Senin, 15 Februari 2016

Pembuka Gerbang Otomatis Menggunakan Arduino Uno R3

Posted by Elektronika Polines on 6:50 PM , 1 komentar
 PEMBUKA GERBANG OTOMASTIS MENGGUNAKAN ARDUINO UNO R3

Ahmad Misbahur Rohim , Sigit Syoim Purnomo , Hanafil Lutfia Anisa , Samuel BETA
 Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektronika 
Politeknik Negeri Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275
E-mail : [1] ahmadmisbahurrohim@gmail.com , [2] sigitsyoimpurnomo@gmail.com
[3] hanafilanisa13@gmail.com , [4] sambetak2@gmail.com


Intisari - Untuk mempermudah orang dalam membuka dan menutup pintu gerbang rumah, kantor, dan lain-lain, dibutuhkan alat otomatis yang membantu mempermudah tugas manusia, yaitu dengan membuat pintu gerbang membuka dan menutup secara otomatis. Maka dalam proyek ini dibuatlah aplikasi Arduino UNO R3 menggunakan masukan sensor  ultrasonik HC-SR 04 dan motor stepper. Sensor ultrasonik HC-SR 04 digunakan untuk mendeteksi apakah ada orang atau tidak. Sedangkan Motor Stepper sebagai penggerak pintu gerbang untuk membuka dan menutup. Sedangkan Arduino UNO R3 sebagai kontroler dan pemroses sinyal.
Kata Kunci : Arduino UNO R3, Sensor Ultrasonik HC-SR04, Motor Stepper.
 
Abstract – To facilitate the opening and closing the gate of a house, office , etc. , needed an automated tool that helps simplify the task of man , namely by making the gate opens and closes automatically . So in this project made ​​Arduino UNO R3 application using ultrasonic sensor inputs HC- SR 04 and stepper motors . Ultrasonic sensor HC-SR 04 is used to detect whether someone or not . While the Stepper motor as the driving gate to open and close. While the Arduino UNO R3 as a controller and signal processing.
 
Keywords : Arduino UNO R3 , HC- SR04 Ultrasonic Sensor , Motor Stepper .
 

I.     Pendahuluan


Keamanan rumah merupakan kebutuhan bagi setiap manusia. Oleh karena itu pada setiap rumah dibangun sebuah pagar yang biasannya dilengkapi dengan pintu gerbang. Pada saat ini pintu gerbang disetiap rumah masih manual, artinya masih dibuka dan ditutup dengan bantuan orang. Di zaman yang serba cepat dan zaman serba otomatis seperti sekarang ini orang-orang cenderung sering merasa lelah atau sering malas untuk membuka dan menutup pintu gerbang karena kesibukan yang mereka kerjakan.
Kemudian dibuat pembuka gerbang otomatis menggunakan Arduino Uno R3 untuk mempermudah orang-orang yang pintu gerbangnya masih menggunakan sistem buka dan tutup manual. Dengan menggunakan pembuka gerbang otomatis menggunakan Arduino Uno R3 ini tidak perlu lagi membuka dan menutup pintu gerbang secara manual. Selain itu ditambahkan sensor HC-SR04 sebagai pendeteksi apakah ada orang yang akan masuk atau tidak.

II.     Tinjauan Pustaka


Untuk mengetahui berbagai komponen dan peralatan yang dibutuhkan, maka disusunlah tinjauan pustaka sebagai acuan dalam merancang dan membuat aplikasi menggunakan Arduino Uno R3 ini.

A.     Sensor HC-SR04

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.
Prinsip Kerja Sensor Ultrasonik
Gambar 1. Prinsip Kerja Gelombang Ultrasonik
Pada Pompa Air Otomatis yang dibuat, alat ini digunakan sebagai sensor untuk mengukur ketinggian air.

B.     Motor Langkah(Stepper Motor)

B.1. Stepper Motor 28BYJ-48

Spesifikasi:
·           Model No: 28BYJ-48
·           Unipolar Stepper with 0.1" Spaced 5-pin Cable Connector
·           8 Steps Per Revolution
·           1/64 Geared Down Reduction
·           5V DC Suggested Operation
·           Weight: 37 g.
·           Dimensions: 28mm diameter, 20mm tall not including 9mm shaft with 5mm diameter
·           9" / 23 cm long cable
·           Holding Torque: 150 gram-force*cm, 15 N*mm/ 2 oz-force*in
·           Shaft: 5mm diameter flattened

Gambar 2 (a)Stepper Motor + Driver

B.2. Driver Stepper Motor

Rangkaian driver motor stepper merupakan rangkaian “open collector”, dimana output rangkaian ini terhubung dengan ground untuk mencatu lilitan-lilitan motor stepper. Arus keluaran mikrokontroler tidak dapat menggerakkan motor stepper. Maka diperlukan driver untuk mencatub arus motor stepper. Dengan menggunakan chip IC ULN2003 sebagai stepper motor driver. ULN2003 adalah sebuah IC yang berupa darlington array sebanyak 7 buah. Berikut ini adalah gambar IC ULN 2003. ULN2003 mempunyai arus keluaran sampai 500 mA. Pada saat ketujuh driver tersebut ON, IC ini dapat mencatu daya sampai 230 W (350 mA x 95 V). ULN2003 mempunyai resistor input serial yang dapat dipilih untuk operasi TTL atau CMOS 5 V.
Gambar 2(b) Pengendali Motor langkah (Stepper Motor)

Step
A
B
C
D
1.
1
0
0
0
2.
0
1
0
0
3.
0
0
1
0
4.
0
0
0
1

Tabel 1 Pengendali Motor langkah (Stepper Motor)

C.     Arduino Uno R3

Arduino Uno adalah papan mikrokontroler berbasis ATmega328. Arduino Uno memiliki 14 digital pin input/output, dimana 6 pin digunakan sebagai output PWM, 6 pin input analog, 16 MHz resonator keramik, koneksi USB, jack catu daya eksternal, header ICSP, dan tombol reset. Ini semua berisi hal-hal yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler; sederhana saja, hanya dengan menghubungkannya ke komputer dengan kabel USB atau sumber tegangan dengan adaptor AC-DC dan atau baterai untuk memulai menggunakan papan arduino.
Arduino Uno R3 berbeda dari semua papan Uno sebelumnya yang sudah tidak menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Sekarang, Arduino Uno menggunakan fitur Atmega16U2 (Atmega8U2 sampai dengan versi R2) yang diprogram sebagai konverter USB-to-serial.
Arduino Uno Revisi 2 memiliki resistor pulling untuk 8U2 dari jalur HWB ke ground, sehingga lebih mudah untuk dimasukkan ke dalam mode DFU.
Arduino Uno Revisi 3 memiliki fitur-fitur baru berikut:
  • pinout: ditambahkan pin SDA dan SCL yang dekat dengan pin AREF dan dua pin baru lainnya yang ditempatkan dekat dengan pin RESET, sedangkan IOREF digunakan sebagai perisai untuk beradaptasi dengan tegangan yang tersedia pada papan. Kedepannya, perisai akan dibuat kompatibel dengan dua jenis papan yang menggunakan AVR yang beroperasi pada tegangan 5V dan dengan Arduino Due yang beroperasi pada tegangan 3.3V. Sedangkan 2 pin tidak terhubung, yang disediakan untuk tujuan masa depan.
  • Sirkuit RESET handal.
  • Atmega 16U2 menggantikan 8U2.
“Uno” berarti satu yang diambil dari bahasa Italia dan penggunaan nama ini untuk menandai peluncuran Arduino 1.0. Uno dan versi 1.0 akan menjadi versi referensi Arduino, yang akan terus berkembang. Uno adalah yang terbaru dalam serangkaian papan USB Arduino, dan digunakan sebagai model referensi untuk platform Arduino.

Spesifikasi
Mikrokontroler
ATmega328
Tegangan Operasi
5 Volt
Input Voltage (disarankan)
7 - 12 Volt
Input Voltage (batas akhir)
6 - 20 Volt
Digital I/O Pin
14 (6 pin sebagai output PWM)
Analog Input Pin
6
Arus DC per pin I/O
40 mA
Arus DC untuk pin 3.3V
50 mA
Flash Memory
32 KB (ATmega328) 0,5 KB untuk bootloader
SRAM
2 KB (ATmega328)
EEPROM
1 KB (ATmega328)
Clock Speed
16 MHz

III.     PERANCANGAN ALAT


A.     Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika

Adapun sistem yang digunakan yaitu :
1.      Sensor HC-SR 04
2.      Motor Stepper

B.     Blok Diagram Hubungan Komponen Utama

Blok diagram aplikasi Arduino Uno R3 menggunakan masukan Sensor HC-SR 04 dengan luaran Motor Stepper dapat dilihat pada
gambar dibawah ini :
 














Gambar 9. Blok Diagram Komponen Utama

C.     Perangkat Lunak

Untuk diagram alir, program aplikasi Arduino Uno R3 menggunakan masukan sensor ultrasonik dan keluaran Motor Stepper
 

























Gambar 8. Diagram Alir

IV.     Pengujian Alat


A.     Pengujian Alat

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah alat yang dibuat sudah berjalan sesuai dengan yang diinginkan.
Pengujian ini meliputi dari pengujian sensor ultrasonic HC-SR04 dan motor stepper.


V.     KESIMPULAN

Setelah melakukan percobaan, pengambilan data, dan penganalisaan terhadap data yang telah didapat pada proyek ini, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:
1.    Arduino 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.    Pembuka pintu gerbang otomatis menggunakan arduino uno r3 ini mampu mempermudah manusia untuk membuka dan menutup pintu gerbang secara otomatis.
4.    Motor stepper berfungsi sebagai driver penggerak untuk membuka dan menutup pintu gerbang yang jarang membuka dan menutupnya bisa diatur melalui program perlangkah (stepnya).

REFERENSI

[1]     http://ilmubawang.blogspot.com/2012/11/sensor-ultrasonik-hc-sr04.html
[2]     http://www.hendriono.com/blog/post/mengenal-arduino-uno
[3]     http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/motor-stepper/


Misbah.jpgNama penulis Ahmad Misbahur Rohim. Penulis dilahirkan di Kudus, tanggal 20 Maret 1995. Penulis telah menempuh pendidikan formal di MI-Miftahul Huda 01, MTs Negeri Kudus, dan SMA 2 Bae Kudus. 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. 3.32.13.0.02. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email: Ahmadmisbahurrohim@gmail.com  

Nama penulis Sigit Syoim Purnomo. Penulis dilahirkan di Purbalingga, tanggal 15 Februari 1995. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN 02 Pandansari, SMPN 1 Bukateja, dan SMAN 1 Bukateja. 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. 3.32.13.0.19. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email: sigitsyoimpurnomo@gmail.com .



Nama penulis Hanafil Lutfia Anisa. Penulis dilahirkan di Kudus, tanggal 13 Agustus 1994. Penulis telah menempuh pendidikan formal di MI NU Khurriyatul Fikri, SMPN 1 Jati, dan SMA 2 Kudus. 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. 3.32.13.0.09. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email: hanafilanisa13@gmail.com .

1 komentar :

  1. BftAuto19 Juli 2017 pukul 12.21

    Asalamuallaikum..
    salam kenal pak…
    Perkenalan saya dari distributor peralatan otomatisasi seperti pintu otomatis dan palang parkir.
    Bila berkenan atau mungkin ada kebutuhan, boleh mampir ke web kami.
    Terima Kasih
    http://www.bft-bandung.com

    BalasHapus

Langganan: Posting Komentar ( Atom )