Modul 2

 

modul 2 up uc ( Keypad dan Motor Servo )

Smart Garage

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

6.Video

7. Download File

 

Pendahuluan  [KEMBALI]

   Seiring bertambahnya populasi dan juga jumlah kendaraan bermotor, maka semakin berkurang juga lahan parkir yang tersedia. Nantinya akan memaksa si pemilik kendaraan untuk memarkirkan kendaraannya hanya di tempat terbuka, tanpa ada pengawasan. Hal ini akan berakibat membuka kesempatan bagi oknum yang untuk melakukan tindak kriminal seperti pencurian

    Oleh karena itu ,diperlukan suatu inovasi agar dapat menjamin keamanan kendaraan. Salah satu bentuk perwujudannya adalah dengan menggunakan Smart Garage yang memungkinkan pemilik kendaraan dapat memarkirkan kendaraannya dengan aman

Tujuan [KEMBALI]

• Memenuhi tugas Mikrroprosesor dan Mikrokontroler 
• Menjelaskan prinsip kontrol Motor Servo dengan PWM+Keypad
• Mensimulasikan rangkaian yang menggunakan kontrol motor servo dengan PWM+ Keypad

ALAT DAN BAHAN [KEMBALI]

1. Power Supply

2. Voltmeter DC

3. Arduino

Spesifikasi :

4. Sensor Pir

Spesifikasi : 

Voltage                     : 5V – 20V

Power consumption : 65mA

TTL output               : 3.3V, 0V

Delay time                : adjustable (.3->5min)

Lock time                 : 0.2 sec

Temperature             : -15 ~ +70 

5. Touch Sensor

6. Sensor pendeteksi Jarak 

Spesifikasi

Sensor HC-SR04 memiliki spesifikasi sebagai berikut :

• Tegangan : 5V DC
• Arus statis : < 2mA
• Level output : 5v – 0V
• Sudut sensor : < 15 derajat
• Jarak yg bisa dideteksi : 2cm – 450cm (4.5m)
• Tingkat keakuratan : up to 0.3cm (3mm)

7. Motor Servo

 

   Motor servo  memberikan spesifikasi kinerja yang meliputi berikut ini. Spesifikasi ini harus disesuaikan berdasarkan kebutuhan beban aplikasi untuk mengukur motor dengan benar.

• Kecepatan poros secara sederhana mendefinisikan kecepatan pada titik mana poros berputar, dinyatakan dalam RPM (rotasi per menit).
• Biasanya kecepatan yang ditawarkan oleh pabrikan adalah kecepatan tanpa beban dari poros keluaran atau kecepatan di mana torsi keluaran motor adalah nol.
• Tegangan terminal adalah tegangan desain motor yang menentukan kecepatan motor. Kecepatan ini hanya dikontrol dengan menambah atau mengurangi tegangan yang disuplai ke motor.
• Gaya rotasi seperti torsi dihasilkan oleh poros motor servo dc. Jadi, torsi yang diperlukan untuk motor ini hanya ditentukan oleh karakteristik kecepatan-torsi dari berbagai beban yang dialami dalam aplikasi target. Torsi ini ada dua jenis torsi awal dan torsi kontinu.
• Torsi awal adalah torsi yang dibutuhkan saat menghidupkan motor servo. Torsi ini biasanya lebih tinggi dibandingkan dengan torsi kontinu.
• Torsi kontinyu merupakan torsi keluaran yang merupakan kapasitas motor dalam kondisi berjalan konstan.
• Motor ini harus memiliki kapasitas kecepatan & torsi yang memadai untuk aplikasi termasuk margin 20 hingga 30% antara kebutuhan beban serta peringkat motor untuk memastikan keandalan. Bila margin tersebut melebihi terlalu besar maka efektifitas biaya akan berkurang. 

4. Dasar Teori [ Kembali ]

1. Arduino

Kontruksi 

    Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifatopen-source, diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardware arduino memiliki prosesor Atmel AVR dan software arduino memiliki bahasa pemrograman C.Memori yang dimiliki oleh Arduino Uno sebagai berikut : Flash Memory sebesar 32KB, SRAM sebesar 2KB, dan EEPROM sebesar 1KB. Clock pada board Uno menggunakan XTAL dengan frekuensi 16 Mhz. Dari segi daya, Arduino Uno membutuhkan tegangan aktif kisaran 5 volt, sehingga Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB. Arduino Uno memiliki 28 kaki yang sering digunakan. Untuk Digital I/O terdiri dari 14 kaki, kaki 0 sampai kaki 13, dengan 6 kaki mampu memberikan output PWM (kaki 3,5,6,9,10,dan 11). Masing-masing dari 14 kaki digital di Uno beroperasi dengan tegangan maksimum 5 volt dan dapat memberikan atau menerima maksimum 40mA. Untuk Analog Input terdiri dari 6 kaki, yaitu kaki A0 sampai kaki A5. Kaki pin merupakan tempat input tegangan kepada Uno saat menggunakan sumber daya eksternal selain USB dan adaptor.

    ATMega328 merupakan bagian mikrokontroler yang ada pada arduino R3 keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang mana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain:

1. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanen karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

2. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.

3. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.

4. 32 x 8-bit register serba guna.

5. Dengan clock 16 MHz kecepatan mencapai 16 MIPS.

6. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.

7. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.

2. Resistor

Resistor merupakan salah satu komponen yang digunakan dalam sebuah sirkuit atau rangkaian elektronik. Resistor berfungsi sebagai resistansi/ hambatan yang mampu mengatur atau mengendalikan tegangan dan arus listrik rangkaian. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm :

 3. Power Supply

Vcc berfungsi untuk memberikan tegangan kepada input, dimana disini diberikan kepada switch.

4. Touch Sensor

1. Pengertian sensor sentuh

    Sensor sentuh pada dasarnya adalah saklar dengan berbagai macam variasi bentuknya, penggunaan sensor sentuh disini digunakan untuk menutup garasi.

2. Cara Kerja Sensor Sentuh :

    Cara kerja sensor sentuh adalah active low, karena rangkaian ini mengggunakan resistor, resistor pulp up dan pulp down, rangkaian pulp up berisfat active low mengeluarkan sinyal 1 kecuali saat saklar aktif, namun sebaliknya resistor pulp down akan akrif jika mengeluarkan sinyal 0 kecuali saat saklar tidak aktif.

Jika rangkaian mengeluarkan sinyal 1 saat tombol tidak ditekan, namun jika sungut tertekan maka sinyal output akan menjadi 0 karena dihubungkan dengan ground.

3. Jenis sensor sentuh 

    sensor sentuh pada dasarnya adalah saklar limit switch dan microswitch( saklar spdt) dengan berbagai macam bentuk variasinya, sensor sentuh biasanya digunakan yaitu transistor pulp up bersifat active low yang berarti rangkaian mengeluarkan sinyal 1 kecuali saklar aktif, saklar down yaitu bersifat kebalikan dari saklar pulp up yaitu bersifat active low yaitu rangkaian mengeluarkan sinyal 0 kecuali saat saklar aktif, nilai resistor pada pulp down bekisar antara 1-10kq

4. Grafik Respon Sensor Sentuh

Grafik respon:

5. Sensor PIR

    PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari IR LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan apapun seperti IR LED. Sesuai dengan namanya ‘Passive’, sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya. Benda yang bisa dideteksi oleh sensor ini biasanya adalah tubuh manusia

Diagram sebsor PIR:

PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari IR LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan apapun seperti IR LED. Sesuai dengan namanya ‘Passive’, sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya. Benda yang bisa dideteksi oleh sensor ini biasanya adalah tubuh manusia.

Sensor PIR ini bekerja dengan menangkap energi panas yang dihasilkan dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki setiap benda dengan suhu benda diatas nol mutlak. Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yangterbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.

Grafik Respon Pir terhadap suhu

6. Rangkaian Reset

Mikrokontroler menggunakan rangkaian reset. Rangkaian power on reset terdiri dari resistor 4,7KΩ dan tombol untuk penekanan reset secara manual yang diparalel dengan capasitor 10nF.

Rangkain Reset

   

PERCOBAAN [ Kembali ]

a) Prosedur

1. Download library yang diperlukan pada bagian download dalam blog.     
2. Buka proteus yang sudah diinstal untuk membuat rangkaian.
3. Tambahkan komponen seperti Arduino, sensor, dan perangkat lainnya lalu susun menjadi rangkaian.
4. Buka Arduino IDE yang sudah diinstal.
5. Jalankan Rangkaian 

c)  Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja 

  

d) Flowchart dan Program Arduino

Program pada arduino 

#include <Keypad.h>

#include<Servo.h>

#define pir 13

#define jarak A0

#define touch 12

Servo servo;

const byte JmlBaris = 4; // 4 baris

const byte JmlKolom = 3; //3 kolom

char keys[JmlBaris][JmlKolom] = {

  {'1','2','3'},

  {'4','5','6'},

  {'7','8','9'},

  {'*','0','#'}

};

//hubungkan pin baris keypad dengan pin arduino

  byte PinBaris[JmlBaris] = {3, 2, 8, 7};

// hubungkan pin kolom keypad dengan pin arduino

byte PinKolom[JmlKolom] = {4, 5, 6};

Keypad keypad = Keypad(makeKeymap(keys), PinBaris, PinKolom, JmlBaris, JmlKolom );

void setup() {

  Serial.begin(9600);

  servo.attach (9);

  pinMode(pir, INPUT);

  pinMode(jarak, INPUT);

  pinMode(touch, INPUT);

}

void loop() {

  int s_jarak = analogRead(jarak);

  int s_pir = digitalRead(pir);

  int s_touch = digitalRead(touch);

  Serial.print("Sj: ");

  Serial.println(s_jarak);

  char key = keypad.getKey();

  if(key == '5'){

    servo.write(0);

    delay(100);

  }

  if(key == '9' && s_pir == HIGH && s_touch == HIGH){

    servo.write(180);

    delay(100);

  }

  else if(s_pir == LOW && s_jarak > 100){

    servo.write(180);

    delay(100);

  }

}

e) Kondisi

1. Mobil tidak berada di dalam garasi dan ada mobil di depan garasi dengan jarak <= 70 ,      maka pintu garasi akan terbuka

2.Jika ada  Mobil berada di dalam garasi, meskipun ada mobil di depan garasi dengan           jarak <= 70 , maka pintu garasi tidak akan terbuka

3. Jika memasukkan input pada keypad nomor 5 , maka pintu garasi akan terkunci

4. Jika ada mobil di dalam garasi , sensor touch aktif dan pada keypad dimasukkan input       9 maka pintu garasi akan terbuka

6. Video [ Kembali ]

Video Simulasi Rangkaian

Video Teori

• PIR Sensor

• Touch Sensor

7. Download File [ Kembali ]

Download rangkaian klik disini
Download HMTL klik disini
Download listing program klik disini
Download video simulasi rangkaian klik disini

• Download Library

Download library Arduino klik disini
Download library PIR sensor klik disini 

Download library Touch sensor  klik disini

• Download datasheet 

Download datasheet Arduino UNO klik disini

Download datasheet Resistor klik disini
Download datasheet Touch Sensor klik disini

Download datasheet Resistor klik disini

Download datasheet PIR Sensor klik disini