MODUL 4

[Kembali Ke Menu Sebelumnya]

Modul IV
Project Demo

1. Tujuan  [Kembali]

a.  Praktikan dapat menerapkan sebuah sistem menggunakan mikrokontroller.
b. Praktikan dapat mengkombinasikan berbagai macam output, akumulator, display, dan berbagai media output lainnya menjadi sebuah alat.
c.  Praktikan dapat merancang suatu sistem menjadi sebuah alat.

2. Daftar Komponen  [Kembali]
a.Flame Sensor

Hasil gambar untuk pengertian flame sensor

b. Arduino UNO

Hasil gambar untuk arduino uno"

c.LCD 2x16


d.Motor DC

Hasil gambar untuk motor dc

e.Driver Motor L293D


Hasil gambar untuk l293d
f. Resistor

Hasil gambar untuk resistor

3.Landasan Teori [Kembali]
a. Flame sensor
          merupakan sensor yang mempunyai fungsi sebagai pendeteksi nyala api yang dimana api tersebut memiliki panjang gelombang antara 760nm – 1100nm. Sensor ini menggunakan infrared sebagai tranduser dalam mensensing kondisi nyala api.

Cara Kerja Sensor Flame



     Cara kerja sensor ini yaitu dengan mengidentifikasi atau mendeteksi  nyala api dengan menggunakan metode optik. Pada sensor ini menggunakan tranduser yang berupa infrared (IR) sebagai sensing sensor. Tranduser ini digunakan untuk mendeteksi akan penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu.



     Yang dimana memungkinkan alat ini untuk membedakan antara spectrum cahaya pada api dengan spectrum cahaya lainnya seperti spectrum cahaya lampu.
    Fitur dari flame sensor
·                 Tegangan operasi antara 3,3 – 5 Vdc
·                 Terdapat 2 output yaitu digital output dan analog output yang berupa tegangan
·                 Sudah terpackage dalam bentuk modul
·                 Terdapat potensiometer sebagai pengaturan sensitivitas sensor dalam mensensing
b. Arduino Uno
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang kita gunakan dalam praktikum ini adalah Arduino Uno yang menggunakan chip AVR ATmega 328P. Dalam memprogram Arduino, kita bisa menggunakan komunikasi serial agar Arduino dapat berhubungan dengan komputer ataupun perangkat lain.
Adapun spesifikasi dari Arduino Uno ini adalah sebagai berikut :
Microcontroller                                           ATmega328P
Operating Voltage                                      5 V
Input Voltage (recommended)                7 – 12 V
Input Voltage (limit)                                  6 – 20 V
Digital I/O Pins                                          14 (of which 6 provide PWM output)
PWM Digital I/O Pins                               6
Analog Input Pins                                      6
DC Current per I/O Pin                            20 mA
DC Current for 3.3V Pin                           50 mA
Flash Memory                                             32 KB of which 0.5 KB used by bootloader
SRAM                                                            2 KB
EEPROM                                                      1 KB
Clock Speed                                                 16 MHz
POWER USB
Digunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.
POWER JACK
Supply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.
Crystal Oscillator
Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino.
Jumlah cetak menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.
Reset
Digunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.
Digital Pins I / O
Papan Arduino UNO memiliki 14 Digital Pin. Berfungsi untuk memberikan nilai logika ( 0 atau 1 ). Pin berlabel " ~ " adalah pin-pin PWM ( Pulse Width Modulation ) yang dapat digunakan untuk menghasilkan PWM.
Analog Pins
          Papan Arduino UNO memiliki 6 pin analog A0 sampai A5. Digunakan untuk membaca sinyal atau sensor analog seperti sensor jarak, suhu dsb, dan mengubahnya menjadi nilai digital.
LED Power Indicator
Lampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan baik.

 c. LCD 2 X 16
          Liquid Crystal Display (LCD) adalah sebuah peralatan elektronik yang berfungsi untuk menampilkan output sebuah sistem dengan cara membentuk suatu citra atau gambaran pada sebuah layar. Secara garis besar komponen penyusun LCD terdiri dari kristal cair (liquid crystal) yang diapit oleh 2 buah elektroda transparan dan 2 buah filter polarisasi (polarizing filter).
Gambar Penampang komponen penyusun LCD

