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.
TUJUAN ALAT:
a. Membuka dan menutup tirai secara otomatis berdasarkan pengaruh suhu untuk
menjaga suhu teras sejuk dan nyaman
menjaga suhu teras sejuk dan nyaman
2. Daftar Komponen[Kembali]
ARDUINO
SENSOR SUHU LM 35
MOTOR SERVO
LCD 16X2
3. Landasan Teori [Kembali]
Arduino:
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya 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.
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.
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.
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.
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.
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 PinsPapan 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.
Lampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan baik.
LCD:
LCD atau Liquid Crystal Display adalah suatu jenis media display (tampilan) yang menggunakan kristal cair (liquid crystal) untuk menghasilkan gambar yang terlihat. Teknologi Liquid Crystal Display (LCD) atau Penampil Kristal Cair sudah banyak digunakan pada produk-produk seperti layar Laptop, layar Ponsel, layar Kalkulator, layar Jam Digital, layar Multimeter, Monitor Komputer, Televisi, layar Game portabel, layar Thermometer Digital dan produk-produk elektronik lainnya.
Struktur Dasar LCD (Liquid Crystal Display):
LCD atau Liquid Crystal Display pada dasarnya terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian Backlight (Lampu Latar Belakang) dan bagian Liquid Crystal (Kristal Cair). Seperti yang disebutkan sebelumnya, LCD tidak memancarkan pencahayaan apapun, LCD hanya merefleksikan dan mentransmisikan cahaya yang melewatinya. Oleh karena itu, LCD memerlukan Backlight atau Cahaya latar belakang untuk sumber cahayanya. Cahaya Backlight tersebut pada umumnya adalah berwarna putih. Sedangkan Kristal Cair (Liquid Crystal) sendiri adalah cairan organik yang berada diantara dua lembar kaca yang memiliki permukaan transparan yang konduktif.
Bagian-bagian LCD atau Liquid Crystal Display diantaranya adalah :
- Lapisan Terpolarisasi 1 (Polarizing Film 1)
- Elektroda Positif (Positive Electrode)
- Lapisan Kristal Cair (Liquid Cristal Layer)
- Elektroda Negatif (Negative Electrode)
- Lapisan Terpolarisasi 2 (Polarizing film 2)
- Backlight atau Cermin (Backlight or Mirror)
Dibawah ini adalah gambar struktur dasar sebuah LCD :
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 LCD
SENSOR SUHU LM35
Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam beroperasi.
Karakteristik Sensor suhu IC LM35 adalah : Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC seperti terlihat pada gambar 2.2. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC. Sensor suhu IC LM35 memiliki keakuratan tinggi dan mudah dalam perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, sensor suhu LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kontrol khusus serta tidak memerlukan seting tambahan karena output dari sensor suhu LM35 memiliki karakter yang linier dengan perubahan 10mV/°C. Sensor suhu LM35 memiliki jangkauan pengukuran -55ºC hingga +150ºC dengan akurasi ±0.5ºC. Tegangan output sensor suhu IC LM35 dapat diformulasikan sebagai berikut :
Vout LM35 = Temperature º x 10 mV
Sensor suhu IC LM 35 terdapat dalam beberapa varian sebagai berikut :
LM35, LM35A memiliki range pengukuran temperature -55ºC hingga +150ºC.
LM35C, LM35CA memiliki range pengukuran temperature -40ºC hingga +110ºC.
LM35D memiliki range pengukuran temperature 0ºC hingga +100ºC.
LM35 Kelebihan dari sensor suhu IC LM35 antara lain :
Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC
Low self-heating, sebesar 0.08 ºC
Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V R
angkaian menjadi sederhana Tidak memerlukan pengkondisian sinyal
MOTOR SERVO :
Motor servo disusun dari sebuah motor DC, gearbox, variabel resistor (VR) atau potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas maksimum putaran sumbu (axis) motor servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang pada pin kontrol motor servo.
Konstruksi Motor Servo:
Motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah (CW dan CCW) dimana arah dan sudut pergerakan rotornya dapat dikendalikan dengan memberikan variasi lebar pulsa (duty cycle) sinyal PWM pada bagian pin kontrolnya.
Jenis Motor Servo :
Motor Servo Standar 180°
Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) dengan defleksi masing-masing sudut mencapai 90° sehingga total defleksi sudut dari kanan – tengah – kiri adalah 180°.
Motor Servo Continuous
Motor servo jenis ini mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) tanpa batasan defleksi sudut putar (dapat berputar secara kontinyu).
Pulsa Kontrol Motor Servo Operasional
motor servo dikendalikan oleh sebuah pulsa selebar ± 20 ms, dimana lebar pulsa antara 0.5 ms dan 2 ms menyatakan akhir dari range sudut maksimum. Apabila motor servo diberikan pulsa dengan besar 1.5 ms mencapai gerakan 90°, maka bila kita berikan pulsa kurang dari 1.5 ms maka posisi mendekati 0° dan bila kita berikan pulsa lebih dari 1.5 ms maka posisi mendekati 180°.
Pulsa Kendali Motor Servo
Motor Servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya diberikan sinyal PWM dengan frekuensi 50 Hz. Dimana pada saat sinyal dengan frekuensi 50 Hz tersebut dicapai pada kondisi Ton duty cycle 1.5 ms, maka rotor dari motor akan berhenti tepat di tengah-tengah (sudut 0°/ netral). Pada saat Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan kurang dari 1.5 ms, maka rotor akan berputar ke berlawanan arah jarum jam (Counter Clock wise, CCW) dengan membentuk sudut yang besarnya linier terhadap besarnya Ton duty cycle, dan akan bertahan diposisi tersebut. Dan sebaliknya, jika Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan lebih dari 1.5 ms, maka rotor akan berputar searah jarum jam (Clock Wise, CW) dengan membentuk sudut yang linier pula terhadap besarnya Ton duty cycle, dan bertahan diposisi tersebut.
SENSOR SUHU LM35
Sensor suhu IC LM 35 merupkan chip IC produksi Natioanal Semiconductor yang berfungsi untuk mengetahui temperature suatu objek atau ruangan dalam bentuk besaran elektrik, atau dapat juga di definisikan sebagai komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah perubahan temperature yang diterima dalam perubahan besaran elektrik. Sensor suhu IC LM35 dapat mengubah perubahan temperature menjadi perubahan tegangan pada bagian outputnya. Sensor suhu IC LM35 membutuhkan sumber tegangan DC +5 volt dan konsumsi arus DC sebesar 60 µA dalam beroperasi.
Karakteristik Sensor suhu IC LM35 adalah : Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25 ºC seperti terlihat pada gambar 2.2. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai +150 ºC. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara diam. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC. Sensor suhu IC LM35 memiliki keakuratan tinggi dan mudah dalam perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, sensor suhu LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kontrol khusus serta tidak memerlukan seting tambahan karena output dari sensor suhu LM35 memiliki karakter yang linier dengan perubahan 10mV/°C. Sensor suhu LM35 memiliki jangkauan pengukuran -55ºC hingga +150ºC dengan akurasi ±0.5ºC. Tegangan output sensor suhu IC LM35 dapat diformulasikan sebagai berikut :
Vout LM35 = Temperature º x 10 mV
Sensor suhu IC LM 35 terdapat dalam beberapa varian sebagai berikut :
LM35, LM35A memiliki range pengukuran temperature -55ºC hingga +150ºC.
LM35C, LM35CA memiliki range pengukuran temperature -40ºC hingga +110ºC.
LM35D memiliki range pengukuran temperature 0ºC hingga +100ºC.
LM35 Kelebihan dari sensor suhu IC LM35 antara lain :
Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC
Low self-heating, sebesar 0.08 ºC
Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V R
Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V R
angkaian menjadi sederhana Tidak memerlukan pengkondisian sinyal
MOTOR SERVO :
Motor servo disusun dari sebuah motor DC, gearbox, variabel resistor (VR) atau potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas maksimum putaran sumbu (axis) motor servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang pada pin kontrol motor servo.
Konstruksi Motor Servo:
Motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah (CW dan CCW) dimana arah dan sudut pergerakan rotornya dapat dikendalikan dengan memberikan variasi lebar pulsa (duty cycle) sinyal PWM pada bagian pin kontrolnya.
Jenis Motor Servo :
Motor Servo Standar 180°
Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) dengan defleksi masing-masing sudut mencapai 90° sehingga total defleksi sudut dari kanan – tengah – kiri adalah 180°.
Motor Servo Continuous
Motor servo jenis ini mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) tanpa batasan defleksi sudut putar (dapat berputar secara kontinyu).
Pulsa Kontrol Motor Servo Operasional
motor servo dikendalikan oleh sebuah pulsa selebar ± 20 ms, dimana lebar pulsa antara 0.5 ms dan 2 ms menyatakan akhir dari range sudut maksimum. Apabila motor servo diberikan pulsa dengan besar 1.5 ms mencapai gerakan 90°, maka bila kita berikan pulsa kurang dari 1.5 ms maka posisi mendekati 0° dan bila kita berikan pulsa lebih dari 1.5 ms maka posisi mendekati 180°.
