Dalam era modern yang kian berkembang, teknologi terus memberikan kontribusi besar dalam meningkatkan kenyamanan dan efisiensi kehidupan sehari-hari. Salah satu inovasi yang menarik perhatian adalah penggunaan aplikasi gorden otomatis. Gorden, sebagai elemen penting dalam desain interior, tidak hanya berfungsi sebagai penutup jendela, tetapi juga dapat memberikan dampak signifikan terhadap pengaturan cahaya, privasi, dan efisiensi energi di dalam ruangan.
Dengan kemajuan teknologi, gorden otomatis hadir sebagai solusi cerdas untuk memenuhi kebutuhan modern akan kenyamanan dan fungsionalitas. Aplikasi gorden otomatis menggabungkan kecerdasan buatan dengan sistem mekanis yang canggih, memungkinkan penggunanya untuk mengontrol gorden mereka secara otomatis melalui perangkat pintar seperti smartphone atau perintah suara.
Diperlukannya aplikasi gorden otomatis tidak hanya terletak pada aspek kenyamanan, tetapi juga pada potensi penghematan energi. Dengan kemampuan untuk merespons perubahan cahaya matahari dan kebutuhan privasi secara otomatis, aplikasi gorden otomatis dapat membantu mengoptimalkan pencahayaan alami di dalam ruangan dan mengurangi penggunaan energi untuk penerangan buatan. Hal ini sejalan dengan upaya global untuk mengadopsi teknologi yang ramah lingkungan dan berkontribusi pada keberlanjutan.
Selain itu, aplikasi gorden otomatis juga membawa manfaat bagi individu dengan mobilitas terbatas atau kesulitan mengakses gorden secara manual. Dengan kemampuan kontrol jarak jauh, aplikasi ini memberikan inklusivitas dan aksesibilitas yang lebih baik bagi semua penghuni rumah.
- Menyelesaikan tugas mengenai ADC- Sensor LDR dengan LCD dari Bapak Dr. Ir. Darwison, ST, MT
- Mengetahui dan memahami penggunaan ADC- Sensor LDR dengan LCD
- Mampu membuat dan menjalankan rangkaian ADC- Sensor LDR dengan LCD
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). Struktur LCD dapat dilihat pada gambar berikut.Gambar 14. Struktur 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.Module circuit dari LCD dan kaki-kakinya dapat dilihat melalui gambar berikut.Gambar. Kaki-kaki yang Terdapat pada 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.Sensor Suhu
Prinsip kerja
Perangkat ini beroperasi berdasarkan prinsip perubahan fisika atau kimia yang terjadi dalam material ketika terjadi perubahan suhu. Beberapa jenis sensor suhu, seperti termokopel, berfungsi dengan memanfaatkan efek seebeck, dimana perbedaan suhu antara dua logam yang berbeda di dalam sensor menghasilkan tegangan elektrik yang dapat diukur. Tipe lain dari sensor ini, seperti RTD (Resistive Temperature Device) atau termistor, bekerja berdasarkan perubahan resistansi listrik dari material semikonduktor ketika terjadi perubahan suhu. Sebaliknya, sensor inframerah dapat mendeteksi radiasi inframerah yang dipancarkan oleh objek untuk menentukan suhunya. Dengan kata lain, sensor suhu secara umum mengubah variasi suhu menjadi perubahan properti fisik yang dapat diukur dan dikonversi menjadi pembacaan suhu melalui kalibrasi dan pengolahan sinyal yang tepat.
Klasifikasi sensor
Sensor suhu dapat diklasifikasikan ke dalam dua kategori utama berdasarkan sinyal keluarannya:
1. Sensor analog
Sensor ini memberikan sinyal keluaran kontinu yang sebanding dengan suhu yang diukur. Termokopel, RTD, dan thermistor termasuk dalam kategori ini. Sensor analog memerlukan pengkondisian sinyal untuk mengubah output menjadi bentuk yang dapat digunakan.
2. Sensor digital
Sensor digital memberikan output digital diskrit, biasanya dalam bentuk nilai suhu atau kode digital. Sensor ini sering kali menyertakan konverter analog-ke-digital (ADC) internal dan kemampuan pemrosesan sinyal lainnya. Sensor digital menawarkan akurasi yang lebih tinggi, kekebalan terhadap kebisingan yang lebih baik, dan integrasi yang lebih mudah dengan sistem digital.
![Sensor Suhu Misel](https://misel.co.id/wp-content/uploads/2023/10/Sensor-Suhu-Misel.png)
Fungsi sensor suhu
Fungsi utama dari sensor suhu adalah mendeteksi variasi suhu di lingkungan sekitarnya atau objek dan mengubah informasi tersebut menjadi data yang dapat digunakan untuk membuat keputusan, seperti mengaktifkan atau menonaktifkan perangkat, mengirim peringatan, atau mengontrol proses. Misalnya, dalam industri, sensor ini bisa membantu dalam memonitor dan mengontrol proses produksi yang memerlukan kondisi suhu tertentu untuk menjaga kualitas produk. Di rumah, perangkat ini dalam termostat dapat membantu mengontrol suhu ruangan agar tetap nyaman. Secara keseluruhan, sensor suhu memberikan data yang penting untuk berbagai aplikasi, seperti sistem kontrol otomatis, pengukuran ilmiah, dan pengolahan data dalam rangka menjaga dan meningkatkan keamanan, kenyamanan, dan efisiensi operasional.
Jenis – jenis sensor
Sensor suhu beroperasi berdasarkan sifat fisik yang berbeda yang bervariasi dengan suhu. Jenis sensor yang paling umum adalah:
1. Termokopel
Termokopel bekerja berdasarkan prinsip efek seebeck. Termokopel terdiri dari dua kawat atau paduan logam yang berbeda yang disatukan di salah satu ujungnya untuk membentuk sambungan. Ketika ada perbedaan suhu antara sambungan dan ujung kabel yang lain, tegangan dihasilkan. Tegangan ini sebanding dengan perbedaan suhu dan dapat diukur untuk menentukan suhu.
2. Detektor suhu resistansi (RTD)
RTD terbuat dari logam murni seperti platina, nikel, atau tembaga. Mereka beroperasi berdasarkan prinsip koefisien resistansi suhu, yang menyatakan bahwa resistansi listrik suatu bahan berubah dengan suhu. RTD memberikan akurasi dan stabilitas yang tinggi, tetapi umumnya lebih lambat dalam merespons dibandingkan dengan jenis sensor lainnya.
3. Termistor
Termistor adalah resistor peka suhu yang terbuat dari oksida logam atau bahan semikonduktor. Termistor menunjukkan perubahan besar dalam resistensi dengan suhu. Termistor dapat berupa koefisien suhu negatif (NTC) atau koefisien suhu positif (PTC). Termistor NTC berkurang resistansinya saat suhu meningkat, sedangkan thermistor PTC meningkat resistansinya dengan suhu.
4. Sensor inframerah (IR)
Sensor suhu inframerah mengukur radiasi termal yang dipancarkan oleh suatu objek. Sensor ini mendeteksi dan mengubah radiasi inframerah menjadi pembacaan suhu. Sensor ini biasanya digunakan dalam pengukuran suhu non-kontak, seperti dalam proses industri di mana kontak langsung dengan objek tidak memungkinkan.
Touch Sensor atau Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil (Tactile Sensor).
GRAFIK RESPON TOUCH SENSOR |
Seperti yang dikatakan sebelumnya, 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 :
Cara menghitung nilai resistor 4 gelang
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.
Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :
Cara Menghitung Nilai Resistor 5 Gelang Warna
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5
Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.
Contoh-contoh perhitungan lainnya :
Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi
Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10% toleransi
Cara menghitung Toleransi :
2.200 Ohm dengan Toleransi 5% =
2200 – 5% = 2.090
2200 + 5% = 2.310
ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm
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). Struktur LCD dapat dilihat pada gambar berikut.Gambar 14. Struktur 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.Module circuit dari LCD dan kaki-kakinya dapat dilihat melalui gambar berikut.Gambar 16. Kaki-kaki yang Terdapat pada 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.Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya 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 :
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.
Block Diagram Mikrokontroler ATMega 328P pada Arduino UNO
Adapun block diagram mikrokontroler ATMega 328P dapat dilihat pada gambar berikut:
LDR (Light Dependent Resistor) merupakan salah satu komponen resistor yang nilai resistansinya akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenainya. LDR juga dapat digunakan sebagai sensor cahaya. Nilai resistansi dari LDR bergantung pada intensitas cahaya. Semakin tinggi intensitas cahaya (siang hari) yang mengenainya, maka semakin kecil nilai resistansinya. Sebaliknya semakin rendah
intensitas cahaya (malam hari) yang mengenainya, maka semakin besar nilai resistansinya.
Secara umum, sensor LDR memiliki nilai hambatan 200 Kilo Ohm saat intensitas cahaya rendah (malam hari) dan akan menurun menjadi 500 Ohm saat intensitas cahaya tinggi (siang hari).Umumnya sensor LDR digunakan pada rangkaian lampu otomatis pada rumah, taman, dan jalan raya.
Karakteristik sensor LDR
-Laju Recovery
Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR tipe arus harganya lebih besar dari 200K/detik(selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai den-gan level cahaya 400 lux.
-Respon Spektral
Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, aluminium, baja, emas dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak, digunakan karena mempunyai daya hantaryang baik.
Kurva antara intensitas cahaya dan resistansi:
karakteristrik umum dari sensor cahaya LDR adalah sebagai berikut :
1. Tegangan maksimum (DC): 150V
2. Konsumsi arus maksimum: 100mW
3. Tingkatan Resistansi/Tahanan : 10Ω sampai 100KΩ
4. Puncak spektral: 540nm (ukuran gelombang cahaya)
5. Waktu Respon Sensor : 20ms – 30ms
6. Suhu operasi: -30° Celsius – 70° Celcius
a.) Prosedur [back]
1. Siapkan komponen rangkaian yang diperlukan pada proteus.
2. Susunlah komponen-komponen tersebut sesuai petunjuk menjadi suatu rangkaian yang kompleks.
3. Input codingan arduino dan file library sensor
3. Setelah semua komponen terangkai, maka cobalah untuk menjalankannya.
1. Siapkan komponen rangkaian yang diperlukan pada proteus.
2. Susunlah komponen-komponen tersebut sesuai petunjuk menjadi suatu rangkaian yang kompleks.
3. Input codingan arduino dan file library sensor
3. Setelah semua komponen terangkai, maka cobalah untuk menjalankannya.
b.) Hardware dan diagram blok [back]
Hardware
- Arduino Uno
- LCD
- Resistor
- Pir Sensor
- LDR sensor
- Sound Sensor
- Jumper
c.) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [back]
Prinsip kerja Smart Badroom dapat dijelaskan sebagai berikut:
Sensor LDR (Light Dependent Resistor):
- Sensor LDR terhubung ke pin analog A0 pada Arduino.
- Output dari sensor LDR mengendalikan motor yang terhubung ke pin digital 5.
- Jika terdeteksi cahaya (nilai sensor LDR > 500) dan switch pada pin digital 3 dalam keadaan down, motor akan berputar, dan pesan "Terdeteksi ada cahaya, gorden terbuka" akan ditampilkan di LCD.
- Jika tidak terdeteksi cahaya atau switch dalam keadaan up, motor mati, dan pesan "Tidak ada cahaya, gorden tertutup" akan ditampilkan di LCD.
Sensor Suhu:
- Sensor suhu terhubung ke pin analog A3 pada Arduino.
- Output dari sensor suhu mengendalikan motor yang terhubung ke pin digital 4.
- Jika suhu di atas 30 derajat, motor akan berputar, dan tidak ada tampilan suhu di LCD.
- Jika suhu di bawah 30 derajat, motor mati, dan tidak ada tampilan suhu di LCD.
Sensor Touch:
- Sensor touch terhubung ke pin digital 7.
- Output dari sensor touch terhubung ke pin digital 6.
- Jika touch terdeteksi (logika 1), motor berputar, dan tidak ada tampilan pada LCD.
- Jika touch tidak terdeteksi (logika 0) dan switch pada pin digital 3 dalam keadaan up, motor mati, dan pesan "Gorden tertutup" ditampilkan di LCD.
d.) Flowchart dan Listing Program [back]
Listing Program
- Download Rangkaian Simulasi Klik Disini
- Download video simulasi Klik Disini
- Download listing program Klik Disini
- Download Datasheet BreadBoard Klik Disini
- Download datasheet Resistor Klik Disini
- Download datasheet Arduino Klik Disini
- Download Datasheet LCD klik disini
- Download Library LDR Sensor Klik Disini
- Download datasheet LDR Sensor Klik Disini
- Download Library Sensor SuhuKlik Disini
- Download datasheet Sensor Suhu Klik Disini
- Download Library Touch Sensor Klik Disini
- Download datasheet Touch Sensor Klik Disini
- Download HTML Klik Disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar