-
Arduino uno
-
Sensor ultrasonic
-
Sensor infrared
-
Motor DC
-
LCD 16 x 2
-
LED red
-
LED green
-
Buzzer
-
Baterai 12v
-
Relay
-
Transistor
-
Diode
-
Resistor
-
Lampu
-
Sumber AC
-
Potensiometer
-
Logicstate
1.
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 perusahaanAtmel. 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 |
BAGIAN-BAGIAN ARDUINO
UNO
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.
BAGIAN-BAGIAN PENDUKUNG
RAM
RAM (Random Access Memory)
adalah tempat penyimpanan sementara pada komputer yang isinya dapat
diakses dalam waktu yang tetap, tidak memperdulikan letak data tersebut dalam
memori atau acak. Secara umum ada 2 jenis RAM yaitu SRAM (Static Random
Acces Memory) dan DRAM (Dynamic Random Acces Memory)
ROM
ROM (Read-only Memory)
adalah perangkat keras pada computer yang dapat menyimpan data secara permanen
tanpa harus memperhatikan adanya sumber listrik.ROM terdiri dari Mask ROM,
PROM, EPROM, EEPROM.
2.
Sensor ultrasonic
Sensor ini merupakan sensor ultrasonik siap
pakai, satu alat yang berfungsi sebagai pengirim, penerima, dan pengontrol
gelombang ultrasonik. Alat ini bisa digunakan untuk mengukur jarak benda dari
2cm - 4m dengan akurasi 3mm. Alat ini memiliki 4 pin, pin Vcc, Gnd, Trigger,
dan Echo. Pin Vcc untuk listrik positif dan Gnd untuk ground-nya. Pin Trigger
untuk trigger keluarnya sinyal dari sensor dan pin Echo untuk menangkap sinyal
pantul dari benda.
Cara menggunakan alat ini yaitu: ketika kita
memberikan tegangan positif pada pin Trigger selama 10uS, maka sensor akan
mengirimkan 8 step sinyal ultrasonik dengan frekuensi 40kHz. Selanjutnya,
sinyal akan diterima pada pin Echo. Untuk mengukur jarak benda yang memantulkan
sinyal tersebut, maka selisih waktu ketika mengirim dan menerima sinyal
digunakan untuk menentukan jarak benda tersebut.
Berikut adalah visualisasi dari sinyal yang dikirimkan oleh sensor
HC-SR04
Nilai jarak dapat diperoleh melalui rumus berikut ini:
Jarak (cm) = Lama Waktu Pantul (uS) / 29.034 / 2
Rumus jarak didapat dari pembagian lama waktu
pantul dengan kecepatan gelombang ultrasonik dan dibagi 2 karena pada saat
pemantulan terjadi dua kali jarak tempuh antara sensor dengan objek.Yaitu pada
saat gelombang dipancarkan dari transmitter ke objek dan pada saat gelombang
memantul ke receiver ultrasonik.
Grafik Respon Sensor:
3.
Sensor infrared
Sensor IR
(Infrared) adalah sebuah sensor yang dapat mendeteksi
rintangan menggunakan cahaya inframerah yang dipantulkan.Sensor ini mempunyai
dua bagian utama yaitu IR emitter dan IR receiver. Emitter bertugas memantulkan
inframerah ke rintangan atau objek kemudian akan dipantulkan dan diterima oleh
receiver. Ketika inframerah mengenai sebuah objek, kondisinya akan LOW dan
begitu juga sebaliknya.
Dalam komponen tersebut
terdapat 2 sensor infrared yang masing-masing berfungsi
sebagai pemancar dan penerima, bentuknya seperti LED kecil, dari gambar diatas
dapat dilihat Infrared yang berwarna biru berfungsi sebagai pemancar cahaya,
dan yang berwarna hitam berfungsi sebagai penerima cahayanya
Dari gambar diatas dapat kita pahami bahwa
ketika sensor dihadapkan dengan benda yang dapat merefleksikan cahaya maka
cahaya, maka cahaya akan diteruskan kepada sensor receiver. Jika sensor
dihadapkan dengan benda yang tidak dapat merefleksikan cahaya, maka cahaya
InfraRed tidak akan diteruskan.
Dari hasil percobaan yang dilakukan, keluaran
dari sensor akan bernilai high ketika dihadapkan dengan warna yang tidak dapat
merefleksikan cahaya, misalnya dengan warna hitam. kemudian pada saat
dihadapkan dengan benda/warna yang tidak dapat merefleksikan cahaya keluaran
dari sensor bernilai LOW.
Grafik
Respon Infrared:
4. Motor DC
Secara teori, Motor DC adalah Motor listrik yang membutuhkan suplai tegangan arus searah atau arus DC (Direct Current) pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor tersebut disebut stator, dan kumparan jangkar disebut rotor.
5. LCD 16 x 2
Liquid Crystal Display (LCD) adalah sebuah
peralatan elektronik yang berfungsi untukmenampilkan 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.
6.
LED
LED (Light Emitting Diode) atau sering
disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya
monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang
terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED
tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. Pada praktikum ini digunakan LED berwarna hijau yang
terbuat dari bahan semikonduktor Aluminium Gallium Phosphide
(AlGaP) dengan wavelength 550-570nm
dan LED merah dengan panjang gelombang 620-740 nm.
Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola
lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai
perangkat elektronika.Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan
pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.
Cara kerja dari LED, seperti
dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari
Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua
kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan
cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke
Katoda.
LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang
di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses
doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian
(impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik
kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward
yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type
material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah
yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole
akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan
cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai
Transduser yang dapat mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.
7.
Buzzer
Buzzer Listrik adalah sebuah komponen elektronika
yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Pada umumnya, Buzzer
yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan pada rangkaian
anti-maling, Alarm pada Jam Tangan, Bel Rumah, peringatan mundur pada Truk dan
perangkat peringatan bahaya lainnya. Jenis Buzzer yang sering ditemukan dan
digunakan adalah Buzzer yang berjenis Piezoelectric, hal ini dikarenakan Buzzer
Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih
ringan dan lebih mudah dalam menggabungkannya ke Rangkaian Elektronika lainnya.
Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini juga sering disebut dengan
Beeper.
8.
Baterai 12v
Battery adalah sebuah alat yang dapat merubah
energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh
suatu perangkat elektronik.Dalam
betrai ion litium berpindah dari elektroda negatif ke melalui elektrolit ke
elektroda positif selama pengosongan dan kembali pada saat pengisian.Baterai Li-ion menggunakan senyawa
litium selingan sebagai bahan di elektroda positif dan biasanya grafit di
elektroda negatif.
9. Relay
Relay
adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen
Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni
Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay
menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan
arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang
bertegangan lebih tinggi.
Prinsip
Kerja Relay
Pada
dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar
yaitu :
-
Electromagnet (Coil)
-
Armature
-
Switch Contact Point (Saklar)
-
Spring
Kontak Poin
(Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :
-
Normally Close (NC) yaitu
kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)
-
Normally Open (NO) yaitu
kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)
Berdasarkan
gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil
yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil
diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian
menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru
(NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi
barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan
menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik,
Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay
untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus
listrik yang relatif kecil.
10.
Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.
11.
Resistor
Resistor merupakan salah satu komponen yang paling
sering ditemukan dalam Rangkaian Elektronika.Hampir setiap peralatan
Elektronika menggunakannya.Pada dasarnya Resistor adalah komponen Elektronika
Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi
untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika.
Resistor atau dalam bahasa Indonesia sering disebut dengan Hambatan atau
Tahanan dan biasanya disingkat dengan Huruf “R”. Satuan Hambatan atau
Resistansi Resistor adalah OHM (Ω).
Cara menghitung nilai resistor :
-
Nilai Resistor yang
berbentuk Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body)
Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor,
tetapi ada juga yang 5 Gelang.
-
Gelang warna Emas
dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda
gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada
nilai Resistor yang bersangkutan.
Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di
Tubuh Resistor :
Perhitungan:
12.
Lampu
Lampu Listrik adalah suatu perangkat yang dapat menghasilkan cahaya saat dialiri arus listrik.Arus listrik yang dimaksud ini dapat berasal tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik terpusat (Centrally Generated Electric Power) seperti PLN dan Genset ataupun tenaga listrik yang dihasilkan oleh Baterai dan Aki.
Simbol lampu :
Seiring
dengan perkembangan Teknologi, Lampu Listrik juga telah mengalami berbagai
perbaikan dan kemajuan. Teknologi Lampu Listrik bukan saja Lampu Pijar
yang ditemukan oleh Thomas Alva Edison saja namun sudah terdiri dari berbagai
jenis dan Teknologi. Pada dasarnya, Lampu Listrik dapat dikategorikan dalam
Tiga jenis yaitu Incandescent Lamp (Lampu Pijar), Gas-discharge Lamp (Lampu
Lucutan Gas) dan Light Emitting Diode (Lampu LED).
13.
Sumber AC
Sumber
arus listrik AC kependekan dari Alternating Current, dikenal dengan arus
bolak-balik karena merupakan sumber arus yang dihasilkan oleh generator dan
PLN. Arus AC ini dikatakan bolak-balik karena arus yang mengalir tidak tetap
yaitu dari positif ke negatif dan dari negatif ke positif. Arus listrik AC akan
membentuk suatu gelombang yang dinamakan dengan gelombang sinus atau lebih lengkapnya
sinusoida. Di Indonesia sendiri listrik bolak-balik (AC) dipelihara dan berada
dibawah naungan PLN, Indonesia menerapkan listrik bolak-balik dengan frekuensi
50Hz. Tegangan standar yang diterapkan di Indonesia untuk listrik bolak-balik 1
(satu) fasa adalah 220 volt.
14.
Potensiometer
Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya.Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor.Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya.Gambar dibawah ini menunjukan Struktur Internal Potensiometer beserta bentuk dan Simbolnya.
-
Penyapu atau
disebut juga dengan Wiper
-
Element Resistif
-
Terminal
Prinsip Kerja:
Sebuah Potensiometer (POT)
terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal
di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah)
adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur
elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen
Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah
Potensiometer.
Elemen Resistif pada
Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal (logam) dan Keramik
ataupun Bahan Karbon (Carbon).Berdasarkan Track (jalur) elemen resistif-nya,
Potensiometer dapat digolongkan menjadi 2 jenis yaitu Potensiometer Linear
(Linear Potentiometer) dan Potensiometer Logaritmik (Logarithmic
Potentiometer).
Fungsi
Dengan kemampuan yang dapat mengubah resistansi atau
hambatan, Potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan
Elektronika dengan fungsi-fungsi sebagai berikut :
-
Sebagai pengatur
Volume pada berbagai peralatan Audio/Video seperti Amplifier, Tape Mobil, DVD
Player.
-
Sebagai Pengatur
Tegangan pada Rangkaian Power Supply
-
Sebagai Pembagi
Tegangan
-
Aplikasi Switch
TRIAC
-
Digunakan sebagai
Joystick pada Tranduser
-
Sebagai Pengendali
Level Sinyal
15.
Logicstate
Pengertian logis, benar atau salah, dari sinyal
biner yang diberikan.Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua
nilai yang valid. Dalam istilah fisik, pengertian logis dari sinyal biner
ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya
ditentukan oleh teknologi perangkat. Dalam sirkuit TTL, misalnya, keadaan
sebenarnya diwakili oleh logika 1, kira-kira sama dengan +5 volt pada garis
sinyal; logika 0 kira-kira 0 volt. Tingkat tegangan antara 0 dan +5 volt
dianggap tidak ditentukan.
Karena hanya dua status logika, logika 1 dan
logika 0, yang dimungkinkan, teknik aljabar Boolean dapat digunakan untuk
menganalisis rangkaian digital yang melibatkan sinyal biner. Istilah logika
positif diterapkan ke sirkuit di mana logika 1 ditetapkan ke level tegangan
yang lebih tinggi; Dalam rangkaian logika negatif, logika 1 ditunjukkan dengan
level tegangan yang lebih rendah.Lihat juga logika multinilai.
Rangkaian sebelum disimulasikan
Ketika ada maling
Ketika aman
Ketika rangkaian dihidupkan, serial monitor akan menampilkan tulisan
“Keadaan Museum”, sensor ultrasonic akan berfungsi sebagai pendeteksi jarak
seseorang ke benda yang dipamerkan. Lampu akan hidup berfungsi sebagai lampu
sorot ke benda yang dipamerkan. Apabila sensor ultrasonik mendeteksi orang
dengan jarak kurang dari 100 cm (1m), maka akan sensor infrared akan aktif.
Apabila sensor infrared mendeteksi adanya orang, maka dapat dipastikan orang
tersebut mempunyai niat untuk mencuri, sehingga LED merah di ruangan pameran
dan di ruang security akan menyala, buzzer di ruangan pameran dan di ruang
security akan berbunyi, kedua motor akan bergerak menurunkan benda dan menutup
pintu, dan pada LCD akan tampil tulisan “Ada Maling”. Apabila sensor ultrasonic
mendeteksi orang dengan jarak besar dari 100 cm (1m), maka sensor infrared
tidak akan aktif karena tidak ada indikasi seseorang akan mencuri. Ketika
terdeteksi jarak besar dari 1 m, maka LED hijau di ruang security akan menyala,
kedua LED merah mati, kedua buzzer mati, kedua motor tidak bergerak, dan pada
LCD akan tampil tulisan “Aman”.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar