MOdul 4 Mikro

 


Modul 4

1. Pendahuluan[Kembali]

Keamanan rumah dan properti merupakan aspek vital dalam kehidupan sehari-hari. Selain ancaman pencurian, risiko kebakaran dan kebocoran gas juga menjadi perhatian utama dalam menjaga keamanan rumah. Garasi, sebagai bagian dari rumah yang sering menyimpan barang berharga dan bahan mudah terbakar, memerlukan sistem keamanan yang lebih canggih untuk mengatasi ancaman tersebut. Banyak sistem keamanan garasi yang ada saat ini masih menggunakan metode manual atau konvensional yang kurang efektif dalam mendeteksi kebakaran atau kebocoran gas. Sistem manual ini juga mengharuskan pemilik rumah untuk selalu waspada dan melakukan pengawasan langsung, yang tentu tidak selalu memungkinkan. Ketika pemilik rumah sedang tidak berada di tempat, misalnya saat bekerja atau berlibur, garasi yang tidak dilengkapi dengan sistem deteksi kebakaran dan gas yang baik menjadi sangat rentan terhadap bahaya tersebut. Oleh karena itu, diperlukan inovasi dalam sistem keamanan garasi yang dapat memberikan perlindungan lebih optimal serta mampu bekerja secara otomatis. Berdasarkan hal tersebut, kami berencana membuat simulasi sistem keamanan garasi pintar yang fokus pada deteksi kebakaran dan kebocoran gas. Sistem ini dirancang untuk memantau dan mengamankan garasi secara real-time dengan menggunakan berbagai teknologi sensor dan mikrokontroler. 
Sistem keamanan garasi pintar ini akan dilengkapi dengan sensor RFID untuk mengidentifikasi akses yang sah dan memastikan hanya pemilik atau orang yang berwenang yang dapat memasuki garasi, sensor ultrasonik untuk mendeteksi keberadaan objek atau pergerakan di dalam garasi sebagai bagian dari sistem pengawasan umum, sensor api (flame sensor) untuk mendeteksi adanya api atau sumber panas yang berlebihan yang dapat mengindikasikan kebakaran, sensor PIR (Passive Infrared) untuk mendeteksi gerakan manusia di dalam garasi yang dapat membantu dalam pemantauan aktivitas dan keamanan, serta sensor gas untuk mendeteksi kebocoran gas yang berpotensi berbahaya seperti gas alam atau propana. Dengan menggunakan mikrokontroler seperti Arduino, sistem ini dapat memproses data dari sensor-sensor tersebut dan secara otomatis melakukan tindakan yang diperlukan, seperti mengirimkan notifikasi kepada pemilik rumah atau mengaktifkan alarm. Selain itu, sistem ini juga dapat diintegrasikan dengan perangkat mobile sehingga pemilik rumah dapat memantau keamanan garasi mereka dari jarak jauh. Dengan adanya sistem keamanan garasi pintar ini, diharapkan keamanan terhadap risiko kebakaran dan kebocoran gas dapat meningkat dan memberikan rasa aman bagi pemilik rumah. Sistem ini juga diharapkan dapat menjadi solusi efektif dalam mencegah insiden kebakaran dan kebocoran gas di garasi, serta memudahkan pemilik rumah dalam mengelola keamanan rumah mereka secara lebih efisien.

2. Tujuan[Kembali]

1. Untuk mengetahui penggunaan mikroprosesor dan mikrokontroler pada prototype yang dibuat.

2. Untuk menghasilkan alat yang dapat beroperasi secara otomatis berbasis mikroprosesor dan mikrokontroler.

3. Alat dan Bahan[Kembali]

Alat

Breadboard



Kabel USB



Kabel Jumper



Bahan

Resistor



Baterai




Arduino Uno



Sensor Flame





Sensor MQ2




Sensor Ultrasonik


Sensor PIR

Sensor RFID




Motor Servo

Motor Driver


Motor DC


LCD I2C

LED

Buzzer



        

4. Dasar Teori[Kembali]

1. PWM (Pulse Width Modulation) 

PWM (Pulse Width Modulation) adalah salah satu teknik modulasi dengan mengubah lebar pulsa (duty cylce) dengan nilai amplitudo dan frekuensi yang tetap. Satu siklus pulsa
merupakan kondisi high kemudian berada di zona transisi ke kondisi low. Lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi. Duty Cycle adalah perbandingan antara waktu ON (lebar pulsa High) dengan perioda. Duty Cycle biasanya dinyatakan dalam bentuk persen (%).


  • Duty Cycle = tON / ttotal
  • tON = Waktu ON atau Waktu dimana tegangan keluaran berada pada posisi tinggi (high atau 1)
  • tOFF = Waktu OFF atau Waktu dimana tegangan keluaran berada pada posisi rendah (low atau 0)
  • ttotal = Waktu satu siklus atau penjumlahan antara tON dengan tOFF atau disebut juga dengan “periode satu gelombang”

   Pada board Arduino Uno, pin yang bisa dimanfaatkan untuk PWM adalah pin yang diberi tanda tilde (~), yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, dan pin 11. Pin-pin tersebut merupakan pin yang bisa difungsikan untuk input analog atau output analog. Oleh sebab itu, jika akan menggunakan PWM pada pin ini, bisa dilakukan dengan perintah analogWrite();.

PWM pada arduino bekerja pada frekuensi 500Hz, artinya 500 siklus/ketukan dalam satu detik. Untuk setiap siklus, kita bisa memberi nilai dari 0 hingga 255. Ketika kita memberikan angka 0, berarti pada pin tersebut tidak akan pernah bernilai 5 volt (pin selalu bernilai 0 volt). Sedangkan jika kita memberikan nilai 255, maka sepanjang siklus akan bernilai 5 volt (tidak pernah 0 volt). Jika kita memberikan nilai 127 (kita anggap setengah dari 0 hingga 255, atau 50% dari 255), maka setengah siklus akan bernilai 5 volt, dan setengah siklus lagi akan bernilai 0 volt. Sedangkan jika jika memberikan 25% dari 255 (1/4 x 255 atau 64), maka 1/4 siklus akan bernilai 5 volt, dan 3/4 sisanya akan bernilai 0 volt, dan ini akan terjadi 500 kali dalam 1 detik.






2. ADC (Analog Digital Converter) 
ADC atau Analog to Digital Converter merupakan salah satu perangkat elektronika yang digunakan sebagai penghubung dalam pemrosesan sinyal analog oleh sistem digital. Fungsi utama dari fitur ini adalah mengubah sinyal masukan yang masih dalam bentuk sinyal analog menjadi sinyal digital dengan bentuk kode-kode digital. Ada 2 faktor yang perlu diperhatikan pada proses kerja ADC yaitu kecepatan sampling dan resolusi.

Kecepatan sampling menyatakan seberapa sering perangkat mampu mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk sinyal digital dalam selang waktu yang tertentu. Biasa dinyatakan dalam sample per second (SPS). Sementara Resolusi menyatakan tingkat ketelitian yang dimilliki. Pada Arduino, resolusi yang dimiliki adalah 10 bit atau rentang nilai digital antara 0 - 1023. Dan pada Arduino tegangan referensi yang digunakan adalah 5 volt, hal ini berarti ADC pada Arduino mampu menangani sinyal analog dengan tegangan 0 - 5 volt. Pada Arduino, menggunakan pin analog input yang diawali dengan kode A (A0- A5 pada Arduino Uno). Fungsi untuk mengambil data sinyal input analog menggunakan analogRead(pin);.

3. Mikrokontroler

Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328 (datasheet). Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, serta tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang ke adaptor DC atau baterai untuk menjalankannya




Adapun spesifikasi dari Arduino Uno ini adalah sebagai berikut :



4. Komunikasi
Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART)

UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) adalah bagian perangkat keras komputer yang menerjemahkan antara bit-bit paralel data dan bit-bit serial. UART biasanya berupa sirkuit terintegrasi yang digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau port serial perangkat periperal.


Cara kerja komunikasi UART:

Data dikirimkan secara paralel dari data bus ke UART1. Pada UART1 ditambahkan start bit, parity bit, dan stop bit kemudian dimuat dalam satu paket data. Paket data ditransmisikan secara serial dari Tx UART1 ke Rx UART2. UART2 mengkonversikan data dan menghapus bit tambahan, kemudian ditransfer secara parallel ke data bus penerima.

5. Sensor
5.1 Sensor Flame




Flame Sensor adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi dapat mendeteksi nyala api dengan panjang gelombang 760nm – 1100nm. Sensor nyala api ini mempunyai sudut pembacaan 60 derajat, dan beroperasi pada suhu -25 derajat -85 derajat. Dan jarak pembacaan antara sensor dan objek yang dideteksi tidak boleh terlalu dekat, untuk menghindari kerusakan sensor.

Spesifikasi dari sensor flame :
  • Tegangan operasi : 5V untuk analog, 3.3V untuk digital
  • Pin keluaran digital dan analog
  • Sensitifnya dapat disesuaikan
  • Deteksi panjang gelombang IR : 760nm – 1100nm
  • Ukuran : 30 x 15mm
  • Berat : 3g
Pin out dari sensor flame:





5.2 Sensor Gas MQ2




Sensor MQ-2 adalah sensor yang peka terhadap asap rokok. Bahan utamanya adalah SnO2, yang memiliki konduktivitas rendah di udara bersih. Ketika ada kebocoran gas, konduktivitas sensor meningkat; semakin tinggi konsentrasi gas, semakin tinggi pula konduktivitas sensor. Sensor MQ-2 peka terhadap berbagai gas seperti LPG, propana, hidrogen, karbon monoksida, metana, dan alkohol, serta gas-gas mudah terbakar lainnya di udara.
Sensor MQ-2 berfungsi untuk mendeteksi keberadaan asap dari gas mudah terbakar di udara. Sensor ini terdiri dari tabung aluminium yang dikelilingi silikon, dengan elektroda aurum di tengahnya yang memiliki elemen pemanas. Saat pemanasan terjadi, kumparan memanaskan SnO2 keramik sehingga menjadi semikonduktor yang melepaskan elektron. Ketika asap terdeteksi oleh sensor dan mencapai elektroda aurum, sensor MQ-2 menghasilkan tegangan analog sebagai output.

Spesifikasi dari sensor gas MQ-2 :

  • Tegangan Operasional adalah +5V
  • Dapat digunakan untuk Mengukur atau mendeteksi LPG, Alkohol, Propana, Hidrogen, CO dan bahkan metana
  • Tegangan keluaran analog: 0V hingga 5V
  • Tegangan Output Digital: 0V atau 5V (Logika TTL)
  • Durasi pemanasan awal 20 detik
  • Dapat digunakan sebagai sensor digital atau analog
  • Sensitivitas pin Digital dapat divariasikan menggunakan potensiometer


Cara menggunakan Sensor MQ-2 untuk mengukur PPM Pengkabelan dasar untuk sensor dari lembar data ditunjukkan di bawah ini

Prosedur pengukuran PPM menggunakan sensor MQ sama tetapi beberapa nilai konstanta akan bervariasi berdasarkan jenis sensor MQ yang digunakan. Pada dasarnya, kita perlu melihat grafik (Rs/Ro) VS PPM yang diberikan dalam lembar data (juga ditunjukkan di bawah).

Nilai Ro merupakan nilai hambatan pada udara segar dan nilai Rs merupakan nilai hambatan pada konsentrasi Gas. Pertama, Anda harus mengkalibrasi sensor dengan mencari nilai Ro di udara segar dan kemudian menggunakan nilai tersebut untuk mencari Rs menggunakan rumus

Setelah kita menghitung Rs dan Ro, kita dapat menemukan rasionya dan kemudian menggunakan grafik di atas, kita dapat menghitung nilai ekuivalen PPM untuk gas tersebut.

Aplikasi:
  • Mendeteksi atau mengukur Gas seperti LPG, Alkohol, Propana, Hidrogen, CO dan bahkan metana
  • Pemantau kualitas udara
  • Alarm kebocoran gas
  • Pemeliharaan standar keselamatan
  • Menjaga standar lingkungan di rumah sakit
 

5.3 Sensor PIR



Sensor PIR (Passive Infrared) merupakan sebuah sensor yang digunakan untuk mendeteksi pergerakan. Karena itu sensor PIR ini disebut sebagai sensor gerakan / motion sensor. Jadi sensor PIR ini digunakan untuk mendeteksi apakah ada pergerakan manusia di sekitar jangkauan dari sensor ini.

Spesifikasi dari sensor pir :
  • Rentang tegangan input yang luas bervariasi dari 4.V hingga 12V (+5V disarankan)
  • Tegangan keluaran Tinggi/Rendah (3.3V TTL)
  • Dapat membedakan gerak benda dan gerak manusia
  • Memiliki mode pengoperasian - Dapat Diulang (H) dan Tidak Dapat Diulang (H)
  • Jarak tempuh sekitar 120° dan 7 meter
  • Konsumsi daya rendah 65mA
  • Suhu pengoperasian dari -20° hingga +80° Celcius
Pinout dari sensor pir :

Grafik Respon Sensor PIR:

1. Respon terhadap arah, jarak, dan kecepatan


2. Grafik Respon terhadap Suhu

5.4 Sensor RFID

Radio Frequency Identification (RFID) merupakan teknologi yang berguna untuk mengidentifikasi atau melakukan penelusuran jejak pada sebuah benda dengan memanfaatkan gelombang elektromagnetik. RFID berbentuk chip yang dimasukkan dalam sebuah benda mati ataupun hidup. 

Spesifikasi dari sensor RFID:

  • Fungsi Dasar: Membaca dan mengidentifikasi kartu RFID
  • Tegangan Operasi: 5V.
  • Keluaran: Output SPI (Serial Peripheral Interface)
  • Sensitivitas dan Durasi Baca: Dapat disesuaikan untuk kebutuhan aplikasi tertentu.
  • Jarak Baca: Bergantung pada kondisi lingkungan dan jenis kartu RFID, namun umumnya dapat mencapai beberapa sentimeter hingga beberapa puluh sentimeter
  • Waktu Inisialisasi: Tergantung pada sistem yang digunakan, biasanya butuh waktu kurang dari satu detik untuk inisialisasi
  • Ukuran dan Berat: Ukuran dan berat yang mungkin bervariasi tergantung pada model atau produsen, namun umumnya cukup kecil dan ringan untuk integrasi dalam berbagai aplikasi.
Sensor RFID RC522 biasanya digunakan dalam sistem keamanan, kontrol akses, otomatisasi, dan berbagai aplikasi lain di mana identifikasi dan otentikasi menggunakan kartu RFID diperlukan. 

Pinout dari sensor RFID:
 



Grafik Respon sensor RFID:

5.5 Sensor Ultrasonik





Sensor ultrasonik merupakan sensor yang menggunakan gelombang ultrasonik. Gelombang ultrasonik yaitu gelombang yang umum digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu benda dengan memperkirakan jarak antara sensor dan benda tersebut. Sensor ini berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik begitu pula sebaliknya. Gelombang ultrasonik memiliki frekuensi sebesar 20.000 Hz. Bunyi tersebut tidak dapat didengar oleh telinga manusia. Bunyi tersebut dapat didengar oleh hewan tertentu seperti anjing, kelelawar dan kucing. Bunyi gelombang ultrasonik dapat merambat melalui zat cair, padat dan gas. Benda cair merupakan media merambat yang paling baik untuk sensor ultrasonik jika dibandingkan dengan benda padat dan gas. Oleh karena itu, sensor ultrasonik banyak digunakan pada kapal selam dan alat khusus untuk mengukur kedalaman air laut.
Spesifikasi dari sensor ultrasonik: 
• Jangkauan deteksi: 2cm hingga 400cm 
• Tegangan kerja: 5V DC 
• Konsumsi daya: kurang dari 15mA
• Frekuensi gelombang ultrasonik: 40kHz 
• Resolusi: 0.3cm 
• Akurasi: 0.5-2cm 

Pinout dari sensor ultrasonik:
Grafik Sensor :

Berdasarkan grafik di atas dapat disimpulkan bahwa bahwa sensor ultrasonik memiliki kinerja rendah dalam pengukuranpada jarak yang rendah. Kinerja sensor memiliki hasil yang akurat untuk pengukuran jarak jauh. Secara detail, cara kerja sensor ultrasonik adalah sebagai berikut: Sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan frekuensi tertentu dan dengan durasi waktu tertentu. Sinyal tersebut berfrekuensi diatas 20kHz. Untuk mengukur jarak benda (sensor jarak), frekuensi yang umum digunakan adalah 40kHz. Sinyal yang dipancarkan akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan kecepatan sekitar 340 m/s. Ketika menumbuk suatu benda, maka sinyal tersebut akan dipantulkan oleh benda tersebut. Setelah gelombang pantulan sampai di alat penerima, maka sinyal tersebut akan diproses untuk menghitung jarak benda tersebut. Jarak benda dihitung berdasarkan rumus: 
S = 340.t/2 
Keterangan: 
• S = jarak antara sensor ultrasonik dengan benda (bidang pantul) 
• t = selisih antara waktu pemancaran gelombang oleh transmitter dan waktu ketika gelombang pantul diterima receiver


6. LCD

Pengertian LCD (Liquid Crystal Display), LCD (Liquid Crystal Display) adalah jenis tampilan layar yang menggunakan senyawa cair yang memiliki struktur molekul polar, ditempatkan di antara dua elektroda transparan. Ketika medan listrik diberikan, molekul-molekul tersebut akan menyesuaikan posisinya pada medan dan membentuk susunan kristalin yang mempolarisasi cahaya yang melaluinya. Citra dihasilkan dengan menggabungkan kondisi nyala dan mati dari piksel-piksel yang membentuk layar LCD. Umumnya, LCD yang dijual di pasaran telah dilengkapi dengan sirkuit terintegrasi sehingga pengguna dapat dengan mudah mengontrol tampilan LCD menggunakan mikrokontroler dan mengirimkan data melalui pin input yang telah tersedia. 
Spesifikasi LCD : 
  • Format tampilan : 16 x 2 karakter 
  • Pengontrol bawaan : ST 7066 (atau setara) 
  • Siklus kerja : 1/16 • 5 x 8 titik termasuk kursor 
  • Supply + 5 V (juga tersedia untuk + 3 V) 
  • LED dapat digerakkan oleh pin 1, pin 2, pin 15, pin 16 atau A dan K 
  • N.V. opsional untuk supply + 3 V
7. I2C




I2C adalah protokol komunikasi serial yang dikembangkan oleh Philips (sekarang NXP Semiconductors) pada tahun 1982. Protokol ini memungkinkan beberapa perangkat terhubung melalui jalur komunikasi yang sama, menggunakan hanya dua kabel, yaitu SDA (Serial Data) dan SCL (Serial Clock). Kedua kabel ini mengizinkan transfer data antar-perangkat secara sinkron. 

Spesifikasi Pin pada I2C:

  • GND : terhubung dengan GND Arduino 
  • VCC : terhubung dengan 5V 
  • SDA : terhubung dengan pin SDA (A4)
  •  SCL : terhubung dengan pin SCL (A5)
8. Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang dapat menghasilkan getaran suara berupa gelombang bunyi. Buzzer akan menghasilkan getaran suara ketika diberikan sejumlah tegangan listrik dengan taraf tertentu sesuai dengan spesifikasi bentuk dan ukuran buzzer itu sendiri. Pada umumnya, buzzer ini sering digunakan sebagai alarm karena penggunaannya yang cukup mudah yaitu dengan memberikan tegangan input maka buzzer akan menghasilkan getaran suara berupa gelombang bunyi yang dapat didengar. 

Spesifikasi :

• Nilai tegangan : 6V DC 
• Tegangan pengoperasian : 4 hingga 8V DC 
• Arus : ≤30mA 
• Keluaran suara pada 10cm : ≥85dB 
• Frekuensi resonansi : 2300 ±300Hz 
• Nada : Berkelanjutan 
• Suhu operasional : -25°C hingga +80°C 
• Suhu penyimpanan : -30°C hingga +85°C 
• Berat : 2g

9. Baterai

Baterai merupakan alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi serta mengeluarkan tenaganya dalam bentuk listrik. Baterai ialah perangkat yang mampu menghasilkan tegangan DC, yaitu dengan cara mengubah energi kimia yang terkandung di dalamnya menjadi energi listrik melalui suatu reaksi elektrokimia, Redoks (Reduksi – Oksidasi). Baterai yang biasa dijual (disposable/sekali pakai) ini mempunyai tegangan listrik 1,5 volt. Baterai ada yang berbentuk tabung ataupun kotak.

Spesifikasi :

• Kapasitas nominal : 2200mAh (0.2Ca, debit) 
• Kapasitas minimum : 2100mAh (0.2Ca, debit) 
• Tegangan nominal : 3.7V 
• Metode pengisian : CC – CV (tegangan konstan dengan arus terbatas)
• Pengisian arus : a. Biaya standar : 1300mA b. Pengisian cepat : 2600mA 
• Waktu pengisian daya : a. Biaya standar : 3jam b. Pengisian cepat : 2.5jam 
• Maks. mengisi arus : 2600mA 
• Maks. debit saat ini : 5200mA 
• Tegangan cut-off discharge : 2.75V 
• Berat sel : maks. 47.0g 
• Dimensi sel : a. Diameter (maks.) : 18.40mm b. Tinggi (maks.) : 65.00mm

10. Motor Servo


Motor servo adalah bagian dari salah satu motor listrik yang paling sering digunakan. Motor servo merupakan sebuah perangkat berbentuk motor atau penggerak yang menggunakan sistem kontrol umpan balik loop tertutup atau servo. Gerakan dan posisi akhir poros motor servo dikontrol dengan sistem kontrol loop tertutup. Maksudnya adalah motor servo dapat diatur sesuai kebutuhan dengan memastikan letak sudut dari poros output motor. Sensor yang ada di dalam motor servo akan mendeteksi posisi poros output yang tepat sehingga sinyal kendali yang dikirim oleh kontrol input akan menjaga poros tetap pada posisi yang diinginkan. Berdasarkan jenis supply arus listriknya Motor servo terdiri dari dua jenis yaitu motor servo AC dan motor servo DC. 
1. Motor servo DC diaplikasikan ke mesin yang ringan seperti mainan elektronik, printer dan beberapa perangkat elektronik rumah. 
2. Motor servo AC sering digunakan untuk mesin-mesin di industri karena spesifikasinya yang bisa menerima arus tinggi maupun beban berat. 
Pada project kali ini kami menggunakan jenis Motor Servo DC SG90s. 

Adapun sspesifikasi nya sebagai berikut:

• Voltase beroperasi +5V 
• Torsi 2.5kg/cm 
• Kecepatan beroperasi 0.1s/60° 
• Bahan gear dari plastic 
• Rotasi 0°-180° 
• Berat motor 9gm

11. Motor DC



Motor DC adalah perangkat elektris yang mengkonversi energi listrik menjadi energi mekanik. Dalam industri, motor DC telah digunakan untuk menggerakan berbagai macam perangkat khususnya perangkat industri yang memerlukan torsi tinggi dan stabil. 
Spesifikasi: 
• Ukuran = 20 x 15 x 25 mm 
• Panjang batang as = 8mm 
• Diamater batang as = 2mm 
• Tegangan kerja = 1-6 V DC 
• Daya = 0.35 - 0.40 A


12. Motor Driver
Motor driver adalah sebuah modul yang sering sekali digunakan untuk mengendalikan motor DC. Dengan menggunakan motor driver dapat dengan mudah mengendalikan baik itu kecepatan maupun arah rotasi 2 motor sekaligus. Motor driver dirancang menggunakan IC L298 Dual H-Bridge Motor Driver berisikan gerbang gerbang logika yang sudah sangat populer dalam dunia elektronika sebagai pengendali motor. 

Spesifikasi : 
• Tegangan Input : 3.2V - 40V 
• Driver : Driver Motor L298N Dual H Bridge DC 
• Supply : 5V • Arus puncak : 2A 
• Kisaran operasi : 0 - 36 mA 
• Konsumsi daya maksimum : 20W (ketika suhu 75 ℃)
• Suhu penyimpanan : -25 ℃ ~ +130 ℃ 
• Keluaran pin 10 (sumber tegangan IC) jika berfungsi sebagai pin output : 5V 
• Ukuran : 3.4cm x 4.3cm x 2.7cm



13. Resistor


Resistor merupakan komponen elektronika dasar yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian.Sesuai dengan namanya, resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. 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 :

Dimana V adalah tegangan, I adalah kuat arus, dan R adalah Hambatan. 

Di dalam resistor, terdapat ketentuan untuk membaca nilai resistor yang diwakili dengan kode warna dengan ketentuan di bawah ini :


Sebagian besar resistor yang kita lihat memiliki empat pita berwarna . Oleh karena itu ada cara membacanya seperti ketentuan dibawah ini : 
1. Dua pita pertama dan kedua menentukan nilai dari resistansi 
2. Pita ketiga menentukan faktor pengali, yang akan memberikan nilai resistansi. 
3. Dan terakhir, pita keempat menentukan nilai toleransi. 

Rumus Resistor: 
Seri : Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn 
Dimana : 
Rtotal = Total Nilai Resistor R1 = Resistor ke-1 R2 = Resistor ke-2 R3 = Resistor ke-3 Rn = Resistor ke-n 
Paralel: 
1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn Dimana : Rtotal = Total Nilai Resistor R1 = Resistor ke-1 R2 = Resistor ke-2 R3 = Resistor ke-3 Rn = Resistor ke-n

14. 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. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.
Spesifikasi tegangan dari warna :



5. Percobaan [Kembali]

a. Prosedur[Kembali]

  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. Di Arduino IDE, pergi ke menu "File" > "Preferences".Pastikan opsi
  6. "Show verbose during compile" dicentang untuk mendapatkan informasi detail saat kompilasi.
  7. Salin kode program Arduino pada blog kemudian tempelkan program tadi ke Arduino IDE.
  8. Kompilasikan kode dengan menekan tombol "Verify" di Arduino IDE.
  9. Cari dan salin path file HEX yang dihasilkan selama proses kompilasi.
  10. Kembali ke Proteus dan pilih Arduino yang telah Anda tambahkan di rangkaian.
  11. Buka opsi "Program File" dan tempelkan path HEX yang telah Anda salin dari Arduino IDE.
  12. Jalankan simulasi di Proteus.

b. Hardware[Kembali]







c. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja[Kembali]



Prinsip Kerja Rangkaian:


Pada rangkaian ini, digunakan lima jenis sensor (Sensor Flame, Sensor Gas MQ2, Sensor PIR, Sensor RFID, dan Sensor Ultrasonik), dua Arduino (satu sebagai master dan satu sebagai slave), LCD I2C 2x16, buzzer, baterai, motor driver, motor servo, motor DC, resistor, dan LED. Komunikasi antara Arduino menggunakan UART, di mana pin Tx dari master terhubung ke pin Rx dari slave, dan pin Rx dari master terhubung ke pin Tx dari slave. Sensor-sensor yang digunakan meliputi Sensor Flame, Sensor Gas MQ2, Sensor PIR, Sensor RFID, dan Sensor Ultrasonik.Sistem keamanan garasi pintar ini menggunakan berbagai sensor untuk mendeteksi berbagai ancaman dan kondisi di dalam garasi. Sensor ultrasonik ditempatkan dekat pintu depan garasi dan akan berlogika 1 saat mendeteksi adanya pergerakan mobil dari luar pada jarak kurang dari 10 cm dari pintu garasi. Jika jaraknya lebih dari 10 cm, sensor ini akan berlogika 0. Ketika sensor ini berlogika 1, motor servo akan hidup untuk membuka pintu garasi, sementara pada layar LCD akan ditampilkan jarak mobil dari pintu garasi. Sensor RFID digunakan untuk mendeteksi sentuhan atau kartu RFID yang ditempelkan. Ketika kartu RFID terdeteksi, output dari sensor ini adalah mengaktifkan motor servo untuk membuka pintu garasi dari dalam rumah, memberikan akses hanya kepada pemilik kartu RFID yang sah. Sensor PIR ditempatkan dekat pintu dalam garasi dan akan berlogika 1 saat mendeteksi adanya orang di dalam garasi. Outputnya adalah menyalakan LED kuning, yang berfungsi sebagai perumpamaan lampu menyala untuk menunjukkan adanya aktivitas di dalam garasi. Sensor gas akan berlogika 1 ketika mendeteksi adanya gas berbahaya. Sensor ini ditempatkan di dinding garasi. Output dari sensor ini adalah menampilkan kondisi pada layar LCD, baik itu kondisi aman atau ada gas. Sensor flame ditempatkan di dinding garasi dan akan berlogika 1 saat mendeteksi adanya api. Ketika kondisi ini terdeteksi, outputnya adalah tampilan ada api pada lcd dan lampu led merah menyala. Selain itu, jika sensor gas dan sensor flame mendeteksi ancaman secara bersamaan, buzzer dan LED merah akan menyala dan berkedip sebagai indikasi adanya kondisi darurat di garasi,. Kemudian kran air pada langit-langit garasi akan hidup untuk memadamkan kebakaran yang terjadi di dalam garasi.


d. Flowchart[Kembali]

MASTER


Program master

#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <SPI.h>
#include <MFRC522.h>
 
#define SS_PIN 10
#define RST_PIN 9
#define triggerPin 7
#define echoPin 6
#define flamePin 8
#define gasPin 2
#define pirPin 5

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
MFRC522 mfrc522(SS_PIN, RST_PIN);  

long duration;
int jarak;
int flameStatus = 0;

void setup() 

{
  Serial.begin(9600);
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  SPI.begin();   
  mfrc522.PCD_Init();  
  pinMode(triggerPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(flamePin,INPUT);
  pinMode(gasPin, INPUT);
  pinMode(pirPin, INPUT);
}


void loop() 
{
    //Flame Sensor
  int flameStatus = digitalRead(flamePin); //aktif low

    //Sensor Gas MQ
  int gasStatus  = digitalRead(gasPin); //aktif low

    //Sensor PIR
  int pirStatus  = digitalRead(pirPin);

   //Ultrasonik
  digitalWrite(triggerPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(triggerPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(triggerPin, LOW);
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
  jarak = duration * 0.034 / 2;


   lcd.clear();
   lcd.setCursor(0,0);
   lcd.print("Jarak : ");
   lcd.print(jarak);



   //Ultrasonic Condition
  if (jarak < 20) 
  {
    Serial.write('A');
  }

    //Kondisi gas dan flame
  if (gasStatus == LOW && flameStatus == LOW){
    Serial.write('B'); //buzzer dan led kedapkedip
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print("Kebakaran,bahaya");
  } 
    else{
      if(gasStatus == LOW){
          Serial.write('C'); //led konstan
          lcd.setCursor(0,1);
          lcd.print("Ada Gas");
      }
       else{
          Serial.write('D');
          }

      if(flameStatus == LOW){
          Serial.write('E'); //buzzer
          lcd.setCursor(0,1);
          lcd.print("Ada Api");
     }
       else{
          Serial.write('F');
          }

    }

       //PIR Condition
    if (pirStatus == HIGH)
     {
     Serial.write('G');
     }
     else   {
       Serial.write('H');
      }  

  
  delay(1000);

    //RFID 
  // Look for new cards
  if ( ! mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()) 
  {
    return;
  }
  // Select one of the cards
  if ( ! mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) 
  {
    return;
  }
  String content= "";
  byte letter;
  for (byte i = 0; i < mfrc522.uid.size; i++) 
  {
     content.concat(String(mfrc522.uid.uidByte[i] < 0x10 ? " 0" : " "));
     content.concat(String(mfrc522.uid.uidByte[i], HEX));
  }
  content.toUpperCase();

    //RFID Condition
  if (content.substring(1) == "93 4E 3A FE") 
  {
    Serial.write('Y');   
  }
     else   {
       Serial.write('Z');
        }
 
}


SLAVE

Slave
#include <Servo.h>

const int buzzer = 4;
const int ledPir = 6;
const int ledGas = 7;
const int motorair = 2; 
Servo motorPintugarasi;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(buzzer, OUTPUT); 
  pinMode(ledPir, OUTPUT); 
  pinMode(ledGas, OUTPUT); 
  pinMode(motorair, OUTPUT); 
  motorPintugarasi.attach(10);
  
}

void loop() {
  if (Serial.available()){
    char input = Serial.read();
    Serial.println(input);
    switch(input) {
      case 'A':
        motorPintugarasi.write(135); 
        break;
      case 'B':
        digitalWrite(buzzer, HIGH);
        digitalWrite(motorair,HIGH);
        digitalWrite(ledGas,HIGH);
        delay(1000);
        digitalWrite(ledGas,LOW);        
        break;
      case 'C':
        digitalWrite(ledGas,HIGH); 
        break;
      case 'D':
        digitalWrite(ledGas,LOW);
        break;
      case 'E':
        digitalWrite(buzzer, HIGH);
        break;
      case 'F':
        digitalWrite(buzzer, LOW);
        digitalWrite(motorair,LOW);
        break;
      case 'G':
        digitalWrite(ledPir,HIGH);
        break;
      case 'H':
        digitalWrite(ledPir, LOW);
        break;
      case 'Y':
        motorPintugarasi.write(135); 
        break;
      case 'Z':
        motorPintugarasi.write(0); 
        break;
    }
  }
}

e. Video Demo[Kembali]


VIDEO SIMULASI



f. Download File[Kembali]
Download HTML [Download Disini]
Download Rangkaian [Download Disini]
Download Video [Download DIsini]
Download Listing Program [Download Disini]
Download Library Sensor Flame [Download Disini]
Download Library Sensor Gas MQ2 [Download Disini]
Download Library Sensor PIR [Download Disini]
Download Library Sensor Ultrasonik [Download Disini]
Download Datasheet Sensor Flame [Download Disini]
Download Datasheet Sensor Gas MQ2 [Download Disini]
Download Datasheet Sensor PIR [Download Disini]
Download Datasheet Sensor RFID [Download Disini]
Download Datasheet Sensor Ultrasonik [Download Disini]
Download Datasheet Motor DC [Download Disini]
Download Datasheet Motor Driver [Download Disini]
Download Datasheet Motor Servo [Download Disini]
Download Datasheet LCD [Download Disini]
Download Datasheet LED [Download Disini]
Download Datasheet Arduino [Download Disini]
Download Datasheet Resistor [Download Disini]
Download Datasheet Buzzer [Download Disini]
Download Datasheet Batrai [Download Disini]

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Among Us - Crewmates

  BAHAN PRESENTASI MATA KULIAH SISTEM DIGITAL 2023 OLEH : Raras Yulia Rosandi 2110951012 DOSEN PENGAMPU : Dr. Ir. Darwison, ST, MT JURUSAN T...