KENDALI PENYEMPROT AIR
KENDALI PENYEMPROT AIR
Dwiki
Galih Ramanda1, Rizka Zulfiyani2.
Samuel Beta3.
Prodi
Eletronika Jurusan Elektro Politeknik Negeri Semarang
Jl. Prof.
H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275
Abstract
— Water spray
control is a prototype tool that serves to control the spraying of water on the
condition of a clean or dirty floor that has 2 modes. Input tool is a
phototransistor to read the condition of the floor, potentiometer to determine the
value of dirty and clean, and the probe to detect the presence of water in the
container. This controller uses ARM NUC120 to process inputs into outcomes.
While the display of this tool in the form of wiper and led RGB pump as a mode
indicator, pump, and buzzer as a water indicator runs out.
Keywords
— ARM NUC120, Phototransistor, Potentiometer, Pump wiper, LED RGB, Buzzer
Intisari
— Kendali penyemprot air adalah prototipe alat yang berfungsi untuk
mengendalikan penyemprotan air pada kondisi lantai besih atau kotor yang
memiliki 2 mode. Masukan alat ini berupa phototransistor untuk membaca kondisi
lantai, potensiometer untuk menentukan nilai kotor dan bersih, dan probe untuk
mendeteksi adanya air dalam wadah. Pemroses kendali ini menggunakan ARM NUC120
untuk memproses masukan menjadi luaran. Sedangkan tampilan alat ini berupa pompa
wiper dan led RGB sebagai indikator mode, pompa, serta buzzer sebagai indikator
air habis.
Kata
kunci — ARM NUC120, Phototransistor, Potensiometer, Pompa wiper, LED RGB,
Buzzer
I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Menjaga
kebersihan rumah sangatlah penting untuk kesehatan pemilik rumah terutama
kebersihan lantai rumah. Kebersihan lantai sangatlah mudah untuk dilakukan,
hanya butuh disapu untuk menghilangkan debu
yang ada dilantai dan mengepel lantai dengan cairan antiseptic supaya
lantai terhindar dari bakteri yang dapat membuat penyakit bagi pemilik rumah.
Pada rumah
bertingkat dan memiliki daerah lantai yang luas sangat merepotkan jika
dibersihkan secara manual. Alat pembersih lantai konvensional seperti sapu dan
pel sudah tidak efisien digunakan karena memerlukan banyak tenaga untuk
membersihkan lantai. Sering kali kita merasa letih jika menyapu dan mengepel
lantai disemua ruangan setiap harinya. Dari permasalahan tersebut sangatlah
dibutuhkan alat yang dapat membersihkan lantai secara otomatis dan dapat
dikendalikan.
Banyak produk
atau alat pembersih lantai yang telah dibuat, namun kebanyakan dari alat
tersebut masih memiliki banyak kekurangan seperti pengoprasian alat hanya
terbatas pada jarak tertentu, kurangnya fasilitas pendukung alat, kurangnya
maksimal pembersihan alat, serta masih banyak yang menggunakan tenaga manusia.
Dari semua latar belakang yang telah disebutkan, kami mempunyai gagasan untuk
membuat alat pembersih lantai yang mutakhir serta unik dalam implementasi
perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi sebagai pengaplikasian dari bagian
kecil alat tersebut yang menjadi judul proyek kami yaitu “Kendali Penyemprot
Air”.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas
maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :
1.
Bagaimana cara sistem mengetahui lantai
yang bersih dan tidak?
2.
Bagaimana pemrosesan data dari
masukan hingga menjadi luaran?
3.
Bagaimana tampilan dari sistem kendali
tersebut?
1.3 Ruang Lingkup
Berdasarkan rumusan masalah diatas
agar pembahasan dapat terfokus, maka
yang akan dibahas pada alat ini sebagai berikut :
1.
Sistem kendali ini masih dibuat
dalam bentuk prototipe.
2.
Kemampuan pembacaan phototransistor
masih dalam jarak yang dekat sekitar 10 cm.
3.
Luaran yang diperoleh adalah pompa
wiper, dan buzzer serta led RGB sebagai indikator.
1.4 Tujuan
Tujuan dari pembuatan alat ini
adalah sebagai berikut :
1.
Mampu membuat kendali penyemprotan
air dengan 2 mode
2.