Pulsa Kendali Motor Servo
Motor Servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya diberikan sinyal PWM dengan frekuensi 50 Hz. Dimana pada saat sinyal dengan frekuensi 50 Hz tersebut dicapai pada kondisi Ton duty cycle 1.5 ms, maka rotor dari motor akan berhenti tepat di tengah-tengah (sudut 0°/ netral). Pada saat Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan kurang dari 1.5 ms, maka rotor akan berputar ke berlawanan arah jarum jam (Counter Clock wise, CCW) dengan membentuk sudut yang besarnya linier terhadap besarnya Ton duty cycle, dan akan bertahan diposisi tersebut. Dan sebaliknya, jika Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan lebih dari 1.5 ms, maka rotor akan berputar searah jarum jam (Clock Wise, CW) dengan membentuk sudut yang linier pula terhadap besarnya Ton duty cycle, dan bertahan diposisi tersebut.
5. Listing Program[Kembali]
~MASTER
#include <Wire.h>
#define LM35 A0
#define SLAVE_ADDR 9
int suhu;
void setup() {
Wire.begin ();
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
delay(50);
suhu
=(analogRead(LM35)/2.0479);
Serial.println(suhu);
Wire.beginTransmission(SLAVE_ADDR);
Wire.write(suhu);
Wire.endTransmission();
}
|
~SLAVE
#include <Servo.h>
#include <Wire.h> #include <LiquidCrystal_I2C.h> #define SLAVE_ADDR 9 LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); Servo Servo1,Servo2; int servoa = 9; int servob = 10; int br; int rd; void setup() { lcd.begin(); Servo1.attach(servoa); Servo2.attach(servob); Wire.begin(SLAVE_ADDR); Wire.onReceive(receiveEvent); Serial.begin(9600); } void receiveEvent(int howMany) { { rd = Wire.read(); Serial.println(rd); } } void loop() { void receiveEvent(); { while (0 < Wire.available()) { rd = Wire.read(); } br = map(rd, 1, 255, 1, 255); } if (br>=28) { Servo1.write(90); Servo2.write(-90); delay(1000); } else { Servo1.write(180); Servo2.write(180); delay(1000); } lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("temperatur"); lcd.setCursor(4, 1); lcd.print(br); lcd.print("C"); delay(1000); } |
6. Rangkaian Simulasi[Kembali]
7. Foto Alat [Kembali]
8. Video Rangkain[Kembali]
9. Video Alat [Kembali]
10. Analisa[Kembali]
Alat ini berjudul tirai otomatis berdasarkan pengaruh suhu. Alat ini mensimulasikan tirai yang dapat terbuka dan tertutup secara otomatis, secara sederhana alat ini akan tertutup ketika suhu sudah melebihi batas kondisi(>=28°c), ketika suhu<28°c maka tirai akan terbuka, alat ini bertujuan untuk menjaga suhu teras tetap dingin dan nyaman.
Alat terdiri dari beberapa komponen yaitu :
1. 2 arduino-> 1. Master berfungsi untuk pemoresan data dari inputan(sensor) untuk di transmisi kan ke slave
2. Slave berfungsi untuk menerima data dari master, data dari master
selanjutnya akan di proses oleh slave untuk memberikan nilai pada outputan(motor servo)
selanjutnya akan di proses oleh slave untuk memberikan nilai pada outputan(motor servo)
2. Sensor lm35-> berfungsi untuk mengkonversi nilai suhu(analog) ke tegangan, dan berperan sebagai inputan pada master.
3. 2 motor servo->berfungsi sebagai outputan yang menggerakkan tirai ketika memenuhi kondisi yang diberikan.
4. Lcd 16x2 I2C-> berfungsi untuk menampilkan suhu yang terbaca.
Alur data :
Lm35( pin A0) akan mengubah tengangan sesuai dengan suhu lingkungan. Perubahan tegangan akan di proses sehingga dihasilkan data digital terlihat pada program master [(suhu =(analogRead(LM35)/2.0479);], data dari suhu yang sudah berbentuk digital akan dikirim ke slave dengan menggunakan komunikasi I2C dengan cara menghubungkan sda dan scl arduino master ke sda dan scl arduino slave. Selanjutnya data digital akan diterima oleh slave untuk diproses. Ketika suhu >=28°c maka servo1 akan bergerak sebesar 90° dan servo2 bergerak -90° dan ketika suhu <28°c maka kedua servo bergerak 180° hal ini akan berulang terus menerus. Dapat disimpulkan ketika terjadi perubahan suhu maka nilai data berubah yang menyebabkan perubahan posisi otomatis pada servo sesuai kondisi yang diberikan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar