1. Tujuan Perancangan [Kembali]
- Praktikan dapat merancang sebuah sistem secara detail sehingga rancangan tersebut dapat menjadi sebuah alat.
- Praktikan dapat mengkombinasikan berbagai sensor, akuator dan display.
- Praktikan dapat membuat sebuah sistem menggunakan mikrokontroler.
- Alat yang digunakan untuk memberi makan ikan kontrol ketinggian air secara otomatis.
2. Daftar Komponen [Kembali]
- Arduino Uno
- Sensor Ultrasonic HC-SR04
- Sensor RTC DS3232
- Motor Servo Sg90
- LED
- LCD
- Potensiometer
- Pompa air
- Jumper
- PCB
- Baterai
- Socket Baterei
- Relay
3. Dasar Teori [Kembali]
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 :
 |
| Gambar 1 Arduino |
 |
| Gambar 2 Arduino |
Arduino Uno Pin
Diagram
Pinout Catu Daya Arduino Uno
Setidaknya ada 3 cara yang bisa ditempuh untuk memberi daya
pada Arduino. yaitu sebagai berikut:
- Power Jack
Power jack atau yang biasa juga disebut DC power bisa
digunakan untuk memberi daya pada papan sirkuit Arduino. Umumnya power jack ini
terhubung pada adaptor untuk menstabilkan tegangan. Papan sirkuit dapat bekerja
pada tegangan 5-20 volt, namun dari pihak Arduino sendiri
merekomendasikan untuk menggunakan tegangan 7-12 volt. Tegangan yang melebihi
12 volt dikhawatirkan akan membuat regulator sangat panas. Sedangkan pemberian
tegangan di bawah 7 volt kemungkinan akan membuat project tak berjalan baik.
- Pin VIN
Pin VIN Arduino Uno berfungsi memberikan daya eksternal
pada papan sirkuit Arduino menggunakan
daya eksternal. Untuk masalah tegangannya, kira-kira sama seperti penjelasan
pada power jack.
- Kabel USB
Saat menggunakan kabel USB untuk menghubungkan Arduino ke
komputer, Arduino akan mendapatkan tegangan 5 volt
 |
| Gambar 3 Pinout Catu Daya Arduino |
Uno Pinout Arduino
- Pin GND, di papan Arduino terdapat 5 pin GND yang kesemuanya itu saling berkaitan. Fungsi dari pin ini adalah untuk menutup sirkuit listrik dan menyediakan tingkat referensi logika umum di seluruh sirkuitmu.
- Pin Reset, kegunaan dari pin ini adalah untuk mereset program Arduino agar mulai kembali dari awal.
- Pin IOREF, pin ini berfungsi untuk memberikan referensi tegangan yang beroperasi pada mikrokontroler.
Pin Analog Arduino Uno
 |
| Gambar 4 Pin Analog Arduino |
Pada dasarnya Arduino memiliki 6 pin analog yang semuanya
memanfaatkan ADC (Analog to Digital Converter). Pin ini dapat berfungsi sebagai
pin input analog maupun sebagai pin input/output digital. ADC merupakan sirkuit
elektronik yang berfungsi mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital. Hal
ini memungkinkan prosesor yang merupakan perangkat digital bisa mengukur sinyal
analog dan menggunakannya melalui operasinya.
Pin A0 sampai A5 memiliki kemampuan membaca tegangan analog.
Sementara di Arduino, ADC
beresolusi 10-bit yang artinya mewakili tegangan analog dengan 1024 level
digital. Singkatnya ADC mengubah tegangan jadi bit yang dapat dipahami oleh
mikroprocessor. Contoh sederhana dari ADC adalah VoIP (Voice over IP). Tiap
smartphone memiliki mikrofon yang mengonversi gelombang suara menjadi tegangan
analog. Yang selanjutnya melewati perangkat ADC yang mengonversi lagi data
analog menjadi data digital. Nah, data digital inilah yang nantinya akan
dikirim ke penerima melalui internet.
Pin Digital Arduino Uno
- Pin 1 - 13 pada Arduino berfungsi sebagai pin input/output digital.
- Pin 13 Arduino terhubung ke LED bawaan.
- Pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11 memiliki fitur PWM
Perlu kamu ketahui bahwa tiap pin pada Arduino dapat
memberikan arus maksimal 40 mA, namun yang disarankan hanya 20 mA. Sementara
arus yang bisa disediakan untuk semua pin adalah 200 mA.
 |
| Gambar 5 Pin Digital Arduino Uno |
Digital
Digital bisa dikatakan sebagai cara merepresentasikan
tegangan dalam 1 bit, misalnya 1 atau 0. Pin digital di Arduino adalah pin yang
memang dirancang untuk dikonfigurasikan sebagai input maupun output. Tergantung
kebutuhan pengguna. Pin digital pada Arduino hanya ada dua kondisi, yaitu
menyala dan mati. Saat pin dalam kondisi menyala, maka saat itu tegangan nya
tinggi (HIGH) yaitu 5 volt, dan saat mati tegangannya rendah (LOW) yaitu 0
volt. Jadi tahu kan mengapa di script Arduino ada HIGH dan LOW! Ketika pin
digital diatur sebagai output maka hanya ada dua macam tegangan, yaitu 0 dan 5
volt. Sedangkan saat pin ii diatur sebagai input, maka tegangan yang diberikan
bisa bervariasi. Tetapi jika direpresentasikan ke digital tetap hanya ada 1 dan
0. Hanya saja untuk menentukannya diberi 2 ambang batas berikut:
< 0, 8 volt dianggap 0
> 2 volt dianggap 1
PWM
PWM merupakan singkatan dari Pulse Width Modulation, yaitu
teknik modulasi yang digunakan untuk menyandikan pesan menjadi sinyal
berdenyut. Biasanya PWM digunakan untuk mengatur kecepatan motor DC, Peredupan
LED, dan masih banyak lagi. Ada dua komponen utama dari PWM, yaitu : Frekuensi,
yaitu berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan satu siklus
(periode) dan Siklus Tugas, yaitu berapa lama sinyal tetap
tinggi dari total periode. Biasanya siklus tugas berbentuk
persentase. Pin Arduino yang mengaktifkan PWM umumnya akan
menghasilkan frekuensi konstan 500Hz. Sementara siklus tugas akan terus
berubah-ubah sesuai dengan parameter yang digunakan pengguna.
 |
| Gambar 6 Pulse Width Modulation |
Komunikasi pada Arduino
Pin digital 1 dan 0 merupakan pin serial Arduino yang
biasanya digunakan untuk menghubungkan Arduino ke modul bluetooth.
Komunikasi Serial
Komunikasi serial umumnya digunakan untuk saling bertukar
data antara papan sirkuit Arduino dan perangkat serial lainnya seperti
komputer, display, sensor, dan sebagainya. Setidaknya ada satu port serial pada
tiap papan Arduino. Komunikasi serial terjadi pada pin digital (RX) dan 1 (TX)
serta melalui USB. Adanya library software serial dan pin digital memungkinkan
Arduino bisa mendukung komunikasi serial yang membuat pengguna bisa
menghubungkan beberapa perangkat yang mendukung serial dan membiarkan port serial
utama tersedia untuk USB. Port serial pada perangkat lunak menggunakan sistem
interupsi pin-change dalam berkomunikasi. Sudah tersedia library bawaan untuk
melakukan komunikasi serial. Satu-satunya kelemahan dari perangkat lunak serial
adalah membutuhkan lebih banyak pemrosesan dan tak dapat mendukung kecepatan
tinggi yang sama dengan perangkat keras serial.
SPI
SPI atau Serial Peripheral Interface merupakan protokol data
serial yang digunakan mikrokontroler untuk saling berkomunikasi dengan satu atau
lebih perangkat eksternal dalam kondisi seperti bus. SPI juga dapat dipakai
untuk menghubungkan 2 perangkat mikrokontroler. Dalam bus SPI, selalu ada satu
perangkat yang dianggap sebagai perangkat master, dan sisanya adalah perangkat
periferal. Pada kebanyakan kasus, mikrokontroler umumnya dianggap sebagai
perangkat master. Dan pin SS (Slave Select) bertugas menentukan perangkat mana
yang sedang berkomunikasi dengan master.
Biasanya perangkat yang diaktifkan SPI selalu memiliki Uno
ISP pinout berikut:
MISO (Master In Slave Out), yaitu baris untuk mengirim data
ke perangkat master.
MOSI (Master Out Slave In), yaitu baris master untuk
mengirim data ke perangkat periferal.
SCK (Serial Clock), yaitu sinyal jam yang dihasilkan oleh
perangkat master untuk menyinkronkan transmisi data.
I2C
I2C merupakan protokol komunikasi yang biasa juga disebut
I2C bus. Protokol ini dirancang khusus untuk memungkinkan komunikasi antar
komponen dalam satu papan sirkuit. Pada I2C ada dua kabel yaitu:
SDA (Serial Data), adalah jalur yang digunakan untuk
mengirim data.
SCL (Serial Clock), adalah garis jam yang dirancang untuk
menyinkronkan transfer data.
Tiap perangkat dalam bus I2C memiliki alamat unik. Pengguna
dapat menghubungkan 255 perangkat dalam bus yang sama.
Pin AREF, berfungsi sebagai tegangan referensi untuk input
analog.
Pin INTERRUPT, terdiri atas INT0 dan INT1 pada Arduino.
Interupsi eksternal, yaitu interupsi sistem yang terjadi
pada saat ada gangguan luar. Kegunaan interupsi ini secara umum yaitu untuk
membaca gelombang persegi yang dihasilkan encoder atau membangunkan prosesor
dalam peristiwa eksternal. Setidaknya ada dua bentuk interupsi yaitu
interupsi luar dan interupsi pin change.
ICSP Arduino Uno Pinout
 |
| Gambar 7 Pin ICSP Arduino Uno |
ICSP merupakan singkatan dari In-Circuit Serial Programming. Nama ini diambil dari header pemrograman dalam sistem (ISP).
2). Sensor Ultrasonic HC-SR04
 |
| Gambar 8 Sensor Ultrasonic HC-SR04 |
Sensor HC-SR04 memiliki spesifikasi sebagai berikut :
Tegangan : 5V DC
Arus statis : < 2mA
Level output : 5v – 0V
Sudut sensor : < 15 derajat
Jarak yg bisa dideteksi : 2cm – 450cm (4.5m)
Tingkat keakuratan : up to 0.3cm (3mm)
Sensor Ultrasonik adalah sensor untuk mengubah suara (gelombang ultrasonik) menjadi arus listrik dan sebaliknya. Gelombang ultrasonik dibangkitkan melalui piezoelektrik yang pada umumnya berfrekuensi 40kHz. Prinsip kerjanya yaitu dengan mengirimkan (suara) gelombang ultrasonik dengan frekuensi tertentu ke depan oleh Trigger (pengirim sinyal suara). Lalu, ketika ada objek yang melewati gelombang tersebut, maka suara tersebut akan terpantul dan kembali ke Echo (penerima sinyal suara). Kemudian, sensor akan menghitung selisih waktu ketika sinyal dikirim dengan waktu ketika sinyal kembali.
Pemilihan HC-SR04 sebagai sensor jarak yang akan digunakan pada alat ini karena memiliki fitur sebagai berikut; kinerja yang stabil, pengukuran jarak yang akurat dengan ketelitian 0,3 cm, pengukuran maksimum dapat mencapai 4 meter dengan jarak minimum 2 cm, ukuran yang ringkas dan dapat beroperasi pada level tegangan TTL. Timing diagram pengoperasian sensor ultrasonik HC-SR04 diperlihatkan pada Gambar.
 |
| Gambar 9 Timing Diagram Pengoperasian Sensor Ultrasonik HC-SR04 |
Sensor ultrasonik terdiri dari dari dua unit, yaitu unit pemancar dan unit penerima. Struktur unit pemancar dan penerima sangatlah sederhana, sebuah kristal piezoelectric dihubungkan dengan mekanik jangkar dan hanya dihubungkan dengan diafragma penggetar. Tegangan bolak-balik yang memiliki frekuensi kerja 40 KHz – 400 KHz diberikan pada plat logam. Struktur atom dari kristal piezoelectric akan berkontraksi (mengikat), mengembang atau menyusut terhadap polaritas tegangan yang diberikan, dan ini disebut dengan efek piezoelectric.
Pemancar Ultrasonik (Transmitter)
 |
| Gambar 10 Pemancar Ultrasonik (Transmitter) |
Prinsip kerja dari rangkaian pemancar gelombang ultrasonik
tersebut adalah sebagai berikut :
- Sinyal 40 kHz dibangkitkan melalui mikrokontroler. Sinyal tersebut dilewatkan pada sebuah resistor sebesar 3kOhm untuk pengaman ketika sinyal tersebut membias maju rangkaian dioda dan transistor.
- Kemudian sinyal tersebut dimasukkan ke rangkaian penguat arus yang merupakan kombinasi dari 2 buah dioda dan 2 buah transistor.
- Ketika sinyal dari masukan berlogika tinggi (+5V) maka arus akan melewati dioda D1 (D1 on), kemudian arus tersebut akan membias transistor T1, sehingga arus yang akan mengalir pada kolektotr T1 akan besar sesuai dari penguatan dari transistor.
- Ketika sinyal dari masukan berlogika tinggi (0V) maka arus akan melewati dioda D2 (D2 on), kemudian arus tersebut akan membias transistor T2, sehingga arus yang akan mengalir pada kolektotr T2 akan besar sesuai dari penguatan dari transistor.
- Resistor R4 dan R6 berfungsi untuk membagi tengangan menjadi 2,5 V. Sehingga pemancar ultrasonik akan menerima tegangan bolak – balik dengan Vpeak-peak adalah 5V (+2,5 V s.d - 2,5 V).
Penerima Ultrasonik (Receiver)
 |
| Gambar 11 Penerima Ultrasonic (Receiver) |
Prinsip kerja rangkaian pemancar gelombang ultrasonik
tersebut adalah sebagai berikut:
- Pertama – tama sinyal yang diterima akan dikuatkan terlebih dahulu oleh rangkaian transistor penguat Q2.
- Kemudian sinyal tersebut akan di filter menggunakan High pass filter pada frekuensi > 40kHz oleh rangkaian transistor Q1.
- Setelah sinyal tersebut dikuatkan dan di filter, kemudian sinyal tersebut akan disearahkan oleh rangkaian dioda D1 dan D2.
- Kemudian sinyal tersebut melalui rangkaian filter low pass filter pada frekuensi < 40kHz melalui rangkaian filter C4 dan R4.
- Setelah itu sinyal akan melalui komparator Op-Amp pada U3.
- Jadi ketika ada sinyal ultrasonik yang masuk ke rangkaian, maka pada komparator akan mengeluarkan logika rendah (0V) yang kemudian akan diproses oleh mikrokontroler untuk menghitung jaraknya.
3). Sensor RTC DS3232
 |
| Gambar 12 Sensor RTC DS3232 |
Tegangan operasi MODUL DS3231: 2.3V – 5.5V
Mengkonsumsi 500nA pada cadangan baterai
Tegangan maksimum pada SDA , SCL : VCC + 0.3V
Suhu operasi: -45ºC hingga +80ºC
 |
| Gambar 13 DS3232 |
SDA(Serial Data) dihubungkan ke A4
SCL(Serial Clock) dihubungkan ke A5
SDA merupakan data serialnya, sedangkan SCL adalah jalur
clock sinkronisasinya.
4). Motor Servo Sg90
 |
| Gambar 14 Motor Servo Sg 90 |
Motor servo menggunakan dengan sistem umpan balik tertutup,
di mana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang
ada di dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor DC, serangkaian
gear, potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk
menentukan batas sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor
servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari
kabel motor. Karena motor DC servo merupakan alat untuk mengubah energi listrik
menjadi energy mekanik, maka magnit permanent motor DC servolah yang mengubah
energi listrik ke dalam energi mekanik melalui interaksi dari dua medan magnit.
Salah satu medan dihasilkan oleh magnit permanent dan yang satunya dihasilkan
oleh arus yang mengalir dalam kumparan motor. Resultan dari dua medan magnit
tersebut menghasilkan torsi yang membangkitkan putaran motor tersebut. Saat
motor berputar, arus pada kumparan motor menghasilkan torsi yang nilainya
konstan. Untuk dapat mengontrol motor servo kita perlu memberikan pulsa
high dan pulsa low dengan lebar tertentu. Frekuensi yang diperlukan adalah 50
Hz. Pulsa ini dapat dihasilkan dengan port I/O biasa pada mikrokontroler. Namun
terkadang dengan cara ini pergerakan servo menjadi kurang akurat. Oleh karena
itu digunakan metode Pulse Width Modulation (PWM). Dengan metode PWM dapat
dihasilkan gerakan servo yang cukup akurat dengan resolusi yang kita sesuaikan
dengan keinginan kita. Berikut ini adalah salah satu contoh pulsa yang dihasilkan
untuk menggerakan servo dengan sudut 0o,90o, dan 180o
 |
| Gambar 15 Pensinyalan Motor Servo |
 |
| Gambar 16 LED |
Konfigurasi Pin:
 |
| Gambar 17 Konfigurasi Pin LED |
 |
| Gambar 18 LCD |
LCD atau Liquid Crystal Display adalah suatu jenis
media display (tampilan) yang menggunakan kristal cair (liquid crystal) untuk
menghasilkan gambar yang terlihat. Teknologi Liquid Crystal Display (LCD) atau
Penampil Kristal Cair sudah banyak digunakan pada produk-produk seperti layar Laptop,
layar Ponsel, layar Kalkulator, layar Jam Digital, layar Multimeter, Monitor
Komputer, Televisi, layar Game portabel, layar Thermometer Digital dan
produk-produk elektronik lainnya.
Teknologi Display LCD ini memungkinkan produk-produk
elektronik dibuat menjadi jauh lebih tipis jika dibanding dengan teknologi
Tabung Sinar Katoda (Cathode Ray Tube atau CRT). Jika dibandingkan dengan
teknologi CRT, LCD juga jauh lebih hemat dalam mengkonsumsi daya karena LCD
bekerja berdasarkan prinsip pemblokiran cahaya sedangkan CRT berdasarkan
prinsip pemancaran cahaya. Namun LCD membutuhkan lampu backlight (cahaya latar
belakang) sebagai cahaya pendukung karena LCD sendiri tidak memancarkan cahaya.
Beberapa jenis backlight yang umum digunakan untuk LCD diantaranya adalah
backlight CCFL (Cold cathode fluorescent lamps) dan backlight LED (Light-emitting
diodes). LCD atau Liquid Crystal Display pada dasarnya terdiri dari dua bagian
utama yaitu bagian Backlight (Lampu Latar Belakang) dan bagian Liquid Crystal
(Kristal Cair). Seperti yang disebutkan sebelumnya, LCD tidak memancarkan
pencahayaan apapun, LCD hanya merefleksikan dan mentransmisikan cahaya yang
melewatinya. Oleh karena itu, LCD memerlukan Backlight atau Cahaya latar
belakang untuk sumber cahayanya. Cahaya Backlight tersebut pada umumnya adalah
berwarna putih. Sedangkan Kristal Cair (Liquid Crystal) sendiri adalah cairan
organik yang berada diantara dua lembar kaca yang memiliki permukaan transparan
yang konduktif.
Bagian-bagian LCD atau Liquid Crystal Display diantaranya
adalah:
- Lapisan Terpolarisasi 1 (Polarizing Film 1)
- Elektroda Positif (Positive Electrode)
- Lapisan Kristal Cair (Liquid Cristal Layer)
- Elektroda Negatif (Negative Electrode)
- Lapisan Terpolarisasi 2 (Polarizing film 2)
- Backlight atau Cermin (Backlight or Mirror)
Dibawah ini adalah gambar struktur dasar sebuah LCD:
 |
| Gambar 19 Struktur Dasar Sebuah LCD |
LCD yang digunakan pada Kalkulator dan Jam Tangan digital
pada umumnya menggunakan Cermin untuk memantulkan cahaya alami agar dapat
menghasilkan digit yang terlihat di layar. Sedangkan LCD yang lebih modern dan
berkekuatan tinggi seperti TV, Laptop dan Ponsel Pintar menggunakan lampu
Backlight (Lampu Latar Belakang) untuk menerangi piksel kristal cair. Lampu
Backlight tersebut pada umumnya berbentuk persegi panjang atau strip lampu
Flourescent atau Light Emitting Diode (LED). Cahaya putih adalah cahaya terdiri
dari ratusan cahaya warna yang berbeda. Ratusan warna cahaya tersebut akan
terlihat apabila cahaya putih mengalami refleksi atau perubahan arah sinar.
Artinya, jika beda sudut refleksi maka berbeda pula warna cahaya yang
dihasilkan. Backlight LCD yang berwarna putih akan memberikan
pencahayaan pada Kristal Cair atau Liquid Crystal. Kristal cair tersebut akan
menyaring backlight yang diterimanya dan merefleksikannya sesuai dengan sudut
yang diinginkan sehingga menghasilkan warna yang dibutuhkan. Sudut Kristal Cair
akan berubah apabila diberikan tegangan dengan nilai tertentu. Karena dengan
perubahan sudut dan penyaringan cahaya backlight pada kristal cair tersebut,
cahaya backlight yang sebelumnya adalah berwarna putih dapat berubah menjadi berbagai
warna. Jika ingin menghasilkan warna putih, maka kristal cair akan dibuka
selebar-lebarnya sehingga cahaya backlight yang berwarna putih dapat
ditampilkan sepenuhnya. Sebaliknya, apabila ingin menampilkan warna hitam, maka
kristal cair harus ditutup serapat-rapatnya sehingga tidak adalah cahaya
backlight yang dapat menembus. Dan apabila menginginkan warna lainnya, maka
diperlukan pengaturan sudut refleksi kristal cair yang bersangkutan.
 |
| Gambar 20 Potensiometer |
Potensiometer 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.Pada dasarnya bagian-bagian penting
dalam Komponen Potensiometer adalah:
- Penyapu atau disebut juga dengan Wiper
- Element Resistif
- Terminal
Berdasarkan bentuknya, Potensiometer dapat dibagi menjadi 3
macam, yaitu:
- Potensiometer Slider, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara menggeserkan Wiper-nya dari kiri ke kanan atau dari bawah ke atas sesuai dengan pemasangannya. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk menggeser wiper-nya.
- Potensiometer Rotary, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara memutarkan Wiper-nya sepanjang lintasan yang melingkar. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk memutar wiper tersebut. Oleh karena itu, Potensiometer Rotary sering disebut juga dengan Thumbwheel Potentiometer.
- Potensiometer Trimmer, yaitu Potensiometer yang bentuknya kecil dan harus menggunakan alat khusus seperti Obeng (screwdriver) untuk memutarnya. Potensiometer Trimmer ini biasanya dipasangkan di PCB dan jarang dilakukan pengaturannya.
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).
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
 |
| Gambar 21 Pompa Air |
Pompa air celup mini / Water pump mini
DC 3-5volt
Arus 130-220 mA
kemampuan 240L/jam
Dapat menaikkan air s/d 40 cm
Besar pipa output 7.5 mm.
9). Jumper
 |
| Gambar 22 Jumper |
Dalam merancang sebuah design peralatan elektronik tentunya
sangat dibutuhkan sebuah kabel untuk menghubungkan komponen eletronik yang satu
dengan komponen elektronik yang lainnya. Maka dari itu Kabel
Jumper Breadboard Male to Male dan Female to Male merupakan
salah satu jenis kabel jumper untuk breadboard yang dapat Anda gunakan untuk
menghubungkan komponen-komponen elektronik yang satu dengan yang lainnya.
Kabel Jumper ini dapat digunakan untuk menyambungkan
komponen elektronik yang satu dengan yang lainnya pada saat membuat projek
prototipe dengan menggunakan breadboard. Kabel Jumper untuk Breadboard
berfungsi untuk menghubungkan beberapa breadboard, menghubungkan antartitik
pada PCB single slide dan juga dapat digunakan untuk menghubungkan
jalur rangkaian yang terputus dengan cara menjumpernya.
 |
| Gambar 23 PCB |
PCB titik atau PCB bolong-bolong adalah papan rangkaian yang
umum untuk merakit berbagai-macam sirkit elektronik yang tidak terlalu rumit.
PCB ini paling banyak ditemui di toko-toko elektronik.
Pengenalan PCB titik.
Ada dua macam PCB titik yang umumnya beredar, yaitu PCB
titik besar dan PCB titik kecil atau PCB titik untuk IC. PCB titik besar
biasanya digunakan untuk merakit rangkaian-rangkaian power berarus besar
seperti DC regulator atau rangkaian power tegangan AC tinggi. PCB titik kecil
biasanya digunakan untuk merakit rangkaian-rangkaian berarus kecil yang umum
seperti rangkaian pre-amp, audio amplifier, rangkaian dengan IC digital atau
yang lain-lainnya. Perhatikan gambar berikut ini :
 |
| Gambar 24 PCB titik Kecil |
Terdapat sederetan huruf di bagian atas untuk menandakan
kolom barisan titik-titik (lubang) secara menurun. Di sebelah kiri terdapat
angka-angka berurut ke bawah untuk menandakan deretan titik-titik/lubang secara
mendatar. Dengan demikian setiap titik dapat disebutkan kordinatnya. Misalnya
titik 4E berada di deretan angka 4 pada kolom huruf E, titik 7G berada di
deretan angka 7 pada kolom huruf G, dan seterusnya.
Cara merakit rangkaian di PCB titik/PCB bolong-bolong.
Skema rangkaian harus jelas terlebih dahulu, agar tidak
terjadi kegagalan merakit. Nilai-nilai resistor, kondensator (berikut
polaritasnya), pola susunan kaki-kaki elektroda transistor atau IC perlu
diketahui terlebih dahulu dengan tanpa ada keraguan. Setelah itu, barulah
dimulai perencanaan untuk merakit rangkaian ke PCB titik. Di sini dicontohkan
merakit rangkaian mic pre-amp satu transistor yang mudah.
Pertama, tempatkan komponen utama terlebih dahulu, yaitu
transistor T1. Setelah itu pasang resistor R1 dan R2, perkirakan letaknya yang
pantas dan tidak sulit jika akan dibuat sambungan-sambungan terhadapnya (lihat
gambar A). Jika diinginkan penghematan tempat, resistor-resistor dapat dipasang
berdiri. Buat sambungan R1 (titik 5d) dengan basis T1 di titik 6f, dan
sambungan R2 (titik 6h) dengan kolektor T1 di titik 7f. Sambungan antara titik
6h dengan titik 7f ini lalu disambungkan lagi dengan titik 5g (Resistor R1),
lihat gambar (B). Untuk membuat sambungan-sambungan ini dapat dilakukan dengan
menebalkan timah solderan sehingga titik-titik itu tersambungkan oleh solderan
timah, atau dengan kupasan kabel serabut kecil yang disolderkan sehingga
membentuk alur-alur sambungan.
Pasang C1 dan C2 serta buat alur sambungannya sebagaimana
pada gambar (C), perhatikan polaritasnya (kaki plus dan minus nya). Setelah itu
pasang R3 dan C3 serta sambungannya sebagaimana gambar (D). Selanjutnya buat
sambungan input dari C1, sambungan output dari C3 serta sambungan untuk
tegangan suplai positif dari R3, lihat gambar (E). Terakhir, buat sambungan
ground (gnd) untuk input, untuk output, dan untuk tegangan suplai.
11). Baterai
 |
| Gambar 25 Baterai |
Baterai berfungsi sebagai sumber tegangan DC. Spesifikasi:
- Tipe : Alkaline 9V battery
- Output : 9 volt
12). Socket Baterai
 |
| Gambar 26 Socket Baterai |
Konektor baterai 9V (baterai kotak) Dapat digunakan untuk
mempermudah menghubungkan baterai 9v ke rangkaian microcontroller arduino.
Dilengkapi dengan kabel, sehingga mempermudah dalam penyambungan arus.
13). Relay
 |
| Gambar 27 Relay |
Konfigurasi pin :
4. Listing Program [Kembali]
Master
#include <DS3231.h>
#include <LiquidCrystal.h>
DS3231 rtc(SDA, SCL);
const int trig = 10;
const int echo = 9;
long duration;
int distance;
Time t;
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
void setup() {
Serial.begin(115200);
rtc.begin();
lcd.begin(16, 2);
pinMode(trig, OUTPUT);
pinMode(echo,INPUT);
}
void loop() {
lcd.setCursor(0,0);
t = rtc.getTime();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("JAM ");
lcd.print(t.hour);
lcd.print(" : ");
lcd.print(t.min);
lcd.print(" : ");
lcd.print(t.sec);
if (t.hour == 05 && t.min == 22 && t.sec == 00) {
Serial.write('1');
}
else if (t.hour == 05 && t.min == 23 && t.sec == 00) {
Serial.write('2');
}
digitalWrite(trig,LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(trig,HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trig,LOW);
duration = pulseIn(echo, HIGH);
distance = duration*0.034/2;
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Jarak : ");
lcd.print(distance);
lcd.print(" CM ");
if (distance <= 10) {
Serial.write('3');
}
else if (distance>10) {
Serial.write('4');
}
Serial.println();
delay (200);
}
- Slave
#define pompa 10
Servo myservo;
int pos = 0;
int LEDkuning = 4;
int LEDmerah = 5;
int LEDhijau = 6;
void setup() {
myservo.attach(11);
pinMode(pompa, OUTPUT);
pinMode(LEDkuning, OUTPUT);
pinMode(LEDhijau, OUTPUT);
pinMode(LEDmerah, OUTPUT);
Serial.begin(115200);
}
void loop() {
if(Serial.available()){
char data= Serial.read();
if(data=='1'){
digitalWrite(LEDhijau,HIGH);
for (pos = 0; pos <= 100; pos += 1) { // goes from 0 degrees to 180 degrees // in steps of 1 degree
myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'
delay(30); // waits 15 ms for the servo to reach the position
}
for (pos = 100; pos >= 0; pos -= 1) { // goes from 180 degrees to 0 degrees
myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'
delay(30); // waits 15 ms for the servo to reach the position
}}
if(data=='2'){
for (pos = 0; pos <= 100; pos += 1) { // goes from 0 degrees to 180 degrees
// in steps of 1 degree
myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'
delay(30); // waits 15 ms for the servo to reach the position
}
for (pos = 100; pos >= 0; pos -= 1) { // goes from 180 degrees to 0 degrees
myservo.write(pos); // tell servo to go to position in variable 'pos'
delay(30); // waits 15 ms for the servo to reach the position
}}
else if (data=='3'){
digitalWrite(pompa,HIGH);
digitalWrite(LEDmerah, HIGH);
digitalWrite(LEDkuning, LOW);
}
else if (data=='4'){
digitalWrite(pompa,LOW);
digitalWrite(LEDkuning, HIGH);
digitalWrite(LEDmerah, LOW);}}
else {
digitalWrite(LEDhijau,LOW);}
}
5. Flowchart [Kembali]
- Master
- Prinsip Kerja
6. Rangkaian Simulasi Sistem [Kembali]
7. Hardware [Kembali]
- Tampak Luar
 |
| Gambar 29 Hardware Tampak Luar |
- Tampak Dalam
 |
| Gambar 30 Hardware Tampak Dalam |
8. Video [Kembali]
9. Analisis [Kembali]
SELFISH atau Smart Electric Fishpond adalah suatu alat yang
digunakan untuk memberi makan ikan dan kontrol ketinggian air secara otomatis.
Pemberian pakan ikan saat ini, masih banyak dilakukan dengan
cara yang manual, yaitu dengan memberikan langsung pakan ikan kedalam akuarium
atau kolam penampungan ikan. Terkadang kegiatan pemberian pakan ikan manual ini
menjadi terhambat dari jadwal biasanya karena terkendala dengan kegiatan lain
yang menyita waktu. Tak hanya itu, . Sering sekali kejadian kondisi air dalam
kolam kosong dikarenakan ada kebocoran kecil pada kolam yang sulit terdeteksi
dimana kebocorannya mengakibatkan isi air dalam kolam tersebut menyusut seiring
berjalannya waktu. Tentunya hal ini sangat merepotkan karena . harus selalu
mengecek ketinggian air pada kolam.
Pemanfaatan teknologi yang berkembang saat ini pun mulai
dilakukan dimana teknologi semakin mendorong kehidupan manusia yang awalnya
manual bergeser ke otomatisasi, tak terkecuali dengan pemberian pakan ikan dan
kontrol ketinggian air kolam ini. Dengan adanya alat ini tentu sangat membantu
karena kita tidak khawatir dengan menyusutnya air kolam atau lupa dalam memberi
makan ikan.
Alat ini menggunakan Arduino uno, pompa air, LED, LCD, motor
servo, dan RTC. Cara kerja alat ini yaitu sensor untrasonic yang dipasang
menghadap air kolam digunakan untuk menghitung ketinggian air kolam. Sensor
ultrasonic ini digunakan sebagai input pada Arduino master. Selain itu
digunakan RTC sebagai inputan analog pada Arduino master yang digunakan sebagai
pengatur waktu saat pemberian makan ikan. Hasil pembacaan ketinggian kolam ikan
dan waktu ditampilkan di LCD yang dihubungkan dengan Arduino master.
Pada Arduino Slave dihubungkan dengan LED, Pompa air, dan
motor servo. LED digunakan sebagai indikator. Apabila air masih belum cukup
tinggi pada kolam ikan maka akan LED berwarna merah akan menyala, sedangkan
apabila air sudah mencukupi ketinggian yang ditetapkan ( berdasarkan
program ) maka LED kuning akan menyala.
Pada Arduino Slave dihubungkan dengan LED, Pompa air, dan
motor servo. LED digunakan sebagai indikator. Apabila air masih belum cukup
tinggi pada kolam ikan maka akan LED berwarna merah akan menyala, sedangkan
apabila air sudah mencukupi ketinggian yang ditetapkan ( berdasarkan program )
maka LED kuning akan menyala.
Arduino master dan slave dihubungkan menggunakan komunikasi
UART. Apabila ketinggian air belum cukup sesuai kapasitas kolam (dideteksi oleh
ultrasonic) maka Arduino master mengirimkan data ke slave sehingga LED merah
dan pompa air yang terhubung pada slave menyala. Apabila ketinggian air sudah
sesuai dengan yang di programkan maka Arduino master mengirimkan data ke
Arduino slave sehingga LED kuning menyala dan pompa air tidak menyala.
Selanjutnya Ketika RTC menampilkan waktu yang sesuai dengan waktu pemberian
makan ikan, maka Arduino master memberikan data ke Arduino slave sehingga servo
berputar 100 untuk membuka tutup kotak makanan ikan sehingga pemberian makan
ikan dilakukan otomatis.
10. Kesimpulan [Kembali]
SELFISH atau Smart Electric Fishpond adalah suatu alat yang
digunakan untuk memberi makan ikan dan kontrol ketinggian air secara otomatis
sudah dapat berjalan sesuai dengan yang diharapkan, dimana Dengan adanya alat
ini tentu sangat membantu karena kita tidak khawatir dengan menyusutnya air
kolam atau lupa dalam memberi makan ikan..
Tidak ada komentar:
Posting Komentar