Pendeteksi Titik Api
Penjejak Titik
Api
Dwiki Galih
Ramanda1 ; Muhammad Riza Irfan2 ; Waluyo
Febrianto3; Samuel Beta4.
e-mail
: dwikigalihr@gmail.com1; rizairfan19@gmail.com2; waluyofebrianto01@gmail.com3;sambetak2@gmmail.com4.
Program
Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro
Politeknik Negeri Semarang
Jln. Prof.
H. Sudarto, S.H., Tembalang, Semarang, Jawa Tengah, Indonesia. 50275. Telp. (024)7473417, Website
: www.polines.ac.id, email : sekretariat@polines.ac.id
Abstrak – Penjejak Titik Api adalah alat yang berfungsi sebagai mendeteksi Titik Api dan mencari
titik api dengan memanfaatan Motor Servo dan Motor DC untuk memadamkan Titik
Api tersebut.
Tujuan dari sistem penjejakan ini adalah
untuk dapat secara
otomatis mencari dan mendeteksi titik api dengan memanfaatkan Phototransistor . Untuk mencari arah titik Api , Phototransistor digunakan untuk memberikan informasi besarnya titik api yang diterima masing-masing sensor. Penjejak Titik
Api pada
proyek kali ini menggunakan Arduino UNO sebagai mikrokontrolernya. Motor Servo digunakan untuk menggerakkan landasan putar berdasarkan intensitas titik api yang diterima oleh Phototransistor.
Kata kunci: Arduino Uno,
Phototransistor, Motor DC,Motor Servo
Abstract – Hotspot Tracker is a tool that serves
as a point of Fire Point and searches for hotspots by utilizing DC Motor to
extinguish the Fire Point. The purpose of this tracking system is to be able to
automatically locate and share hotspots by utilizing Phototransistor. To find
the midpoint of Fire, Phototransistor is used to provide information about the
fire point received by each sensor. Hotspot Tracker on this project using
Arduino UNO as microcontroller. Servo motors used to drive the rotation based
on the intensity received by Phototransistor.
Keywords: Arduino Uno,
Phototransistor, DC Motor, Servo Motor
1.1 Latar Belakang
Pada era modern sekarang
ini kemajuan teknologi sudah berkembang
sangat pesat, sehingga manusia dapat meringankan pekerjaannya dengan memanfaatkan teknologi yang berkembang
dan semakin maju. Kebakaran
hutan akhir-ahir ini marak terjadi di Indonesia yang disebabkan oleh pembukaan
lahan secara besar-besaran untuk digunakan sebagai kawasan industri maupun
pemukiman. Efek yang ditimbulkan oleh kebakaran ini adalah beragam
salah satunya yakni akan terjadi bencana kabut asap yang akan muncul dalam
waktu yang lama akibat susah untuk ditemukannya lokasi dari titik api yang ada.
Dari permasalahan diatas kita dapat memanfaatkan sistem otomatisasi robot
untuk mendeteksi Titik Api yaitu dengan alat Penjejak Titik Api. Penjejak Titik
Api dapat secara
otomatis mencari dan memadamkan lokasi dari
Titik Api , sehingga dapat lebih
efisien waktu, biaya dan tenaga .
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas, penulis menemukan
beberapa permasalahan yang ada,
yaitu:
1. Bagaimana merancang dan membuat suatu sistem penjejak titik api yang mampu mendeteksi letak titik api.?
2. Bagaimana
merancang dan
merealisasikan sensor yang
dapat mendeteksi
keberadaan/posisi titik api?
1.3 Tujuan
Tujuan
pembuatan alat
ini antara lain :
1. Membuat penjejak titik
api dengan menggunakan motor DC serta dapat merancang sensor yang mampu mendeteksi titik
api.
2. Mengetahui kerja alat penjejak titik api.
1.4 Batasan
Masalah
Dalam pembuatan alat ini penulis akan membuat batasan permasalahan agar tidak menyimpang
dari spesifikasi dan kemampuan alat yang
akan buat. Pembatasan masalah
tersebut adalah
:
1. Alat ini dapat berputar 180 derajat tetapi tidak
kontinyu.
2. Sensor
Api menggunakan
phototransistor.
II. METODOLOGI
2.1 Studi Pustaka
2.1.1. ArduinoUno
Arduino
merupakan sebuah platform physical
computing yang bersifat open source. Arduino adalah kombinasi
dari hardware,
bahasa pemrograman dan integrated development environment
(IDE). IDE merupakan software yang digunakan untuk menulis
program, mengkompilasi menjadi kode biner
dan
meng-upload ke dalam memori mikrokontroler.
Mikrokontroler yang
digunakan dalam penelitian ini adalah
Arduino UNO. Arduino Uno
adalah
papan mikrokontroler berbasis
ATmega328. Arduino Uno
memiliki 14 digital pin input/output, dimana 6 pin
digunakan sebagai output PWM, 6 pin input analog, 16 MHz resonator
keramik, koneksi USB, jack catu daya
eksternal, header ICSP, dan tombol
reset.
Gambar 1. Arduino
UNO
2.1.2 Motor
DC
Motor DC merupakan jenis motor yang
menggunakan tegangan searah sebagai sumber tenaganya. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua
terminal tersebut, motor akan berputar pada satu arah, dan bila polaritas dari
tegangan tersebut dibalik maka arah putaran motor
akan terbalik pula seperti
pada gambar 2. Polaritas dari tegangan yang diberikan pada dua terminal menentukan arah putaran motor sedangkan besar dari beda tegangan pada kedua terminal
menentukan
kecepatan
motor.
Gambar 2. Kontruksi
motor DC
Konstruksi motor DC pada gambar 2 memiliki 2 bagian dasar,yaitu :
1. Bagian yang tetap/stasioner yang disebut stator.
Stator ini menghasilkan
medan magnet, baik yang
dibangkitkan dari sebuah koil (elektro magnet)
ataupun magnet permanen.
2. Bagian yang berputar disebut rotor. Rotor ini berupa sebuah koil dimana
arus listrik mengalir.
Gaya elektromagnet pada motor DC timbul saat ada arus yang mengalir pada penghantar yang berada dalam medan magnet. Medan magnet itu sendiri
ditimbulkan
oleh megnet permanen. Garis-garis gaya magnet mengalir
diantara dua kutub magnet dari kutub utara ke kutub selatan. Menurut hukum
gaya Lourentz, arus yang mengalir pada penghantar
yang terletak dalam
medan magnet
akan
menimbulkan
gaya. Gaya F, timbul tergantung
pada
arah arus I,
dan
arah medan
magnet B.
2.1.3. LCD
I2C (Liquid
Crystal
Display
Inter Integrated Circuit )
Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf maupun grafik. Inter Integrated Circuit atau sering disebut I2C adalah standar komunikasi serial dua arah menggunakan dua saluran yang didisain khusus untuk mengirim maupun menerima data. Sistem I2C terdiri dari saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data) yang membawa informasi data antara I2C dengan pengontrolnya. Piranti yang dihubungkan dengan sistem I2C Bus dapat dioperasikan sebagai Master dan Slave. Master adalah piranti yang memulai transfer data pada I2C Bus dengan membentuk sinyal Start, mengakhiri transfer data dengan membentuk sinyal Stop, dan membangkitkan sinyal clock. Slave adalah piranti yang dialamati master.
Gambar 3. I2C
LCD (Liquid Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.
Gambar 4. LCD Display 16x2
LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor.
Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan.. Karakteristik yang dimiliki LCD ini adalah sebagai berikut:
1. Terdiri dari
16 karakter
dan 2 baris.
2. Mempunyai 192 karakter tersimpan.
3. Terdapat karakter generator
terprogram.
4. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan
8-bit.
5. Dilengkapi
dengan backlight.
LCD sebagai salah satu jenis display
elektronik bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya. LCD memantulkan cahaya yang ada disekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. Spesifikasi kaki
LCD 16x2 yaitu:
1. Pin 1 merupakan
Ground.
2. Pin 2 merupakan
VCC.
3. Pin 3 merupakan
pengatur kontras.
4. Pin 4 merupakan
RS (Register Select)
instruction.
5. Pin 5 merupakan
R/W (Read/Write) LCD register.
6. Pin 6 merupakan
EN (Enable).
7. Pin 7-14 merupakan I/O (Input/Output) data.
8. Pin 15 merupakan
Anoda LED (Light Emiter Diode).
9. Pin 16 merupakan
Katoda LED (Light Emiter Diode).
2.1.4. Photo
transistor
Photo transistor adalah suatu jenis transistor NPN yang kaki terminal basisnya diganti dengan sebuah lapisan transparan untuk
menerima cahaya dari
transmitter. Jadi
kaki terminal basis tidak menerima arus melainkan menerima
cahaya yang dibiaskan padanya.
Gambar 5. phototransistor
Phototransistor memiliki sifat yang sama dengan transistor bipolar NPN yaitu dapat digunakan dalam dua konfigurasi common-emiter dan common
collector.
Apabila dibandingkan dengan photo diode, photo transistor lebih sensitif, memiliki noise
yang lebih sedikit, dan memiliki gain yang lebih besar. Tetapi
memilki frekuensi respon yang lebih lambat dan lebih mudah
panas.
Photo transistor dapat digunakan
dalam
dua
pilihan mode yaitu:
1. Mode aktif / linier : dalam mode aktif, keluaran dari photo transistor sesuai
dengan intensitas cahaya yang dibiaskan
kepadanya.
2. Mode Sakelar : dalam mode Sakelar, photo transistor akan saturasi pada saat
menerima sinar infrared dan cut off
pada saat tidak menerima
sinar infrared.
2.1.5. Motor
Servo
Motor servo adalah sebuah motor DC dengan sistem umpan balik tertutup di mana posisi rotor-nya 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 servo.
Gambar 6. Motor Servo
2.1.6. Push Button Switch
Push
button switch (saklar tombol tekan) adalah perangkat / saklar sederhana yang
berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik dengan sistem
kerja tekan unlock (tidak mengunci). Sistem kerja unlock disini berarti saklar
akan bekerja sebagai device penghubung atau pemutus aliran arus listrik saat
tombol ditekan, dan saat tombol tidak ditekan (dilepas), maka saklar akan
kembali pada kondisi normal.
Berdasarkan fungsi kerjanya yang menghubungkan dan memutuskan, push button switch mempunyai 2 tipe kontak yaitu NC (Normally Close) dan NO (Normally Open).
NO (Normally Open), merupakan kontak terminal dimana kondisi normalnya terbuka (aliran arus listrik tidak mengalir). Dan ketika tombol saklar ditekan, kontak yang NO ini akan menjadi menutup (Close) dan mengalirkan atau menghubungkan arus listrik. Kontak NO digunakan sebagai penghubung atau menyalakan sistem circuit (Push Button ON).
NC (Normally Close), merupakan kontak terminal dimana kondisi normalnya tertutup (mengalirkan arus litrik). Dan ketika tombol saklar push button ditekan, kontak NC ini akan menjadi membuka (Open), sehingga memutus aliran arus listrik. Kontak NC digunakan sebagai pemutus atau mematikan sistem circuit (Push Button Off).
Berdasarkan fungsi kerjanya yang menghubungkan dan memutuskan, push button switch mempunyai 2 tipe kontak yaitu NC (Normally Close) dan NO (Normally Open).
NO (Normally Open), merupakan kontak terminal dimana kondisi normalnya terbuka (aliran arus listrik tidak mengalir). Dan ketika tombol saklar ditekan, kontak yang NO ini akan menjadi menutup (Close) dan mengalirkan atau menghubungkan arus listrik. Kontak NO digunakan sebagai penghubung atau menyalakan sistem circuit (Push Button ON).
NC (Normally Close), merupakan kontak terminal dimana kondisi normalnya tertutup (mengalirkan arus litrik). Dan ketika tombol saklar push button ditekan, kontak NC ini akan menjadi membuka (Open), sehingga memutus aliran arus listrik. Kontak NC digunakan sebagai pemutus atau mematikan sistem circuit (Push Button Off).
Gambar 7. Push Button
2.2 Metode Penelitian
1. Persiapan
Melakukan penelitian dan
studi kasus mengenai masalah
terkait.
2. Perencanaan
Konseptual
Merancang konsep yang akan dikembangkan dan mulai menyusun diagram
blok dari gambaran cara kerja alat yang akan
dibuat.
3. Perancangan
Sistem
Metode ini terdiri dari perancangan hardware dan software.
Perancangan
hardware dimulai dari menentukan komponen yang
diperlukan melalui hitungan, kemudian
pembuatan skematik rangkaian melalui software proteus.
Perancangan software dilakukan dengan merancang flow cart, serta
algoritma program.
4. Pembuatan Alat
Dimulai dengan pembuatan mekanik, layout sampe
pemasangan komponen, pemasangan
motor DC, motor Servo dan pemrograman
mikrokontroller.
5. Pengujian Alat
Memastikan
bahwa alat bekerja dengan respon sesuai yang diinginkan, dan
untuk mengetahui apakah masih ada kesalahan yang
perlu diperbaiki dalam
sistem.
6. Analisa Hasil Pengujian
Hasil dari pengujian alat dianalisa dan dibandingkan dengan rencana dan tujuan
awal penelitian. Apa bila
terjadi error maka dicari penyebab serta mencari
solusi yang paling efektif agar
alat dapat
bekerja dengan
lebih baik lagi.
7. Penyajian Alat
Penyajian alat pada para penguji dan pembuatan
laporan hasilnya.
2.3 Hasil
Rancangan
Gambar 8. Skema
Rangkaian
2.3.2. Gambar Perkawatan
Gambar 9.
Pengkabelan Dalam
Gambar 10. Pengkabelan Luar
2.4. Diagram Blok
Gambar 11.
Diagram Blok Sistem
2.5. Cara Kerja Alat Secara Keseluruhan
Alat dapat menentukan posisi dimana titik api terkuat yang
dia terima. Pembacaan intensitas api menggunakan Phototransistor akan merespon
cahaya infrared, misal : pancaran cahaya
matahari dan api. Sedangkan, cahaya tampak
tidak
akan
direnspon dengan baik oleh phototransistor. Alat akan mulai
bekerja saat sistem
di aktifkan, Sensor akan memulai pemindaian dari titik
terakhir api, ketika ada titik api terdeteksi maka lcd akan menampilkan sudut
berapa titik api tersebut lalu motor servo akan berputar menuju titik api
tersebut dan menyalakan kipas untuk memadamkan api. Jika sensor tidak mendeteksi
api, maka lcd akan menampilkan tidak ada api. Ketika ingin mengkalibrasi
sensor maka tekan tombol lalu sensor akan mengambil nilai terendah dan
tertinggi pembacaan sensor lalu akan di jumlah dan di bagi dua, untuk menyimpan
nilai kalibrasi tekan lagi tombol, maka pembacaan kalibrasi akan disimpan
didalam memori.
2.6 Diagram Alir
Gambar 12. Flow Chart
Keseluruhan
Gambar 13. Flow Chart Per Bagian
Gambar 13. Flow Chart Per Bagian
2.7 Hasil Pengujian
Setelah beberapa kali pengujian, alat dapat bekerja
dengan baik. Alat dapat membaca
posisi titik api, menentukan
posisi terkuat, menampilkan hasil perhitungan, dapat bergerak menuju posisi tersebut dengan presisi dengan menggunakan motor servo, serta
menghidupkan kipas untuk memadamkan api.
III. PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Setelah dilakukan perancangan, pembuatan, serta
pengujian dan analisis ,dapat
diambil kesimpulan bahwa Alat ini
dapat mendeteksi titik api pada koordinat tertentu dan menghidupkan kipas untuk
memadamkan api tersebut. Tetapi masih kurang baik dalam pendeteksian
titik api karena phototransistor mendeksi cahaya yang masuk sehingga lebih baik
simulasi dilakukan dalam ruangan yang intensitas cahayanya rendah.
3.2 Saran
- Lebih baik pada simulasi dilakukan pada ruangan yang
intensitas cahayanya rendah dan pada saat kalibrasi dilakukan secara merata.
- Untuk pengembangan, alat dapat ditambahi
lebih banyak lagi sensor dan mengganti motor servo dengan motor servo yang
emiliki sudut 360 derajat, sehingga sistem bisa melacak titik api dari 0-360
derajat.
- Menambahkan sensor di dekat kipas agar pendeteksian api lebih
presisi
- Masih banyak input dan output dari arduino yang belum di
manfaatkan. Jadi manfaatkan agar system lebih menarik
DAFTAR PUSTAKA
[2] http://www.kajianpustaka.com/2012/10/phototransistor.html
[3 ] https://www.academia.edu/8677994/PEMROGRAMAN_MIKROKON TROLER
[4] http://www.hendriono.com/blog/post/pull-up-resistor-pada-input-mikrokontroller
[5] http://belajar-mikrokontroler-2016.blogspot.co.id/2016/12/penjejak-cahaya-budisuprianto-1-ndaru.html
[6] http://belajarmikrokontroler2015.blogspot.co.id/
Download disini
Nama penulis Muhammad Riza Irfan. Penulis dilahirkan di Kab. Semarang, tanggal 19 April 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN 01 Ungaran, SMPN 1 Ungaran, dan SMAN 1 Ungaran. Tahun 2015 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2015 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.15.3.13. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email : rizairfan19@gmail.com.
Nama penulis Waluyo Febrianto. Penulis dilahirkan di Semarang, tanggal 14 Februari 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD
Negeri Tandang 03, SMP Negeri 17 Semarang, dan SMK Negeri 4 Semarang. Tahun 2015 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2015 penulis
mengikuti seleksi mahasiswa
baru
diploma (D3) dan
diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus
Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi
D3
Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan
NIM.
3.32.15.3.21. Apabila
ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini,
bisa melalui via email: waluyofebrianto01@gmail.com.
[3 ] https://www.academia.edu/8677994/PEMROGRAMAN_MIKROKON TROLER
[4] http://www.hendriono.com/blog/post/pull-up-resistor-pada-input-mikrokontroller
[5] http://belajar-mikrokontroler-2016.blogspot.co.id/2016/12/penjejak-cahaya-budisuprianto-1-ndaru.html
[6] http://belajarmikrokontroler2015.blogspot.co.id/
Download disini
- Program
- Diagram Blok
- Diagram Alir
- Gambar Rangkaian
- Jurnal DOC
- Jurnal PDF
- Program PDF
- PPT Penjejak_Titik_Api
- Pengawatan Dalam
- Pengawatan Luar
atau
Video Demo:
Nama penulis Dwiki Galih Ramanda. Penulis dilahirkan
di Magelang, tanggal 1
Agustus 1997. Penulis telah
menempuh pendidikan formal di SD Negeri
01
DurenTiga,Jakarta Selatan, SMP Negeri 41 Jakarta dan SMA Negeri 1
Magelang. Pada tahun 2015 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2015 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru
diploma (D3) di kampus
Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro.
Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.15.3.06. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan
mengenai
penelitian ini,
bisa melalui via email: dwikigalihr@gmail.com
Nama penulis Muhammad Riza Irfan. Penulis dilahirkan di Kab. Semarang, tanggal 19 April 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN 01 Ungaran, SMPN 1 Ungaran, dan SMAN 1 Ungaran. Tahun 2015 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2015 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.15.3.13. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email : rizairfan19@gmail.com.
Nama penulis Waluyo Febrianto. Penulis dilahirkan di Semarang, tanggal 14 Februari 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD
Negeri Tandang 03, SMP Negeri 17 Semarang, dan SMK Negeri 4 Semarang. Tahun 2015 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2015 penulis
mengikuti seleksi mahasiswa
baru
diploma (D3) dan
diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus
Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi
D3
Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan
NIM.
3.32.15.3.21. Apabila
ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini,
bisa melalui via email: waluyofebrianto01@gmail.com.
Nama pengajar Samuel BETA. Beliau mengajar di program studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik
No comments:
Post a Comment