Mampu menampilkan keluaran sesuai
mode berdasarkan pembacaan potensiometer
3.
Mampu membuat program ARM untuk
kendali penyemprot air.
II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 ARM NUC120
ARM NUC120 Board merupakan
modul pengembangan mikrokontroler NUC120RD2BN yang berbasis CPU ARM Cortex-M0
dari Nuvoton. Modul ini dapat bekerja dengan kecepatan CPU sampai dengan 48
MHz. Modul ini juga telah dilengkapi dengan bootloader internal, sehingga tidak
diperlukan lagi device programmer eksternal. Pemrograman melalui bootloader
bisa dilakukan dengan menggunakan koneksi USB.
Gambar 2.1
ARM NUC120
Spesifikasi :
·
Berbasis mikrokontroler NUC120RD2BN
(64 KB APROM, 8 KB SRAM, 4
·
KB Data Flash, CPU ARM Cortex-M0).
·
Terintegrasi dengan cystal eksternal
12 MHz.
·
Terintegrasi dengan osilator 32.768
kHz sebagai sumber clock RTC.
·
Memiliki 1x port USB
·
Memiliki 1 port RS-485.
·
Memiliki 3 kanal UART dengan level
tegangan TTL 3.3VDC / 5VDC.
·
Tersedia port USB yang berfungsi
untuk antarmuka serial sekaligus
·
menuliskan program mikrokontroler,
sehingga tidak membutuhkan
·
programmer eksternal.
·
Memiliki port Serial Wire Debug
untuk proses debuging dan programming.
·
Memiliki 45 jalur GPIO.
·
Terintegrasi dengan sensor suhu
internal.
·
Memiliki port input 8 kanal ADC
10-bit.
·
Bekerja pada level tengan 3,3VDC /
5VDC dengan arus maksimum 800mA.
Input catu daya untuk board : 6,5VDC - 12VDC /
3,3VDC - 5VDC.
2.2 Phototransistor
Phototransistor adalah sebuah komponen pendeteksi
cahaya yang memiliki gain internal. Hal ini yang membuat foto transistor
memiliki sensitivitas yang lebih tinggi dibandingkan foto diode, dalam ukuran
yang sama. Alat ini (foto transistor) dapat menghasilkan sinyal analog maupun
sinyal digital.
Gambar 2.2 Phototransistor
Foto transistor
memiliki karakteristik:
- Pendeteksi jarak dekat Infra merah.
- Bisa dikuatkan sampai 100 sampai 1500.
- Respon waktu cukup cepat.
- Bisa digunakan dalam jarak lebar.
- Bisa dipasangkan dengan (hampir) semua penghasil cahaya atau cahaya yang dekat dengan inframerah, seperti IRED (infrred led), Neon, Fluorescent, lampu bohlam, cahaya laser dan api.
- Mempunyai karakteristik seperti transistor, kecuali bagian basis digantikan oleh besar cahaya yang diterima.
2.3 Push Button
Gambar 2.3
Push Button
2.4 Potensiometer
Potensiometer adalah resistor
tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk pembagi tegangan dapat
disetel. Jika hanya dua terminal yang digunakan (salah satu terminal
tetap dan terminal geser), potensiometer berperan sebagai resistor variabel
atau Rheostat. Potensiometer biasanya digunakan untuk mengendalikan peranti
elektronik seperti pengendali suara pada penguat. Potensiometer yang
dioperasikan oleh suatu mekanisme dapat digunakan sebagai transduser, misalnya
sebagai sensor joystick
Gambar 2.4 Potensiometer
2.5 Buzzer
Buzzer terdiri dari kumparan yang
terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga
menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar,
tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang
pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara
bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara.
Gambar 2.5 Buzzer
2.6 LED RGB
LED terdiri dari sebuah chip
semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang
dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk
menambahkan ketidakmurnian(impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga
menghasilkankarakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri
tegangan majuatau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (N), Kelebihan
Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole
(lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron
berjumpa dengan hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik
(satu warna).
RGB adalah suatu model warna yang
terdiri atas 3 buah warna: merah (Red), hijau (Green), dan biru (Blue), yang
ditambahkan dengan berbagai cara untuk menghasilkan bermacam-macam warna.
Kegunaan utama model warna RGB adalah untuk menampilkan citra atau gambar dalam
perangkat elektronik, seperti televisi dan komputer, walaupun juga telah
digunakan dalam fotografi biasa.
· Lensa : Bening
· Warna yg dipancarkan : Merah / Hijau /
Biru
· Common : Katoda
· Ukuran : 5mm
· Tegangan : 2.5~3.0 (V) forward voltage
· Sudut Pancaran : 25 derajat
Gambar 2.6
LED RGB
2.7 Pompa Wiper
Pompa wiper pada proyek ini
digunakan untuk menghisap air dari tandon dan menyemprotkan air ke lantai yang
kotor. Pada penggunaannya, pompa wiper menggunakan driver motor supaya pompa
dapat berfungsi.
Gambar 2.7 Pompa Wiper
III PERANCANGAN ALAT
3.1 Diagram Blok
Diagram blok sistem dirancang untuk
dapat mengetahui prinsip kerja keseluruhan sistem ataupun rangkaian. Tujuan
lainnya adalah memudahkan proses perancangan dan pembuatan pada masing-masing
bagian, sehingga dapat dibuat sistem sesuai dengan yang diinginkan. Berikut
adalah diagram blok alat yang ditunjukkan pada Gambar 3.1.
Gambar
3.1 Diagram Blok
- · Push Button untuk pilihan mode A dan B
- Probe untuk mendeteksi apakah ada air dalam wadah atau tidak
- Phototransistor digunakan untuk sensor tingkat kotor lantai, jika lantai kotor maka cahaya tidak diterima oleh phototransistor
- Potensiometer untuk menentukan nilai ADC untuk dibandingkan
- ARM NUC120 sebagai kendali algoritma untuk mengolah data masukan.
- Tegangan masukan untuk ARM sebesar 12VDC.
- Pompa wiper untuk menyemprotkan air dari wadah melelui selang.
- Buzzer digunakan sebagai indikator berupa bunyi yang menandakan bahwa air dalam wadah habis
- Led nyala hijau untuk pilihan mode A, warna biru untuk pilihan mode B, warna merah jika air dalam wadah habis, dan warna ungu jika pompa wiper menyala.
3.2 Prinsip Kerja Alat
Pada proyek ARM kali ini, kami membuat
kendali penyemprot air dengan pompa wiper. Sensor yang digunakan yaitu
Phototransistor, Potensiometer untuk kalibrasi alat, selain itu pada proyek kali ini menggunakan probe untuk deteksi adanya air atau tidak dan push button untuk pilihan mode serta led RGB untuk indikator tiap pilihan mode.
Cara kerja alat tersebut adalah pertama mengkalibrasi lantai dengan menggunakan
potensiometer untuk mengaturnya. Lalu dengan pilihan dua mode yaitu mode A
dan B
Mode A : menyemprot air 1 detik, tunda 10 detik
Mode B : menyemprot air 0,5 detik, tunda 10 detik
Ketika ada noda dideteksi oleh photothansistor maka pompa akan
mengalirkan air, selama 1 detik
3.3 Perancangan Perangkat Keras
Membuat rancangan perangkat keras
meliputi pembuatan rangkaian elektronik untuk catu daya dan sistem secara
keseluruhan. Berikut adalah gambar dari rangkaian yang dibuat.
- Rangkaian catudaya
Dalam perancangan perangkat keras
ini menggunakan IC regulator 7805 dan IC 7809 maka dapat dihasilkan tegangan
yang dibutuhkan untuk mengaktifkan komponen yaitu ARM dan luaran yang
digunakan.
Gambar 3.2
Rangkaian catudaya
- Rangkaian alat
Pada gambar di bawah ini ditunjukkan
keseluruhan rangkaian untuk kendali penyemprot air dilengkapi dengan pengawatan
yang menunjukkan terletak di pin mana saja masukan dan luaran alat.
Gambar 3.3
Rangkaian alat
Tabel 3.1 Pin-pin yang digunakan di
ARM pada rangkaian
Pin
|
Fungsi
|
GPB.0
|
Push Button A
|
GPB.1
|
Push Button B
|
GPA.0
|
Phototransistor
|
GPA.1
|
Probe
|
GPA.2
|
Potesiometer
|
GPA.8
|
Pompa Wiper
|
GPA.11
|
Buzzer
|
GPA.13
|
Pin R LED RGB
|
GPA.14
|
Pin G LED RGB
|
GPC.15
|
Pin B LED RGB
|
Pada gambar dibawah ini ditunjukkan
pengawatan pin ARM dengan komponen lainnya.
Gambar
3.4 Pengawatan dalam
Gambar
3.5 Pengawatan luar
3.4 Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan ini
digunakan untuk mengatur kinerja keseluruhan dari sistem yang terdiri dari
beberapa perangkat keras sehingga sistem ini dapat bekerja dengan baik dan
untuk mengolah data masukan agar menghasilkan keluaran yang sesuai dengan yang
dikehendaki. Untuk memberikan gambaran umum jalannya program dan memudahkan
pembuatan perangkat lunak, maka dibuat diagram alir yang menunjukan jalannya
program. Diagram alir program ditunjukan pada gambar dibawah :
Gambar 3.6 Diagram alir program
IV PENGUJIAN ALAT
4.1 Pengujian
Setelah uji coba, berikut hasil yang
diperoleh:
- Push button A ditekan maka Mode A akan aktif , sehingga pompa akan aktif 1 detik dan delay 10 detik.
- LED RGB menyala hijau pada saat mode A dan berubah berwarna ungu ketika pompa nyala
- Jika sensor phototransistor membaca lantai kotor maka pompa akan menyemprotkan air selama 1 detik
- Jika air dalam wadah habis maka probe tidak mendeteksi air
- Ketika probe tidak mendeteksi air ,maka Buzzer akan ON dan LED RGB menyala merah dan otomatis akan mereset mode.
- Push button B ditekan maka Mode B akan aktif , sehingga pompa akan aktif 0,5 detik dan delay 10 detik.
- LED RGB menyala biru pada saat mode A dan berubah berwarna ungu ketika pompa nyala
- Jika sensor phototransistor membaca lantai kotor maka pompa akan menyemprotkan air selama 1 detik dan jika probe tidak mendeteksi adanya air maka hasil yang diperoleh sama seperti sebelumnya.
V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
- Mode A akan menyemprot 1 detik delay 10 detik dan mode B akan menyemprot 0,5 detik delay 10 detik serta jika lantai kotor maka akan mengalirkan air selama 1 detik
- Jika air habis maka buzzer akan on dan led RGB berwarna merah serta akan mereset program
- led RGB sebagai indikator pompa nyala berwana ungu, air habis berwarna merah, mode A berwarna hijau, dan mode B berwarna biru.
Daftar Pustaka
[1] Belajar
Mikrokontroler 2016. Tersedia: http://belajar-mikrokontroler-2016.blogspot.co.id/
[2] Indraharja. (2017). Pengertian
Buzzer. [Online]. Tersedia: https://indraharja.wordpress.com/2012/01/07/pengertian-buzzer/
[30 Januari 2018].
[3] Dickson Kho. (2017). Pengertian
Phototransistor. [Online]. http://teknikelektronika.com/pengertian-photo-transistor-prinsip-kerja-phototransistor/
[30 Januari 2018].
[4] Les
Elektronika. (2017). Pengertian Potensiometer [Online]. Tersedia: https://id.wikipedia.org/wiki/Potensiometer
[30 Januari 2018].
Download:
2. ProgramPDF
4. DiagramAlir
5. DiagramBlok
8. Presentasi
9. Paper
Nama penulis Dwiki Galih Ramanda. Penulis dilahirkan
di Kota Magelang 1 Agustus 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD
Negeri 01 Duren Tiga, Jakarta , SMP Negeri 41 Jakarta, dan SMA Negeri 2 Magelang.
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 dan saran yang membangun serta apabila
terdapat beberapa pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi
Nama penulis Rizka Zulfiyani. Penulis dilahirkan di
Kota Kudus, 24 Juli 1997. Penulis telah menempuh pendidikan
formal di SD Negeri 2 Ploso, SMP N 1 Jati, dan SMA N 2 Kudus.
Tahun 2015 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2015penulis
mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa
baru diploma (D3 Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3
Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM
3.32.15.3.17. Apabila ada kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian
ini, bisa menghubungi penulis melalui email rizka.zulfiyani37@gmail.com
Nama pengajar Samuel Beta. Beliau mengajar di program
studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang.
Email : sambetak2@gmail.com
No comments:
Post a Comment