PROJECT M4

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

     Pembahasan
        1) langkah kerja

        2) gambar Rangkaian

        3) prinsip kerja

        4) lampiran

            > flowchart

            > listing program

            > video rangkaian

            > download file 

*Klik teks untuk menuju

MODUL 4

[Smart System For Deposit Box]

1. Pendahuluan [Kembali]

    Dalam era digital yang semakin maju ini, kebutuhan akan keamanan dan efisiensi dalam penyimpanan barang berharga menjadi semakin penting. Salah satu solusi yang tengah berkembang adalah sistem smart untuk kotak penyimpanan atau deposit box. Teknologi smart deposit box menggabungkan kecanggihan teknologi informasi dengan keamanan fisik untuk memberikan layanan penyimpanan yang tidak hanya aman tetapi juga mudah diakses dan dikelola. Dengan mengadopsi teknologi ini, diharapkan dapat memberikan kenyamanan dan perlindungan maksimal bagi para pengguna.

 

Smart deposit box merupakan sebuah inovasi yang didesain untuk menggantikan sistempenyimpanan konvensional yang sering kali tidak efisien dan rentan terhadap berbagai risiko, seperti kehilangan kunci atau kerusakan fisik. Sistem ini memanfaatkan teknologi canggih seperti penggunaan sensor pir, sensor flame, sensor magnetik, sensor getaran, dan touch sensor.

 

Penggunaan smart deposit box memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan metode tradisional. Salah satunya adalah peningkatan tingkat keamanan melalui identifikasi seperti sidik jari,password dan pantauandari 5 sensor lainnya. Teknologi ini mengurangi risiko pencurian atau akses tidak sah. Selain itu, dengan adanya fitur notifikasi dan pemantauan real-time, pengguna dapat segera mengetahui jika terjadi upaya akses yang mencurigakan, sehingga dapat mengambil tindakan preventif dengan cepat.

 

Di sisi lain, penerapan smart deposit box juga membawa dampak positif terhadap efisiensi operasional bagi penyedia layanan. Pengelolaan deposit box dapat dikembangkan secara digital memungkinkan penurunan biaya operasional dan pemeliharaan, serta mempermudah proses administrasi dan audit. Keunggulan ini menjadikan smart deposit box sebagai solusi ideal bagi individu maupun perusahaan yang membutuhkan sistem penyimpanan yang modern, aman, dan efisien. Dengan demikian, teknologi ini tidak hanya menjawab tantangan keamanan, tetapi juga membawa revolusi dalam cara kita menyimpan dan mengelola barang berharga.

2. Tujuan [Kembali]

• 1.1.1        Mengetahui cara membuat alat “Smart system for deposite box” otomatis dengan menggunakan mikrokontroler Arduino master dan Arduino slave.
• 1.1.2        Agar dapat mengimplementasikan komunikasi UART pada alat “Smart system for deposite box”.
• 1.1.3        Mengetahui dan memahami prinsip kerja dari sensor dan komponen yang    digunakan pada rangkaian.
• 1.1.4        Agar memahami konsep rancangan desain “Smart system for deposite box”.  secara sederhana dengan prototype.

3. Alat dan Bahan [Kembali]     

a) Arduino Uno

b) resistor

c) sensor flame

d) sensor pir

e) sensor vibration

f) sensor touch

g) sensor magnet

h) LCD

h) jumper

i) baterai

j) motor servo 

k) buzzer

l) LED

m) keypad

4. Dasar Teori [Kembali]

1.1.1        Pulse Width Modulation (PWM)

PWM (Pulse Width Modulation)  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 (%).

 

 

 Gambar 1. Duty Cycle

 

·        Duty Cycle = tON / ttotal

·        tON = Waktu ON atau Waktu dimana tegangan keluaran berada pada posisi tinggi (highatau 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 jugadengan “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 * 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.

Gambar 2. Siklus Sinyal PWM pada Arduino

1.1.2        Analog to Digital Converter (ADC)

 

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 padaArduino Uno). Fungsi untuk mengambil data sinyal input analog menggunakan analogRead(pin);.

 

1.1.3        Komunikasi

 

Pada Alat yang kami buat, kami menggunakan komunikasi UART untuk 2 arduino yang kami gunakan. Komunikasi UART 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 :

Gambar 3. 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, kemudia di transfer secara parallel ke data bus penerima.

 

1.1.4        Mikrokontroller

 

Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian dasar dari suatu sistem komputer. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi dan komputer mainframe, mikrokontroler dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Secara sederhana, komputer akan menghasilkan output yang spesifik berdasarkan input yang diterima dan program yang dikerjakan. Seperti umumnya komputer, mikrokontroler sebagai alat yang mengerjakan perintah-perintah yang diberikan kepadanya. Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu sistem komputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat oleh seorang programmer. Program ini memerintahkan komputer untuk melakukan jalinan yang panjang dari aksi-aksi sederhana untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang diinginkan oleh programmer. Sistem dengan mikrokontroler umumnya menggunakan piranti input yang jauh lebih kecil seperti saklar atau keypad kecil. Hampir semua input mikrokontroler hanya dapat memproses sinyal input digital dengan tegangan yang sama dengan tegangan logika dari sumber. Tegangan positif sumber umumnya adalah 5 volt. Padahal dalam dunia nyata terdapat banyak sinyal analog atau sinyal dengan tegangan.

 

Gambar 4. Prinsip kerja mikrokontroller

 

Gambar 5. Struktur dan diagram blok Mikrokontroler

 

 

Berikut ini merupakan struktur dan diagram blok mikrokontroler beserta penjelasan tentang bagian-bagian utamanya :

 

·        CPU

 

CPU merupakan otak dari mikrokontroler. CPU bertanggung jawab untuk mengambil instruksi (fetch), menerjemahkannya (decode), kemudian akhirnya dieksekusi (execute). CPU menghubungkan setiap bagian dari mikrokontroler ke dalam satu sistem. Fungsi utamanya yaitu mengambil dan mendekode instruksi. Instruksi yang diambil dari memori program harus diterjemahkan atau melakukan decode oleh CPU tersebut.

 

·        Serial Port (Port Serial)

 

Serial port menyediakan berbagai antarmuka serial antara mikrokontroler dan periferal lain seperti port paralel.

 

·        Memori (Penyimpanan)

 

Memori ini bertugas untuk menyimpan data. Data tersebut merupakan data yang sudah diolah (output) atau data yang belum diolah (input). Penyimpanan ini berupa RAM dan ROM. ROM digunakan untuk menyimpan data dalam jangka waktu yang lama. Sedangkan RAM digunakan untuk menyimpan data sementara selama program berjalan sampai akhirnya dipindahkan ke ROM.

 

·        Port Input/Output Paralel

 

Port input/output paralel digunakan untuk mendorong atau menghubungkan berbagai perangkat seperti LED, LCD, printer, memori dan perangkat input/output lainnya ke mikrokontroler.

 

·        ADC (Analog to Digital Converter)

 

Konverter ADC (Analog to Digital Converter) digunakan untuk mengubah sinyal analog ke bentuk digital. Sinyal input dalam konverter ini harus dalam bentuk analog (misalnya output dari sensor) sedangkan outputnya dalam bentuk digital.

 

·        DAC (Digital to Analog Converter)

 

DAC (Digital to Analog Converter) melakukan operasi pembalikan konversi ADC (Analog to Digital Converter). DAC mengubah sinyal digital menjadi format analog. DAC ini biasanya digunakan untuk mengendalikan perangkat analog seperti motor DC dan lain sebagainya.

 

·        Interrupt Control (Kontrol Interupsi)

 

Interrupt Control (Kontrol Interupsi) bertugas untuk mengendalikan penundaan terhadap pemrograman mikrokontroler. Bagian interrupt control (kontrol interupsi) ini dapat dioperasikan secara internal ataupun eksternal.

 

·        Special Functioning Block (Blok Fungsi Khusus)

 

Special functioning block merupakan bagian tambahan yang dibuat mempunyai fungsi khusus. Biasanya blok ini ditemukan pada arsitektur mikrokontroler di mesin robotika. Tidak semua perangkat menggunakan bagian ini.

 

·        Timer and Counter (Pengatur Waktu dan Penghitung)

 

Timer/counter ini digunakan untuk mengukur waktu dan alat penghitungan. Keberadaan komponen ini sangatlah penting. Karena informasi waktu seringkali digunakan pengaturan sistem supaya lebih akurat dan efektif.

 

1.1.5        Arduino Uno

 

      Gambar 6. 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 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 :

 

Microcontroller	ATmega328P
Operating Voltage	5V
Input Voltage (recommended)	7-12V
Input Voltage (limit)	6-20V
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	(ATmega328P)
SRAM	2 KB (ATmega328P)
EEPROM	1 KB (ATmega328P)
Clock Speed	16 MHz
LED_BUILTIN	13
Length	68.6 mm
Width	53.4 mm

 

Table 1. Spesifikasi Arduino uno

 

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 ( 0atau 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 Arduino Uno :

 

·        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 dariMask ROM, PROM, EPROM, EEPROM.

 

1.1.6        Resistor

  Gambar 7. Resistor

 

Resistor merupakan komponen penting dan sering dijumpai dalam sirkuit Elektronik. Boleh dikatakan hampir setiap sirkuit Elektronik pasti ada Resistor. Tetapi banyak diantara kita yang bekerja di perusahaan perakitan Elektronik maupun yang menggunakan peralatan Elektronik tersebut tidak mengetahui cara membaca kode warna ataupun kode angka yang ada ditubuh Resistor itu sendiri.

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:

      Table 2. Warna resistor

 

Tabel Kode Warna Resistor Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna :

 

Gambar 8. Perhitungan Nilai resistor dengan 4 gelang warna

1.1.7        Sensor Flame

 

Gambar 9. Flame Sensor

Flame sensor adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya api atau nyala api. Sensor ini sangat sensitif terhadap cahaya inframerah yang dipancarkan oleh api dan dapat digunakan dalam berbagai aplikasi keselamatan, seperti sistem deteksi kebakaran, alarm

kebakaran, dan sistem keselamatan pada peralatan industri.

Beberapa karakteristik yang terdapat pada flame sensor antara lain adalah:

- Tegangan Operasi: 3.3V hingga 5V DC

- Konsumsi Arus: 15 mA

- Spektrum Deteksi: 760 nm hingga 1100 nm (cahaya inframerah)

- Sudut Pandang Deteksi: 60 derajat

- Waktu Respon: ≤ 15 ms

- Jarak Deteksi: hingga 100 cm (tergantung intensitas nyala api)

- Suhu Operasi: -25°C hingga 85°C

 

Flame sensor berfungsi sebagai alat pendeteksi api dalam berbagai aplikasi keamanan dan keselamatan. Sensor ini bekerja dengan mendeteksi radiasi inframerah yang dipancarkan oleh api. Ketika sensor mendeteksi adanya api, output digitalnya akan berubah dari nilai rendah (LOW) ke nilai tinggi (HIGH), yang dapat digunakan untuk memicu alarm atau tindakan pengamanan lainnya.

Prinsip kerja flame sensor sangat sederhana. Sensor ini memiliki fotodioda atau fototransistor yang sensitif terhadap cahaya inframerah. Ketika ada sumber api, cahaya inframerah yang dipancarkan akan diterima oleh fotodioda atau fototransistor tersebut, menghasilkan perubahan tegangan yang diubah menjadi sinyal digital. Sinyal ini kemudian dapat dibaca oleh mikrokontroler seperti Arduino untuk menentukan apakah ada api yang terdeteksi.

Flame sensor sering digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk:

- Sistem deteksi kebakaran

- Alarm kebakaran otomatis

- Sistem keamanan rumah

- Sistem keselamatan industri

- Robot pemadam kebakaran

- Sistem proteksi pada peralatan elektronik yang rentan terhadap kebakaran

 

Dengan kemampuannya untuk mendeteksi api secara cepat dan akurat, flame sensor menjadi komponen penting dalam berbagai sistem keselamatan dan keamanan untuk mencegah dan mengurangi risiko kebakaran. Grafik respon.

    Gambar 10.Grafik respon Flame Sensor

1.1.8        Sensor pir

Gambar 11. Sensor PIR

 

 Sensor PIR (Passive Infrared Sensor) adalah perangkat elektronik yang mendeteksi gerakan dengan menangkap radiasi inframerah (IR) yang dipancarkan oleh benda hangat. Benda hangat, seperti manusia dan hewan, memancarkan radiasi IR dalam jumlah kecil. Sensor PIR mendeteksi perubahan radiasi IR ini dan menghasilkan sinyal listrik yang menunjukkan adanya gerakan.

Cara Kerja Sensor PIR

1.    Sensor Pyroelektrik: Sensor PIR terdiri dari dua elemen utama: lensa Fresnel dan sensor pyroelektrik. Lensa Fresnel memfokuskan radiasi IR ke sensor pyroelektrik. Sensor pyroelektrik terbuat dari bahan kristal yang menghasilkan tegangan listrik ketika terkena perubahan suhu.

2.    Deteksi Gerakan: Ketika benda hangat bergerak di depan sensor, radiasi IR-nya akan menyebabkan perubahan suhu pada sensor pyroelektrik. Perubahan ini menghasilkan tegangan listrik, yang memicu sinyal keluaran.

3.    Zona Deteksi: Sensor PIR memiliki zona deteksi berbentuk kerucut dengan jangkauan tipikal 5-10 meter. Sudut deteksi horizontalnya berkisar antara 90-180 derajat, tergantung model sensor.

Adapun spesifikasi dari sensor PIR, sebagai berikut :

Tegangan              : 5V - 20V

Konsumsi Daya    : 65mA

Output TTL         : 3.3V, 0V

Waktu Tunda       : Dapat Diatur (0.3 - 5 menit)

Waktu Kunci        : 0.2 detik

 

Metode Pemicu:

•      L - Nonaktifkan Pemicu Ulang

•      H - Aktifkan Pemicu Ulang Jangkauan Penginderaan: Kurang dari 120 derajat, dalam jarak 7meter Suhu: -15°C - 70°C Dimensi: 32mm x 24mm, jarak antar sekrup 28mm, M2, diameter lensa 23mm.

Grafik respon sensor PIR:

1. 

Gambar 12. Respon terhadap arah, jarak, dan kecepatan.

2.

Gambar 13. Respon terhadap suhu.

 

 

 

 

 

 

 

1.1.9        Sensor Vibration SW-420

 

 

Gambar 14. Sensor Vibration

 

 

                      Sensor getaran adalah perangkat yang digunakan untuk mengukur getaran mekanis pada suatu objek atau sistem. Sensor ini penting dalam berbagai aplikasi industri, manufaktur, dan pemeliharaan karena getaran sering kali menunjukkan kondisi operasional mesin atau struktur. Getaran yang tidak biasa dapat menunjukkan masalah seperti ketidakseimbangan, keausan, atau kerusakan pada komponen mesin.

 

            Cara kerja sensor vibration:

 

                      Sensor getaran bekerja dengan mendeteksi dan mengukur gerakan osilasi atau getaran pada objek atau permukaan tempat ia dipasang. Prinsip kerjanya biasanya didasarkan pada elemen piezoelektrik, yang menghasilkan tegangan listrik saat mengalami tekanan mekanis. Ketika objek atau permukaan bergetar, sensor merasakan perubahan percepatan, kecepatan, atau perpindahan getaran tersebut dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Sinyal ini kemudian diolah untuk memberikan informasi tentang frekuensi, amplitudo, dan karakteristik getaran lainnya. Informasi ini digunakan untuk menganalisis kondisi operasional mesin atau struktur dan mendeteksi potensi masalah atau kerusakan.

 

            Spesifikasi sensor vibration:

·        Operating Voltage: 3.3V to 5V DC

·        Operating Current: 15mA

·        Using SW-420 normally closed type vibration sensor

·        LEDs indicating output and power

·        LM393 based design

·        Easy to use with Microcontrollers or even with normal Digital/Analog IC

·        With bolt holes for easy installation

·        Small, cheap and easily available

Gambar 15. Grafik Response Vibration Sensor

1.1.10     Sensor Touch TTP223

Gambar 16. Touch Sensor

          Touch sensor adalah perangkat yang mendeteksi sentuhan atau tekanan fisik pada permukaannya dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Sensor ini bekerja berdasarkan berbagai teknologi, termasuk resistif, kapasitif, atau piezoelektrik. Pada sensor kapasitif, misalnya, sentuhan jari mengubah kapasitansi di area yang disentuh, yang kemudian diinterpretasikan oleh sirkuit sensor sebagai sinyal input. Touch sensor banyak digunakan dalam perangkat elektronik seperti smartphone, tablet, layar sentuh, panel kontrol, dan berbagai aplikasi interaktif lainnya. Sensor ini memungkinkan pengguna berinteraksi dengan perangkat melalui sentuhan langsung, menawarkan antarmuka yang intuitif dan responsif.

 

Cara kerja Touch Senso:

          Touch sensor bekerja dengan mendeteksi sentuhan atau tekanan pada permukaannya, menggunakan prinsip-prinsip seperti kapasitansi atau res

istansi. Pada touch sensor kapasitif, prinsip kerjanya didasarkan pada perubahan kapasitansi ketika objek konduktif, seperti jari manusia, mendekati atau menyentuh permukaan sensor. Sensor ini memiliki lapisan konduktif yang membentuk medan listrik; ketika jari menyentuh permukaan, kapasitansi berubah dan sensor mendeteksi perubahannya, lalu mengubahnya menjadi sinyal listrik yang diproses oleh sirkuit elektronik untuk menghasilkan respons, seperti menghidupkan perangkat atau memicu fungsi tertentu. Pada touch sensor resistif, dua lapisan konduktif terpisah oleh lapisan isolator tipis; ketika ditekan, kedua lapisan bersentuhan, mengubah resistansi dan menghasilkan sinyal yang diinterpretasikan sebagai sentuhan.

 

Spesifikasi Touch Sensor:

·        On-board TTP223 capacitive touch a single bond induction IC;

·        Board level indicator;

·        Working voltage: 2.0 V to 5.5 V;

·        Size of the PCB board: 29mm x 16mm.

 

Pin configuration:

1. VCC: 2V to 5.5V DC

2. OUT: high/low output

3. GND: ground

 

Schematic Diagram

 

 

Gambar 17. Schematic Diagram

                            

       Gambar 18. Grafik Response Touch Sensor

 

 

 

 

1.1.11     Sensor Magnet

 

Gambar 19. Magnetic Sensor

 

          Magnetic sensor bekerja dengan mendeteksi perubahan medan magnet di sekitarnya dan mengubahnya menjadi sinyal listrik yang dapat dianalisis. Prinsip kerja utama dari sensor ini sering kali melibatkan efek Hall atau magnetoresistansi. Pada sensor Hall, perubahan medan magnet mempengaruhi arus listrik yang mengalir melalui bahan semikonduktor, menghasilkan tegangan Hall yang proporsional dengan kekuatan medan magnet. Sensor magnetoresistif, di sisi lain, mengubah resistansi listriknya sebagai respons terhadap medan magnet. Magnetic sensor digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk kompas digital, deteksi posisi dan kecepatan dalam motor listrik, sistem keamanan, dan perangkat navigasi. Sensor ini mampu memberikan informasi yang akurat tentang orientasi, posisi, dan pergerakan objek yang mengandung bahan magnetik.

 

Cara kerja Magnetic Sensor:

          Prinsip kerja sensor magnetik didasarkan pada pendeteksian perubahan medan magnet dan mengubah perubahan ini menjadi sinyal listrik yang dapat diukur. Salah satu mekanisme yang umum digunakan adalah efek Hall, di mana arus listrik yang mengalir melalui bahan semikonduktor menghasilkan tegangan yang tegak lurus terhadap arus dan medan magnet yang diterapkan. Ketika medan magnet mendekati atau menjauh dari sensor, tegangan Hall berubah, memungkinkan pengukuran kekuatan dan arah medan magnet. Selain itu, sensor magnetoresistif mengubah resistansi listriknya sebagai respons terhadap medan magnet, yang juga dapat diukur untuk mendeteksi perubahan medan magnet. Sensor magnetik banyak digunakan dalam aplikasi seperti pengukuran posisi dan kecepatan pada motor listrik, kompas digital, perangkat navigasi, dan sistem keamanan untuk mendeteksi gerakan atau keberadaan objek magnetik.

 

Spesifikasi Mgnetic Sensor:

·        Cylindrical case: M12 x 80mm

·        Threaded plastic body

·        Form C 100V - 0.25A - 3VA

·        Front side switching

·        External dimensions M 12 X 1: L =80mm

·        Protection degree IP67

·        Operating temperature-25 to +75°C

·        Output connection: PVC Cable (2 mètres / 2 meters)

·        Wires = 3 x 0. 34 mm2 / 3 x AWG22

 

 

Gambar 20. Grafik response Magnetic Sensor

 

1.1.12     Liquid Crystal Display (LCD)

 

Gambar 21. 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 22.Struktur 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.

 

 

 

 

 

1.1.13     Jumper

 

Jumper adalah suatu istilah kabel yang ber-diameter kecil yang di dalam dunia elektronika digunakan untuk menghubungkan dua titik atau lebih dan dapat juga untuk menghubungkan 2 komponen elektronika.

Jenis-jenis jumper:

·        Male-male

 

Gambar 23. Jumper Male-male

 

Kabel jumper jenis ini digunakan untuk koneksi male to male pada kedua ujung kabelnya.

 

·        Male-female

 

 

Gambar 24. Jumper Male-female

 

Kabel jumper jenis ini digunakan untuk koneksi male to female dengan salah satu ujung kabel dikoneksi male dan satu ujungnya lagi dengan koneksi female.

 

·        Female-female

Gambar 25. Jumper female-female

 

Kabel jumper jenis ini digunakan untuk koneksi female to female pada kedua ujung kabelnya.

 

1.1.14     baterai

 

  Gambar 26. Baterai

Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).

 

·        Baterai Primer (Baterai Sekali Pakai/Single Use)

 

Baterai Primer atau Baterai sekali pakai ini merupakan baterai yang paling sering ditemukan di pasaran, hampir semua toko dan supermarket menjualnya. Hal ini dikarenakan penggunaannya yang luas dengan harga yang lebih terjangkau. Baterai jenis ini pada umumnya memberikan tegangan 1,5 Volt dan terdiri dari berbagai jenis ukuran seperti AAA (sangat kecil), AA (kecil) dan C (medium) dan D (besar). Disamping itu, terdapat juga Baterai Primer (sekali pakai) yang berbentuk kotak dengan tegangan 6 Volt ataupun 9 Volt.

 

Gambar 27. Contoh baterai primer

 

 

·        Baterai Sekunder (Baterai Isi Ulang/Rechargeable)

 

Baterai Sekunder adalah jenis baterai yang dapat di isi ulang atau Rechargeable Battery. Pada prinsipnya, cara Baterai Sekunder menghasilkan arus listrik adalah sama dengan Baterai Primer. Hanya saja, Reaksi Kimia pada Baterai Sekunder ini dapat berbalik (Reversible). Pada saat Baterai digunakan dengan menghubungkan beban pada terminal Baterai (discharge), Elektron akan mengalir dari Negatif ke Positif. Sedangkan pada saat Sumber Energi Luar (Charger) dihubungkan ke Baterai Sekunder, elektron akan mengalir dari Positif ke Negatif sehingga terjadi pengisian muatan pada baterai. Jenis-jenis Baterai yang dapat di isi ulang (rechargeable Battery) yang sering kita temukan antara lain seperti Baterai Ni-cd (Nickel-Cadmium), Ni-MH (Nickel-Metal Hydride) dan Li-Ion (Lithium-Ion).

 

Gambar 28. Contoh baterai sekunder

1.1.15     Bread Board

 

Gambar 29. Breadboard

 

Breadboard merupakan sebuah board atau papan yang berfungsi untuk merancang sebuah rangkaian elektronik sederhana. Breadboard tersebut nantinya akan dilakukan prototipe atau uji coba tanpa harus melakukan solder. Umumnya breadboard terbuat dari bahan plastik yang juga sudah terdapat berbagai lubang. Lubang tersebut sudah diatur sebelumnya sehingga membentuk pola yang didasarkan pada pola jaringan di dalamnya. Selain itu, breadboard yang bisa ditemukan di pasaran umumnya dibagi menjadi 3 ukuran. Pertama dinamakan sebagai mini breadboard, kedua disebut medium breadboard, dan yang terakhir dinamakan sebagai large breadboard. Untuk mini breadboard, ia memiliki kurang lebih 170 titik.

Sementara untuk medium breadboard sudah dilengkapi dengan kurang lebih 400 titik. Large breadboard memiliki lubang kurang lebih 830. Seperti gambar yang sudah ada di atas, bahwa mini breadboard memiliki 200 titik hubung. Di bagian kanan sudah bisa dilihat pola layout yang digambarkan dengan garis biru. Di sini bisa dilihat beberapa tulisan mulai dari A sampai dengan J.

Setelah itu masih ada angka 1,5, 10, 15, maupun 20. Perpaduan antara huruf dan juga angka tersebut merupakan sebuah koordinat. Misalnya, A1, B1, sampai dengan E1 saling terkoneksi berdasarkan pola koneksinya (Bisa dilihat pada gambar berwarna biru). Sementara untuk A2 sampai dengan E2, A3 sampai dengan E3, F1 sampai dengan J1, dan seterusnya. Dengan memahami pola tersebut, maka kita nanti bisa membuat sebuah prototipe sehingga kita tidak bingung ketika harus menempatkan komponen- komponen elektronik tersebut sesuai dengan tempatnya masing-masing.

 

1.1.16     Motor Servo

 

1

Gambar 30. Motor Servo

 

Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup (servo), sehingga dapat di set-up atau di atur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros output motor. motor servo merupakan perangkat yang terdiri dari motor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol dan potensiometer. Serangkaian gear yang melekat pada poros motor DC akan memperlambat putaran poros dan meningkatkan torsi motor servo, sedangkan    potensiometer dengan perubahan resistansinya saat motor berputar berfungsi sebagai penentu batas posisi putaran poros motor servo.

Prinsip kerja motor servo yaitu motor servo dikendalikan dengan memberikan sinyal modulasi lebar pulsa (Pulse Wide Modulation / PWM) melalui kabel kontrol. Lebar pulsa sinyal kontrol yang diberikan akan menentukan posisi sudut putaran dari poros motor servo. Sebagai contoh, lebar pulsa dengan waktu 1,5 ms (mili detik) akan memutar poros motor servo ke posisi sudut 90⁰. Bila pulsa lebih pendek dari 1,5 ms maka akan berputar ke arah posisi 0⁰ atau ke kiri (berlawanan dengan arah jarum jam), sedangkan bila pulsa yang diberikan lebih lama dari 1,5 ms maka poros motor servo akan berputar ke arah posisi 180⁰ atau ke kanan (searah jarum jam). Lebih jelasnya perhatikan gambar dibawah ini.

 

Gambar 31. Pulse Width Modulation

 

Lebar pulsa kendali telah diberikan, maka poros motor servo akan bergerak atau berputar ke posisi yang telah diperintahkan, dan berhenti pada posisi tersebut dan akan tetap bertahan pada posisi tersebut. Jika ada kekuatan eksternal yang mencoba memutar atau mengubah posisi tersebut, maka motor servo akan mencoba menahan atau melawan dengan besarnya kekuatan torsi yang dimilikinya (rating torsi servo). Namun motor servo tidak akan mempertahankan posisinya untuk selamanya, sinyal lebar pulsa kendali harus diulang setiap 20 ms (mili detik) untuk menginstruksikan agar posisi poros motor servo tetap bertahan pada posisinya.

 

1.1.17     Buzzer

Gambar 32. 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

 

1.1.18     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. Bentuk fisik dari LED dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 33. LED

 

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 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.

 

 

 

1.1.19     Keypad

 

Gambar 34. Keypad

 

          Keypad 4x4 adalah sebuah perangkat input yang terdiri dari 16 tombol yang disusun dalam bentuk matriks 4 baris dan 4 kolom. Setiap tombol terhubung pada perpotongan antara satu baris dan satu kolom. Ketika sebuah tombol ditekan, sirkuit pada titik perpotongan tersebut akan tertutup, mengirimkan sinyal yang dapat dibaca oleh mikrokontroler atau prosesor untuk menentukan tombol mana yang ditekan. Keypad 4x4 sering digunakan dalam proyek elektronik seperti sistem keamanan, perangkat kendali akses, dan antarmuka pengguna sederhana untuk memasukkan data atau perintah. Desainnya yang kompak dan sederhana memudahkan integrasi dengan berbagai sistem digital.

 

Cara kerja komponen Keypad:

          Prinsip kerja keypad 4x4 didasarkan pada teknik pemindaian matriks (matrix scanning). Keypad ini memiliki 4 baris dan 4 kolom yang saling terhubung pada titik perpotongan. Ketika sebuah tombol ditekan, baris dan kolom yang berinterseksi pada tombol tersebut akan terhubung, menciptakan sirkuit tertutup. Untuk mendeteksi tombol yang ditekan, mikrokontroler mengirimkan sinyal logika rendah atau tinggi secara bergantian ke setiap baris, sementara kolom dipantau untuk mendeteksi perubahan status sinyal. Jika suatu kolom mendeteksi perubahan status saat baris tertentu diberi sinyal, mikrokontroler dapat menentukan tombol yang ditekan dengan mengetahui koordinat baris dan kolom tersebut. Proses pemindaian ini berlangsung sangat cepat sehingga dapat mendeteksi penekanan tombol secara real-time.

 

Keypad Matriks 4×4;

          Keypad ramping dengan 16 tombol ini menyediakan komponen antarmuka manusia yang berguna untuk proyek mikrokontroler.  Bagian belakang perekat yang nyaman menyediakan cara sederhana untuk memasang keypad dalam berbagai aplikasi. Ini didukung dengan baik untuk digunakan dengan mikrokontroler Propeller oleh blok dan proyek BlocklyProp, serta perpustakaan dan tutorial C; lihat tautan di bawah Sumber Daya Tambahan.

 

Fitur Utama:

Detail Papan Tombol Membran Matriks 4×4:

Peringkat Maksimum: 24 VDC, 30 mA

Antarmuka: Akses 8-pin ke matriks 4×4

Dimensi: Papan tombol: 2,7 x 3,0 inci (6,9 x 7,6 cm) Kabel: 0,78 x 3,5 inci (2,0 x 8,8 cm)

Kisaran suhu pengoperasian: 32 hingga 122 °F (0 hingga 50 ° C)

 

 

 

Rangkaian pull up dan pull down resistor

 

Pull Up dan Pull Down Resistor merupakan suatu rangkaian elektronika yang digunakan untuk mengatur kondisi tegangan output yang masuk ke pin I/O mikrokontroler.

Fungsi utama dari Rangkaian Pull UP dan Pull DOWN Resistor ini adalah untuk menghindari "Floating logic". Floating logic adalah suatu fenomena dalam rangkaian mikrokontroler dimana mikrokontroler tidak dapat membaca nilai tegangan yang masuk ke pin I/O. Hal tersebut dikarenakan tegangan yang masuk tidak memenuhi nilai 5 Volt dan tidak juga 0 Volt. Oleh karena itu mikrokontroler sulit untuk menentukan sinyal tersebut termasuk katagori HIGH (5V) atau LOW (0 V).

Pada dasarnya yang membedakan rangkaian resistor Pull Up dan Pull Down hanya penempatan resistor dan push button saja.

 

·        Kriteria Nilai Resistor Pull Up dan Pull Down

Umumnya resistor 10 k Ohm sudah cukup untuk mengatasi rangkaian digital secara umum, namun ntuk menentukan Nilai resistor pull-up atau pun Pull Down yang dipilih harus memperhatikan 2 point berikut :

a.      Level tegangan setelah ditambahkan “pull up” atau “pull down”.

Level tegangan harus dipertimbangkan karena chip digital seperti mikrokontroller biasanya memiliki batas level tegangan input yang dianggap sebagai sinyal low (biasanya batas sinyal input low ditulis VIL, batas sinyal input high ditulis VIH pada datasheet mikrokontroller.

b.      Kecepatan rangkaian yang digunakan

Jika rangkaian yang di “pull up” atau “pull down” diperlukan untuk mengubah sinyal dari low ke high atau dari high ke low dengan cepat, misalnya untuk keperluan switching, komunikasi, PWM, nilai resistor untuk “pull up” dan “pull down” sangat menentukan apakah rangkaian tersebut bisa berfungsi dengan baik.

 

Maka dari pada 2 point kriteria diatas kita bisa mengacu pada datasheet microcontroller yang digunakan dan kompleksitas rangkaian pendukung microcontoller. Dan untuk menentukan nilai resistor yang digunakan sobat kita mencoba trial error dan bisa juga menggunakan rumus hukum Ohm :

 

 

Resistansi (Ohm) = Volt (V) / Ampere (A)

Contoh : Volt input 5 volt dan Arus maksimum input arduino 50 mA sehingga : R = 5 V/ 0.05 A

R = 100 Ohm

 

Sehingga nilai minimum resistor yang digunakan bisa 100 Ohm tanpa toleransi, dan jika ingin aman harus diatas 100 Ohm jika tidak ingin arduino rusak, contoh umum resistor 330 ohm, 1 K Ohm, 10 k Ohm.

 

·        Rangkaian Pull Up Resistor

 

Resistor pull-up adalah resistor yang digunakan untuk mencegah nilai float (nilai mengambang) pada kondisi high dengan menambahkan sebuah resistor pada jalur sumber tegangan dan paralel dengan jalur input ke microcontroller.

 

Untuk Pull-up resistor, salah satu kaki resistor dihubungkan ke kutub Vcc (5v/3.3v pada Microcontroler), sedangkan kaki resistor yang lain dicabangkan, satu ke pin input MCU, dan yang lain ke switch on/off untuk disambungkan ke ground (0V).

 

Gambar 35. rangkaian pull up

 

Pada gambar diatas kita bisa lihat, Vcc tersambung ke pin, sehingga pin akan mendapatkan signal HIGH, dan ketika push button ditekan, arus Vcc akan mengalir ke ground (0v), sehingga pin akan mendapat signal LOW. Kondisi ini mirip (tidak sama) dengan kondisi "normaly close".

 

·        Rangkaian Pull Down Resistor

 

Resistor Pull Down merupakan resistor yang digunakan untuk mencegah nilai floating pada kondisi low dengan menambahkan resistor pada jalur ground.

 

Pada rangkaian Pull-down resistor, salah satu kaki resistor dihubungkan ke kutub ground (0v), sedangkan kaki resistor yang lain dicabangkan, satu ke pin input MCU, dan yang lain ke switch on/off untuk disambungkan ke Vcc (5v/3.3v).

 

Gambar 36. rangkaian pull down

 

Pada rangkaian pull-down, Vcc tidak terhubung dengan pin, tetapi pin terhubung dengan ground (0v), pin dalam keadaan LOW, dan ketika push button ditekan, Vcc akan terhubung dengan pin, kondisi pin sekarang menjadi HIGH. Rangkaian ini mirip dengan kondisi "normally open".

5. Percobaan [kembali]

PEMBAHASAN

A.    Langkah Kerja

· Setup dan Inisialisasi:

• Master Arduino (Input):
• Inisialisasi touch sensor, keypad, dan LCD.
• Inisialisasi komunikasi serial UART.
• Slave Arduino (Output):
• Inisialisasi flame sensor, PIR sensor, vibration sensor, magnetic sensor, LED, dan buzzer.
• Inisialisasi komunikasi serial UART.

· Monitoring Flame Sensor:

• Flame sensor mendeteksi adanya api di dalam ruangan.
• Jika flame sensor mendeteksi api:
• Aktifkan buzzer untuk memberikan alarm kebakaran.
• Kirim sinyal melalui UART ke Master Arduino untuk memberi tahu adanya deteksi api.

· Monitoring PIR Sensor:

• PIR sensor mendeteksi adanya orang di sekitar ruangan.
• Jika PIR sensor mendeteksi adanya orang:
• Kirim sinyal melalui UART ke Master Arduino untuk menampilkan pesan "Silahkan masukkan password" di LCD.
• LCD pada Master Arduino menampilkan "Silahkan masukkan password".

· Input Password:

• Pengguna memasukkan password melalui keypad yang terhubung ke Master Arduino.
• Touch sensor mendeteksi inputan dari keypad yang ditekan.
• Master Arduino memverifikasi password yang dimasukkan.
• Jika password benar, kirim sinyal melalui UART ke Slave Arduino untuk membuka pintu.
• Jika password salah, LCD menampilkan pesan kesalahan.

· Operasi Magnetic Sensor dan LED:

• Setelah verifikasi password benar:
• Magnetic sensor mengontrol mekanisme pintu.
• LED pada magnetic sensor berkedip ketika pintu terbuka.
• LED menyala saat pintu terbuka dan mati saat pintu tertutup.

· Monitoring Vibration Sensor:

• Vibration sensor mendeteksi getaran berlebihan pada pintu.
• Jika vibration sensor mendeteksi getaran yang berlebihan:
• Buzzer aktif untuk memberikan alarm intrusi.
• Kirim sinyal melalui UART ke Master Arduino untuk memberi tahu adanya usaha membuka pintu secara paksa.

· Penutupan Pintu:

• Setelah penggunaan selesai, pintu ditutup kembali.
• Vibration sensor memastikan bahwa pintu ditutup dengan aman dan tidak ada getaran berlebihan.
• LED pada magnetic sensor mati saat pintu tertutup.
• Kirim sinyal ke Master Arduino bahwa pintu telah tertutup dengan aman.

· Reset Sistem:

• Setelah kondisi alarm (kebakaran atau intrusi) teratasi, sistem di-reset untuk kembali ke kondisi awal monitoring.

 

B.  Gambar Rangkaian

Rangkaian Proteus

 

 

Rangkaian Prototype

Prinsip Kerja

Rangkaian smart system for deposite box  merupakan rangkaian yang menggunakan Flame sensor, touch sensor , Magnetic  sensor, pir sensor, dan vibration sensor Komunikasi yang digunakan pada rangkaian ini yaitu UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) merupakan metode komunikasi serial dimana digunakannya dua komponen arduino sebagai master dan slave. Master digunakan sebagai input dan slave digunakan sebagai output.Touch sensor, keypad , dan LCD akan diletakkan di luar ruangan, sedangkan flame sensor, touch sensor,PIR sensor, dan vibration sensor diletakkan di dalam ruangan. Ketika flame sensor mendeteksi adanya api, maka flame sensor akan aktif  serta buzzer pun berbunyi, Ketika pir sensor mendeteksi adanya orang disekitar, maka lcd akan menampilkan “silahkan masukkan password”, dari pir sensor yang mendeteksi adanya orang ingin memasukkan password pada keypad, kemudian touch sensor mendeteksi inputan dari keypad yang ditekan, lalu pintu terbuka dari magnetic senor yang mengeluarkan outputan kedipan LED, LED hidup disaat pintu terbuka dan mati disaat pintu tertutup, dimana vibration sensor akan aktif saat pintu dibuka dengan getaran yang berlelbihan denagn logic yg bertukar 1010101010 dengan cepat, maka di atur pada listing untuk dapat memberi logic 10 dengan buka dan tutup pintu yang aman, saat vobration sensor mendeteksi pintu yang dibuka secara paksa maka akan buzzer.

LAMPIRAN

A.    FLOW CHART

B.     LISTING PROGRAM

1)     Listing slave

#include <Servo.h>

#include <LiquidCrystal.h>

 

Servo myservo;

const int buzzerPin = 6;

 

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); // Inisialisasi LCD dengan pin yang sesuai

 

void setup() {

  Serial.begin(9600); // Untuk komunikasi dengan master

  myservo.attach(9); // Melampirkan servo ke pin 9

  pinMode(buzzerPin, OUTPUT);

 

  lcd.begin(16, 2); // Inisialisasi LCD: 16 kolom dan 2 baris

  lcd.clear(); // Membersihkan layar LCD

  lcd.setCursor(0, 0); // Mengatur kursor ke kolom 0, baris 0

  lcd.print("Brankas System"); // Menampilkan judul sistem pada LCD

}

 

void loop() {

  if (Serial.available() > 0) {

    char receivedChar = Serial.read();

 

    if (receivedChar == 'F') {

      Serial.println("Receive Command: FLAME_DETECTED");

      lcd.clear();

      lcd.setCursor(0, 0);

      lcd.print("Flame Detected!");

      // Aktifkan buzzer atau lakukan tindakan lain

      digitalWrite(buzzerPin, HIGH);

      delay(1000);

      digitalWrite(buzzerPin, LOW);

    } else if (receivedChar == 'M') {

      Serial.println("Receive Command: MAGNETIC_CONNECTED");

      lcd.clear();

      lcd.setCursor(0, 0);

      lcd.print("Magnetic: Connected");

      // Aktifkan buzzer atau lakukan tindakan lain

      digitalWrite(buzzerPin, LOW);

    } else if (receivedChar == 'U') {

      Serial.println("Receive Command: MAGNETIC_UNCONNECTED");

      lcd.clear();

      lcd.setCursor(0, 0);

      lcd.print("Magnetic: Unconnected");

      // Aktifkan buzzer atau lakukan tindakan lain

      digitalWrite(buzzerPin, LOW);

    } else if (receivedChar == 'T') {

      Serial.println("Receive Command: TOUCH_DETECTED");

      lcd.clear();

      lcd.setCursor(0, 0);

      lcd.print("Touch Detected!");

      // Aktifkan buzzer atau lakukan tindakan lain

      digitalWrite(buzzerPin, LOW);

    } else if (receivedChar == 'P') {

      Serial.println("Receive Command: MOTION_DETECTED");

      lcd.clear();

      lcd.setCursor(0, 0);

      lcd.print("Motion Detected!");

      // Aktifkan buzzer atau lakukan tindakan lain

 

      digitalWrite(buzzerPin, LOW);

    } else if (receivedChar == 'V') {

      Serial.println("Receive Command: VIBRATION_DETECTED");

      lcd.clear();

      lcd.setCursor(0, 0);

      lcd.print("Vibration Detected!");

      // Aktifkan buzzer atau lakukan tindakan lain

 

      digitalWrite(buzzerPin, LOW);

    } else if (receivedChar == '0') {

      Serial.print("Receive Command: KEYPRESSED: ");

      Serial.println(receivedChar);

      lcd.clear();

      lcd.setCursor(0, 0);

      lcd.print("Key Pressed:");

      lcd.setCursor(0, 1);

      lcd.print(receivedChar);

      // Lakukan tindakan berdasarkan tombol yang ditekan

      delay(1000);

    }

     else if (receivedChar == 'A') {

        // Buka kunci

        myservo.write(0); // Sesuaikan sudut jika diperlukan

        delay(1000);

      }

      else if (receivedChar == 'B') {

        // Tutup kunci

        myservo.write(90); // Sesuaikan sudut jika diperlukan

        delay(1000);

      }

    }

  }

 

2)     Listing Master

#include <Wire.h>

#include <Keypad.h>

 

const int flamePin = A0;

const int magneticPin = A1;

const int touchPin = 12;

const int pirPin = A2;

const int vibrationPin = A3;

 

// Setup keypad

const byte ROWS = 4; // Four rows

const byte COLS = 4; // Four columns

char keys[ROWS][COLS] = {

  {'1','2','3','A'},

  {'4','5','6','B'},

  {'7','8','9','C'},

  {'*','0','#','D'}

};

byte rowPins[ROWS] = {9, 8, 7, 6}; // Connect to the row pinouts of the keypad

byte colPins[COLS] = {5, 4, 3, 2}; // Connect to the column pinouts of the keypad

Keypad keypad = Keypad(makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS);

 

void setup() {

  Serial.begin(9600); // For communication with slave

  pinMode(flamePin, INPUT);

  pinMode(magneticPin, INPUT);

  pinMode(touchPin, INPUT);

  pinMode(pirPin, INPUT);

  pinMode(vibrationPin, INPUT);

}

 

void loop() {

  int flameValue = analogRead(flamePin);

  int magneticValue = digitalRead(magneticPin);

  int touchValue = digitalRead(touchPin);

  int pirValue = digitalRead(pirPin);

  int vibrationValue = digitalRead(vibrationPin);

 

  // Check for flame sensor

  if (flameValue < 100) {

    Serial.println("FLAME_DETECTED");

    Serial.write('F'); // Send identifier for flame detection

  }

  delay(1000);

  // Check for magnetic sensor

  if (magneticValue == HIGH) {

    Serial.println("MAGNETIC_CONNECTED");

    Serial.write('M'); // Send identifier for magnetic connected

  } else {

    Serial.println("MAGNETIC_UNCONNECTED");

    Serial.write('U'); // Send identifier for magnetic unconnected

  }

  delay(1000);

  // Check for touch sensor

  if (touchValue == HIGH) {

    Serial.println("TOUCH_DETECTED");

    Serial.write('T'); // Send identifier for touch detection

  }

  delay(1000);

  // Check for PIR sensor

  if (pirValue == HIGH) {

    Serial.println("MOTION_DETECTED");

    Serial.write('P'); // Send identifier for motion detection

  }

  delay(1000);

  // Check for vibration sensor

  if (vibrationValue == HIGH) {

    Serial.println("VIBRATION_DETECTED");

    Serial.write('V'); // Send identifier for vibration detection

  }

  delay(1000);

  // Check keypad input

  char key = keypad.getKey();

  if (key) {

    Serial.print("KEYPRESSED:");

    Serial.println(key);

    Serial.write(key); // Send the key pressed

  }

 

  delay(100); // Small delay to avoid flooding serial

}

 VIDEO RANGKAIAN

DOWNLOAD DATASHEET

download data sheet flame sensor [click]

download data sheet touch sensor [click]

download data sheet vibration sensor [click]

download data sheet magnetic sensor [click]

download data sheet pir sensor [click]

download data sheet lcd [click]

download data sheet keypad [click]

download data sheet buzzer [click]

download data sheet motor servo [click]

download data sheet led [click]

download data sheet arduino uno [click]

download file rangkaian [click]

download file html [click]

 download file listing program [click]