Keterangan:
         1.         Film dengan polarizing filter vertical untuk memolarisasi cahaya yang masuk.
         2.         Glass substrate yang berisi kolom-kolom elektroda Indium tin oxide (ITO).
         3.         Twisted nematic liquid crystal (kristal cair dengan susunan terpilin).
         4.         Glass substrate yang berisi baris-baris elektroda Indium tin oxide (ITO).
         5.         Film dengan polarizing filter horizontal untuk memolarisasi cahaya yang masuk.
         6.         Reflektor cahaya untuk memantulkan cahaya yang masuk LCD kembali ke mata pengamat.
          Sebuah citra dibentuk dengan mengombinasikan kondisi nyala dan mati dari pixel-pixel yang menyusun layar sebuah LCD. Pada umumnya LCD yang dijual di pasaran sudah memiliki integrated circuit tersendiri sehingga para pemakai dapat mengontrol tampilan LCD dengan mudah dengan menggunakan mikrokontroler untuk mengirimkan data melalui pin-pin input yang sudah tersedia.


Kaki-kaki yang terdapat pada LCD

d. Motor DC
     Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi
listrik  menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai
Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan
tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC
ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan
sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.
Bentuk dan Simbol Motor DC

Prinsip Kerja Motor DC
                                   
          Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator) dan Brushes (kuas/sikat arang).
          Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.
e.Driver Motor
IC L293D adlah IC yang didesain khusus sebagai driver motor DC dan dapat dikendalikan dengan rangkaian TTL maupun mikrokontroler. Motor DC yang dikontrol dengan driver IC L293D dapat dihubungkan ke ground maupun ke sumber tegangan positif karena di dalam driver L293D system driver yang digunakan adalah totem pool. Dalam 1 unit chip IC L293D terdiri dari 4 buah driver motor DC yang berdiri sendiri sendiri dengan kemampuan mengalirkan arus 1 Ampere tiap drivernya. Sehingga dapat digunakan untuk membuat driver H-bridge untuk 2 buah motor DC. Konstruksi pin driver motor DC IC l293D adalah sebagai berikut.

Fungsi Pin Driver Motor DC IC L293D
·         Pin EN (Enable, EN1.2, EN3.4) berfungsi untuk mengijinkan driver menerima perintah untuk menggerakan motor DC.
·         Pin In (Input, 1A, 2A, 3A, 4A) adalah pin input sinyal kendali motor DC
·         Pin Out (Output, 1Y, 2Y, 3Y, 4Y) adalah jalur output masing-masing driver yang dihubungkan ke motor DC
·         Pin VCC (VCC1, VCC2) adalah jalur input tegangan sumber driver motor DC, dimana VCC1 adalah jalur input sumber tegangan rangkaian kontrol dirver dan VCC2 adalah jalur input sumber tegangan untuk motor DC yang dikendalikan.
Pin GND (Ground) adalah jalu yang harus dihubungkan ke ground, pin GND ini ada 4 buah yang berdekatan dan dapat dihubungkan ke sebuah pendingin kecil.

Fungsi resistor
Fungsi resistor pada rangkaian elektronika yaitu sebagai penahan arus dan  tegangan. Sesuai dengan namanya resist yang artinya adalah tahanan. Contoh ketika kita menghidupkan LED, jika kita secara langsung menghubungkan LED  dengan power supplay maka LED akan rusak karena nilai arus yang terlalu besar. Cara untuk mengurangi arus pada LED maka kita harus menggunakan resistor sebagai penahan Arus, sehingga LED  tetap bisa menyala dan tidak merusak nya karena kelebihan arus.
4.Flowchart [Kembali]
a.Master
b.Slave


5.Listing Program [Kembali]
a. Master
#include <Wire.h>
#define SLAVE_ADDR 9
int pinSensor = A1;
int val = 0;
void setup() {
  Wire.begin();
  Serial.begin(9600);
  pinMode(pinSensor, INPUT);
}
void loop() {
  delay(50);
  int nilai = analogRead(pinSensor);
  val = map(nilai, 0, 1023, 255, 1);
  Wire.beginTransmission(SLAVE_ADDR);
  Wire.write(val);
  Wire.endTransmission();

}
b. Slave

#include <Wire.h>
#define SLAVE_ADDR 9
#include <LiquidCrystal.h>
#define in1 9
#define in2 10
int data;
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
void setup()    //Semua kode dalam fungsi ini dieksekusi sekali
{
  Wire.begin(SLAVE_ADDR);
  Wire.onReceive(receiveEvent);
  pinMode(in1, OUTPUT); //Deklarasi in1 sebagai OUTPUT
  pinMode(in2, OUTPUT); //Deklarasi in2 sebagai OUTPUT
  lcd.clear();
  Serial.begin(9600);
}
void receiveEvent() {
  data = Wire.read();
  Serial.println(data);
}
void loop()
{
  delay(50);
  int br = map(data, 1, 255, 0, 1023);
  Serial.print(br);
  lcd.clear();
  if ( br < 1000 && br>500){
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print(" awas api besar");
    analogWrite(in1, 1023); //in1 diberi logika 1
    digitalWrite(in2, LOW);  //in2 diberi logika 0
  }
  if ( br <= 500 && br>200){
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print(" awas api sedang");
    analogWrite(in1, 999); //in1 diberi logika 1
    digitalWrite(in2, LOW);  //in2 diberi logika 0
  }
  else if(br <= 50){
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print(" Tidak ada api");
    digitalWrite(in1, LOW); //in1 diberi logika 1
    digitalWrite(in2, LOW);  //in2 diberi logika 0
  }

}


 6. Rangkaian Simulasi [kembali]
7. Foto Alat [Kembali]



8. Video Rangkaian [Kembali]


9. Video Alat [Kembali]

10. Analisa [Kembali]
Pada modul 4 ini kami membuat alat yang berjudul "Pemadam kebakaran otomatis". Untuk komponen-komponennya kami menggunakan 2 arduino-uno , sensor api (modul flame sensor), motor dc,LCD,pompa air,baterai, project board,resistor,dan jumper. Alat ini menggunakan komunikasi I2C (Inter Integrated Circuit) yang merupakan standar komunikasi serial dua arah yang menggunakan dua saluran yang didesain khusus untuk menerima dan mengirim data. Saluran nya terdiri dari SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data).  Prinsip kerja alat ini secara singkat adalah sensor akan mendeteksi ada atau tidaknya dan intensitas besarnya api yang akan terbaca di LCD tiga kondisi yaitu "Tidak ada api","Awas api sedang" dan "Awas api besar" maka jika ada api baik sedang maupun besar maka akan berbunyi alarm dan motor akan menggerakan pompa air untuk mengeluarkan air untuk memadamkan api. Air yang keluar akan sesuai atau sebanding dengan intensitas dari besar nya api.
         Modul flame sensor dihubungkan dengan Arduino 1 yang jadi master pada pin A1,yang merupakan pin analog jadi data yang diterima pada master masih berupa analog. Resistor variabel yang terhubung dengan Pin A1 digunakan agar modul flame sensor dapat menghasilkan output analog yang nantinya akan akan diproses menjadi data digital dngan ADC (analog digital converter). Output analog tadi diubah dengan dalam bentuk data digital dalam rentang 0-1023 (10 bit), pada proses pengiriman data , komunikasi hanya bisa mengirimkan data 8 bit, sehingga harus dilakukan PWM (pulse width modulation) dengan mengkonversi 0-1023 menjadi 0-255 dikodekan dengan arduino yaitu proses mapping (map) yang di inisialisasikan dengan val, yang mana val akan dibaca pada slave.Pada slave terhubung LCD yaitu pada pin LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); yang mana ada tiga kondisi yaitu apabila nilainya <= 50, maka pada pada LCD akan tampil "Tidak ada api", apabila nilainya besar dari 200sampai <=500 maka pada LCD akan tampil "Awas api sedang" dan apabila nilainya diantara 500 sampai <1000 maka pada LCD akan tampil  "Awas api besar". Pada slave juga terhubung motor dc yang ditambahkan driver motor sebagai penambah suplay tegangan untuk menggerakkan motor yang pada realisasinya yang akan mengeluarkan air untuk memadamkan api.

11. Link Download [Kembali]

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)

Pratikum Elektronika dan Sistem Digital

Pratikum Elektronika dan Sistem Digital  C OLEH: Rindra Sabrinanda Arfi 1710953038 Dosen Pengampu: Dr.Eng.Muhamma...

Popular Posts