH);
delay(500);
digitalWrite(buzzer, LOW);
delay(1000);
servosaya.write(180);
delay(3000);
servosaya.write(pos);
delay(10000);
}
else if(data == 4){ //rfid salah
digitalWrite(buzzer, HIGH);
delay(500);
digitalWrite(buzzer, LOW);
delay(200);
digitalWrite(buzzer, HIGH);
delay(500);
digitalWrite(buzzer, LOW);
delay(500);
digitalWrite(buzzer, HIGH);
delay(500);
digitalWrite(buzzer, LOW);
delay(1000);
servosaya.write(pos);
delay(1000);
}
else if(data == 5){ //jarak dibawah 10 cm
digitalWrite(led, LOW);
delay(500);
digitalWrite(buzzer, HIGH);
delay(500);
digitalWrite(buzzer, LOW);
delay(1000);
servosaya.write(180);
delay(3000);
servosaya.write(pos);
delay(10000);
}
else if(data == 6){ //jarak lebih dari 10
cm
servosaya.write(pos);
delay(500);
}
}
5. Flowchart [Kembali]
6. Rangkaian dan simulasi [Kembali]
7. Hardware dan Video [Kembali]
8. Analisis [Kembali]
Rangkaian sistem
pintu gudang pintar merupakan rangkaian yang menggunakan RFID sensor, touch
sensor dan ultrasonic sensor. Komunikasi yang digunakan pada rangkaian ini
yaitu UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) merupakan
metode komunikasi serial dimana digunakannya dua komponen arduino sebagai
master dan slave. Master digunakan sebagai input dan slave digunakan sebagai
output.
RFID sensor dan LCD
akan diletakkan di luar ruangan, sedangkan ultrasonik sensor, touch sensor dan
motor diletakkan di dalam ruangan. LCD di luar ruangan akan menampilkan kalimat
“Scand Card Here”. Ketika sensor RFID mendeteksi adanya kartu yang tertempel
pada sensor maka LCD akan menampilkan kalimat “akses diterima” kemudian pintu
akan terbuka. Setelah itu LED yang digunakan sebagai penerangan akan hidup.
RFID dengan prinsip
kerja ketika kartu yang ditempelkan sesuai maka master akan memerintahkan slave
untuk mengirimkan data, ketika data diterima slave selanjutnya LCD akan
menampilkan tampilan “akses diterima”. Selanjutnya data juga akan dikirim
menuju master sehingga mengkaktifkan servo motor. Ketika servo motor aktif maka
akan membuka pintu, servo motor akan aktif dengan delay 1000 ms. Setelah itu
buzzer akan hidup menandakan pintu terbuka dan LED akan hidup. Ketika pada RFID
tertempel kartu yang salah maka master akan memerintah salve untuk mengirimkan
data, ketika data diterima oleh slave selanjutnya LCD akan menampilkan tampilan
“akses ditolak” dan buzzer akan berbunyi sebanyak 3 kali. Selanjutnya data juga akan dikirim menuju
master, dan data akan diteruskan ke servo motor. Sehingga servo motor tidak
akan membuka pintu.
Touch sensor
diletakkan di dalam ruangan. Touch sensor memiliki prinsip kerja ketika
disentuh maka master akan memerintahkan slave untuk
mengirimkan data. Ketika data diterima oleh salve maka LCD akan menampilkan
"Silahkan Keluar”. Selanjutnya data akan diteruskan menuju master lalu
akan mengaktifkan servo motor. Ketika servo motor aktif maka pintu akan
terbuka, servo motor aktif dengan delay 1000 ms. Kemudian buzzer akan hidup dan
LED di dalam ruangan mati.
Ultrasonik sensor
diletakkan di dalam ruangan ruangan. Ultrasonik sensor memiliki prinsip kerja
ketika sensor mendeteksi dengan jarak < 10 cm, maka data akan masuk ke
master, ketika data diterima oleh master maka akan menggerakan servo motor.
Ketika servo motor aktif maka pintu akan terbuka dengan delay 1000 ms. Kemudian
menghidupkan buzzer dan LED di dalam ruangan mati. Pada ultrasonik merupakan
opsi ketika seseorang ingin keluar gudang dengan membawa barang sehingga tidak
perlu menggunakan tangan untuk membuka pintu.
9. Kesimpulan [Kembali]
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan
maka didapatkan kesimpulan bahwa dengan menggunakan RFID sensor, ultrasonik sensor, touch sensor serta
arduino dan komponen pendukung lainnya melalui komunikasi UART yang merupakan
komunikasi serial dimana sudah dapat didesain prototype untuk sistem pintu
gudang yang
sangat berguna dan mempermudah bagi pengguna gudang untuk membuka pintu secara otomatis.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar