Selasa, 16 Februari 2016

KENDALI BANJIR OTOMATIS BERBASIS ARM

Posted by Elektronika Polines on 10:38 PM , 1 komentar


KENDALI BANJIR OTOMATIS BERBASIS ARM

Ambar Puspitasari1, Rizaldi Eka P2, Setyo Yunarto3, Samuel BETA.4
1Mahasiswa dan 2Dosen Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro,
Politeknik Negeri Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia
E-mail :  Puspitasari_ambar@yahoo.com, rizaldi.eka@gmail.com, setyocules@gmail.com


Intisari --      Untuk mempermudah orang dalam proses menunggu pengisian air di dalam tandon, dibutuhkan alat otomatis untuk menghidupkan atau mematikan pompa. Maka dalam proyek ini dibuatlah aplikasi ARM (Advanced RISC Machine) menggunakan masukan sensor  ultrasonik SRF 05 dan luaran pompa air. Sensor ultrasonik SRF 05 digunakan untuk mengukur ketinggian level air. Pompa air digunakan untuk mengisi ulang air ke dalam tandon. Relay digunakan mengontrol Pompa Air hidup atau mati secara otomatis. Sedangkan ARM sebagai kontroler dan pemroses sinyal.
Kata Kunci : ARM, Sensor Ultrasonik SRF 05, Driver, Pompa Air Otomatis, Indikator Level Air. 
 
Abstract – To simplify the process waiting for the water filling in the reservoir, automated tools needed to turn on or turn off the pump. So in this project was made applications ARM (Advanced RISC Machine) uses ultrasonic sensor inputs SRF 05 and the outer water pump. Ultrasonic sensor SRF 05 is used to measure the height of the water level. The water pump is used to recharge water into the reservoir. Relay is used to control the water pump on or off automatically. While ARM as a controller and signal processing.
Keywords: ARM, SRF 05 Ultrasonic Sensor, Driver, Water Pump Automatic Water Level Indicator.

1.     PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Air merupakan salah satu kebutuhan pokok yang harus ada setiap harinya dalam kegiatan sehaai-hari manusia. Pada saat ini masih banyak orang yang memanfaatkan pompa air untuk mengisi tandon air yang ada di rumah atau di gedung-gedung perkantoran. Di zaman yang serba cepat dan zaman serba otomatis seperti sekarang ini orang-orang cenderung sering lupa atau sering malas untuk menunggu tandon airnya penuh karena kesibukan yang mereka kerjakan.

Kemudian untuk membantu kegiatan sehari-hari manusia maka dibuat pompa air otomatis berbasis ARM untuk memudahkan orang-orang yang masih menggunakan tandon air manual sebagai sumber penyimpanan airnya. Dengan menggunakan pompa air otomatis berbasis ARM ini setiap orang tidak perlu lagi untuk menunggu tandon terisi air dengan penuh.

1.2           Tujuan
Tujuan pembuatan alat ini adalah :
1.       Sebagai modul pembelajaran
2.       Sebagai pemompa air yang dapat digunakan secara otomatis guna memudahkan kegiatan sehari-hari.

1.3           Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang, akan ditentukan beberapa rumusan masalah, yaitu :
1.       Bagaimana alat yang didesain dengan mikrokontroller ARM dapat bekerja dalam proses pengisian air meggunakan pompa.
2.       Bagaimana proses pengisian air otomatis menggunakan ARM?

1.4  Pembatasan Masalah
Adapun yang membatasi alat ini adalah :
1.     Pegisian air menggunakan pompa air secara otomatis.
2.     Menggunakan ARM

1.5  Metodologi
Target proyek ini menjalankan program yang dapat diimplementasikan langsung terhadap alat. Langkah -  langkah pembuatan Proyek ARM dapat didefinisikan sebagai berikut :
1.     Studi pustaka alat dan bahan
2.     Perancangan perangkat lunak dan program
3.     Implementasi program
4.     Pengujian perangkat lunak dan perangkat keras
5.     Analisa
6.     Laporan


2.     TINJAUAN PUSTAKA
Penjelasan dan uraian teori penunjang yang digunakan dalam membuat alat ini diperlukan untuk mempermudah pemahaman tentang cara kerja rangkaian maupun dasar-dasar perencanaan pembuatan alat.

A.     Sensor SRF 05

Gelombang ultrasonik adalah gelombang dengan besar frekuensi diatas frekuensi gelombang suara yaitu lebih dari 20 KHz. Seperti telah disebutkan bahwa sensor ultrasonik terdiri dari rangkaian pemancar ultrasonik yang disebut transmitter dan rangkaian penerima ultrasonik yang disebut receiver. Sinyal ultrasonik yang dibangkitkan akan dipancarkan dari transmitter ultrasonik. Ketika sinyal mengenai benda penghalang, maka sinyal ini dipantulkan, dan diterima oleh receiver ultrasonik. Sinyal yang diterima oleh rangkaian receiver dikirimkan ke rangkaian mikrokontroler untuk selanjutnya diolah untuk menghitung jarak terhadap benda di depannya (bidang pantul). Prinsip kerja dari sensor ultrasonik ditunjukkan dalam gambar dibawah ini.
Gambar 1. Prinsip Kerja Gelombang Ultrasonik
Pada Pompa Air Otomatis yang dibuat, alat ini digunakan sebagai sensor untuk mengukur ketinggian air.

B.     Pompa Air

Water pump atau pompa air merupakan elemen yang berfungsi untuk menyerap sekaligus mendorong air yang terdapat pada sistem pendinginan sehingga dapat bersikulisasi pada mesin. Rongga-rongga mesin yang dilewati sirkulasi akan mendinginkan suhu dinding pada booring silinder. Hal ini secara otomatis dapat menaikkan suhu mesin dan untuk selanjutnya proses pendinginan dilakukan dibagian radiator. Kelancaran sirkulasi air pendingin harus benar-benar dijaga sebab apabila kelancaran sirkulasi air terganggu dengan adanya karat atau kotoran-kotoran lain dapat menimbulkan kenaikan temperatur mesin atau bahkan menimbulkan kerusakan pada mesin. Pompa air dapat bekerja setelah mesin dihidupkan sebab pompa air bekerja melalui bantuan v-belt. V -belt berfungsi untuk menggerakkan kipas yang mengalirkan air ke seluruh rongga-rongga mesin. Salah satu kerusakan yang terjadi pada pompa air adalah putusnya benda yang bertugas menggerakkan kipas ini.

 Gambar 3. Pompa air

            Pada Pompa Air Otomatis yang dibuat, pompa ini berfungsi untuk mengisi tandon secara otomatis saat level air mencapai level rendah, kemudian berhenti secara otomatis saat level air mencapai level tinggi.

C.     ARM CortexM0

ARM adalah prosesor dengan arsitektur set instruksi 32­bit RISC (Reduced Instruction Set Computer) yang dikembangkan oleh ARM Holdings. ARM merupakan singkatan dari Advanced RISC Machine.


 Gambar 6. Keluarga Mikroprosesor ARM



Mikroprosesor ARM mempunyai beberapa keluarga untuk menjangkau berbagai aplikasi, salah satunya adalah ARM Cortex Prosesor Embedded (ARM Cortex Embedded Processors). Prosesor­-prosesor di keluarga seri Cortex­M telah dikembangkan khusus untuk domain mikrokontroler, dimana permintaan untuk kecepatan, determinasi waktu proses, dan manajemen interrupt bersama dengan jumlah gate silikon minimum (luas silikon yang minimum menentukan harga akhir prosesor) dan konsumsi daya yang minimum sangat diminati, seperti ARM Cortex­M0 yang merupakan prosesor untuk menggantikan aplikasi mikrokontroler 8­/16­bit dengan tipe ARM NUC120

ARM NUC120 merupakan sebuah modul mikrokontroler 32-bit berbasis ARM CortexM0.  ARM NUC 120 BOARD dilengkapi dengan program bootloader sehingga tidak membutuhkan divais programmer terpisah. NUC120 dapat beroperasi dengan kecepatan CPU sampai 48MHz. Telah dilengkapi dengan Full Speed USB 2.0 Device Controller yang sangat fleksibel dan dapat dikonfigurasi untuk berbagai aplikasi berbasis USB.
 Gambar 7. DT-ARM NUC120RDBN



Spesifikasi             :

  1. Berbasis NUC120RD2BN dengan Flash memory APROM sebesar 64 Kbyte, 8 Kbyte SRAM, 4 Kbyte Data Flash.
  2. Memiliki kemampuan IAP (In Applicaton Programming) dan ISP (In System Programming) melalui bootloader software pada LDROM.
  3. Tersedia jalur SWD (Serial Wire Debug) yang dapat digunakan untuk debugging serta programming.
  4. Dapat diprogram langsung melalui jalur USB.
  5. Mendukung Peripheral DMA mode.
  6. Memiliki 8 channel ADC dengan resolusi 12 bit.
  7. Memiliki 4 buah timer 32 bit.
  8. Memiliki fungsi Watchdog dan RTC.
  9. Dilengkapi dengan 4 buah hardware PWM dengan resolusi 16 bit.
  10. Memiliki masing-masing 2 kanal jalur komunikasi UART, SPI, dan I2C.
  11. Memiliki 1 channel I2C.
  12. Tersedia antarmuka USB dan UART RS-485.
  13. Terdapat sensor suhu built-in dengan range -40 - 125°C  dengan resolusi 1°C. Sensor ini memiliki gain -1.76mV/°C dan offset 720 mV pada suhu 0°C.
  14. Memiliki hingga 45 jalur GPIO yang masing-masing dapat dikonfigurasi pull-up/ pull-down resistor, repeater mode, input inverter, dan open-drain mode.
  15. Terdapat 22 MHz internal osilator.
  16. Frekuensi osilator eksternal sebesar 12 MHz dan fitur PLL sampai dengan 48 MHz.
  17. Frekuensi osilator eksternal sebesar 32.768 KHz yang dapat digunakan untuk fungsi RTC dan Low Power Mode.
  18. Tersedia rangkaian reset manual.
  19. Bekerja pada tegangan 3,3 – 5,5 V.
  20. Dilengkapi dengan regulator 3,3 V dan 5 V dengan arus maksimum 800 mA
  21. Tersedia pilihan catu daya input : catu daya eksternal 6,5 – 12 VDC (via regulator), catu daya eksternal 3,3 – 5,5 VDC (tanpa melalui regulator), atau menggunakan sumber catu daya dari jalur USB.

D.     DRIVER

Drive buzzer dalam rangkaian ini berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan buzzer yang mempunyai tegangan  kerja 12 VDC dengan pengendalian dari mikrokontroler. Saat input dari driver mendapat logic tinggi dari mikrokontroler, maka transistor BD139 dalam keadaan saturasi sehingga seolah-olah seperti saklar tertutup dan menyebabkan arus dapat mengalir melalui buzzer dan buzzer berbunyi. Sedangkan saat input mendapat logic rendah dari mikrokontroler akan berada pada kondisi CUT OFF, ssehingga seolah-olah seperti saklar terbuka atau dapat dikatakan bahwa kondisi OFF. Hal ini akan menyebabkan arus tidak dapat mengalir melalui buzzer dan tidak berbunyi.
Driver dirancang agar mengalirkan arus ke Valve saat logika port mikrokontroler tinggi dan sebaliknya. Perancangan didasarkan pada kondisi cut-off dan saturasi transistor. Kondisi cut-off terjadi saat keluaran mikrokontroler logika rendah. Perancangan kondisi saturasi transistor saat keluaran mikrokontroler


 Gambar 8. Penggunaan Driver



3.       METODE PEMBUATAN ALAT

Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika


Adapun sistem yang digunakan yaitu :

1.       Sensor SRF 05

2.       Driver

3.       Pompa Air



Blok Diagram Hubungan Komponen Utama


Blok diagram aplikasi ARM menggunakan masukan sensor cahaya dengan luaran motor dapat dilihat pada

gambar dibawah ini :

 Gambar 7. Blok Diagram Komponen Utama



E.     Perangkat Lunak


Untuk diagram alir, program aplikasi ARM menggunakan masukan sensor ultrasonic.




Gambar 8. Diagram Alir

II.     Pengujian Alat


A.     Pengujian Sensor SRF-05


Pengujian ini bertujuan untuk mendapatkan nilai tegangan input yang kemudian dijadikan sebagai bit masukan pada pengkondisian sinyal. Yang merupakan sensor yang dibuat untuk pengisian air secara otomatis.


III.     Kesimpulan

Setelah melakukan percobaan, pengambilan data, dan penganalisaan terhadap data yang telah didapat pada proyek ini, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:
1.     ARM dapat memudahkan kita dalam kehidupan sehari-hari terutama untuk instrumentasi sebagai mikrokontroler yang canggih.
2.     Manfaat sensor ultrasonic banyak sekali, salah satunya yaitu sebagai sensor pendeteksi jarak dengan menangkap sinyal berbentuk suara ultrasonik.
3.     Pompa air otomatis berbasis ARM ini  memudahkan orang-orang yang masih menggunakan tandon air sebagai sumber penyimpanan airnya, dengan menggunakan pompa air otomatis berbasis ARM ini tidak perlu lagi untuk menunggu tandon airnya penuh.


4.       DAFTAR PUSTAKA
[1[ http://ilmubawang.blogspot.com/2012/11/sensor-ultrasonik-hc-sr04.html
[2]http://www.kelas-mikrokontrol.com/e-learning/mikrokontroler/mengenal-arm-cortex%C2%ADm0.html
[3]Manual DT-ARM NUC120 Board.pdf


5.       BIODATA

Nama Ambar Puspitsari. Penulis dilahirkan di kota Boyolali, 16 Januari 1995. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Kemala Bhayangkari, SDN Simo 1, SMP 1 Simo, dan SMA 1 Simo. Tahun 2013 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2013 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.13.2.03. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email : Puspitasari_ambar@yahoo.com
 
Nama penulis Rizaldi Eka P. Penulis dilahirkan di Semarang pada 27 Januari 1995. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Nurul Islam, SDN  Purwoyoso 03,04,10, SMPN 1 Semarag, dan SMAN 6 Semarang. Tahun 2013 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2013 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.13.2.19. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email:rizaldi.eka@gmail.com

Nama penulis Setyo Yunarto. Penulis dilahirkan di Pati pada 26 Juni 1995. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Tunas Mekar, SDN Sukoharjo 01, SMPN 3 Pati , dan SMAN 3 Pati. Tahun 2013 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2013 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.13.2.21. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email:setyocules@gmail.com

Nama pengajar Samuel BETA. Beliau mengajar di program studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang. Email : sambetak2@gmail.com

1 komentar :

Langganan: Posting Komentar ( Atom )