Kontak

Email | elektronikaabcd2015@gmail.com

Search This Blog

MENU

Wednesday, January 10, 2018

Pengendali Korden Dengan Joystick Berbasis Arduino Uno R3

Pengendali Korden Dengan Joystick
Berbasis Arduino Uno R3

Ardhita Rosalia Kusumasari1, Dian Dedy Kurniawan2, Mudhoffar Syarif3,
Safrul Dwi Nizam4, Samuel Beta5
Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275
Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang
Jln. Prof. Sudarto, SH, Ds. Tembalang Semarang 50275
E-mail : ardhitarosalia@gmail.com1, diandedykurniawan@yahoo.com2, mudhoffar@gmail.com3, nizam.shikanojhi@gmail.com4, sambetak2@gmail.com5



Intisari ─ Untuk mempermudah mengendalikan korden dengan mengatur perputaran sudut korden, maka dalam proyek ini dibuatlah aplikasi Arduino menggunakan masukan joystick, limit Switch dan luaran berupa 2 buah motor dc dan lampu AC, menggunakan joystick sebagai masukan digunakan untuk menentukan gerakan korden, untuk menggerakan korden digunakan motor dc 1, dan untuk mengatur buka tutup korden digunakan motor dc 2, sedangkan Arduino sebagai kontroler dan pemroses sinyal. Limit Switch digunakan sebagai batasan jika korden telah tertutup dan lampu akan menyala.
Kata Kunci : Arduino, Joystick, Limit Switch, Motor DC, Lampu AC.

Abstract ─ To make it easier to control the curtains to adjust the rotation angle of the curtains, so this project was made applications Arduino using feedback joystick,limit switch and outputs in the form oftwo pieces of dc motor and AC lamp, using a joystick as an input used to determine the movement of the curtain, to drive the drapery use dc motor 1 and to organize open and closed drapery used dc motor 2,while the Arduino as a controller and signal processing.Limit switch used for as limitation if the curtain have to closed and the light will be turning on.

Keywords: Arduino, Joystick, Limit Switch , Motor DC, Lampu AC.


 
  I.          PENDAHULUAN

1.1    Latar Belakang
    Perkembangan teknologi saat ini sangatlah cepat. Dengan adanya teknologi kinerja manusia yang semula dikerjakan manual dapat dikerjakan secara otomatis dengan bantuan teknologi. Dalam kehidupan sehari-hari dirumah, kita pasti melakukan banyak sekali kegiatan, diantaranya adalah membuka dan menutup korden jendela setiap hari dengan menghampiri jendela tersebut. Mungkin sudah terbiasa dengan kegiatan membuka dan menutup korden jendela dengan menghampiri jendela, tetapi ada kalanya kita ingin hal rutin tersebut dapat dikerjakan secara otomatis, tanpa harus membuka dan menutupnya dengan menghampirinya. Oleh karena itu penulis mencoba membuat solusi alternatif dengan membuat Pengendali Korden dengan Joystick Berbasis Arduino Uno, dengan menggunakan masukan yang berupa joystick sehingga dapat mengatur putaran korden dan menggeser korden tanpa perlu menghampiri korden yang terpasang di jendela.

1.2       Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas akan ditentukan beberapa rumusan masalah yaitu :
1.         Bagaimana cara kerja joystick sebagai masukan ?
2.         Bagaimana cara kerja motor dc sebagai keluaran ?
3.         Apa pengaruh motor dc 1 dan motor dc 2 ?
4.         Bagaimana cara kerja limit switch?
5.         Bagaimana cara kerja lampu AC sebagai keluaran?

1.3       Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan alat ini yaitu
1.         Mempermudah pengaturan korden dengan sistem elektronik
2.         Mengatur perputaran sudut korden sesuai keinginan.
3.         Mengaplikasikan Arduino Uno sebagai kontroler dan pemroses sinyal
4.         Mengaplikasikan joystick sebagai masukan dalam perintah menggerakkan korden
5.         Mengaplikasikan Limit Switch sebagai masukan untuk batas penutupan korden sehingga lampu dapat menyala.

II.          TINJAUAN PUSTAKA

Untuk mengetahui berbagai komponen dan peralatan yang dibutuhkan, maka disusunlah tinjauan pustaka sebagai acuan dalam merancang dan membuat aplikasi menggunakan mikrokontroler Arduino ini.
1.   ARDUINO UNO
        Arduino Uno R3 adalah papan pengembangan (development board) mikrokontroler yang berbasis chip ATmega328P. Disebut sebagai papan pengembangan karena board ini memang berfungsi sebagai arena prototyping sirkuit mikrokontroller. Dengan menggunakan papan pengembangan, anda akan lebih mudah merangkai rangkaian elektronika mikrokontroller dibanding jika anda memulai merakit ATMega328 dari awal di breadboard.


Arduino Uno memiliki 14 digital pin input / output (atau biasa ditulis I/O, dimana 6 pin diantaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 pin input analog, menggunakan crystal 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP dan tombol reset. Hal tersebut adalah semua yang diperlukan untuk mendukung sebuah rangkaian mikrokontroler. Cukup dengan menghubungkannya ke komputer dengan kabel USB atau diberi power dengan adaptor AC-DC atau baterai, anda sudah dapat bermain-main dengan Arduino UNO anda tanpa khawatir akan melakukan sesuatu yang salah. Kemungkinan paling buruk hanyalah kerusakan pada chip ATMega328, yang bisa anda ganti sendiri dengan mudah dan dengan harga yang relatif murah. Kata " Uno " berasal dari bahasa Italia yang berarti "satu", dan dipilih untuk menandai peluncuran Software Arduino (IDE) versi 1.0. Arduino. Sejak awal peluncuran hingga sekarang, Uno telah berkembang menjadi versi Revisi 3 atau biasa ditulis REV 3 atau R3. Software Arduino IDE, yang bisa diinstall di Windows maupun Mac dan Linux, berfungsi sebagai software yang membantu anda memasukkan (upload) program ke chip ATMega328 dengan mudah.


Gambar 1. Arduino Uno R3
Spesifikasi       :
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)
of which 0.5 KB used by bootloader
SRAM
2 KB (ATmega328P)
EEPROM
1 KB (ATmega328P)
Clock Speed
16 MHz
Length
68.6 mm
Width
53.4 mm
Weight
25 g

2.   Joystick

Joystick merupakan alat masukan komputer yang berwujud tuas atau tongkat yang dapat bergerak ke segala arah, sedangkan games paddle biasanya berbentuk kotak atau persegi terbuat dari plastik dilengkapi dengan tombol-tombol yang akan mengatur gerak suatu objek dalam komputer. Alat ini dapat mentransmisikan arah sebesar dua atau tiga dimensi ke komputer. Joystick umumnya digunakan sebagai pelengkap untuk memainkan permainan video yang dilengkapi lebih dari satu tombol.
Merupakan sebuah tuas kendali umumnya dikonfigurasi sehingga memindahkan gerakan sinyal tongkat kiri atau kanan sepanjang sumbu X, dan bergerak ke depan (atas) atau belakang (bawah) gerakan sinyal sepanjang sumbu Y.


Gambar 2. Joystick

3.   Motor DC
      Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan,dll. Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan di industri. Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri. 
Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen.



Gambar 3. Motor DC

4.   Modul Relay
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.





Gambar 5. Relay
5. Modul Driver Motor DC
Driver motor L298N merupakan driver motor yang paling populer digunakan untuk mengontrol atau mengendalikan kecepatan dan arah pergerakan motor DC. IC L298 merupakan sebuah IC tipe H-bridge  yang mampu mengendalikan beban-beban induktif seperti relay, solenoid, motor DC dan motor stepper. Pada IC L298 terdiri dari transistor-transistor logik (TTL) dengan gerbang nand yang berfungsi untuk memudahkan dalam menentukan arah putaran suatu motor dc maupun motor stepper.




Gambar 6. Driver Motor DC
Prinsip Kerja Rangkaian H . Bridge

Berdasarkan gambar schematic sederhana tersebut dapat dijabarkan mengenai prinsip kerja dari suatu rangkaian H-bridge.
Dimana terdapat dua buah input, yakni A dan B, dengan kondisi input tersebut dapat bernilai high atau low, maka terdapat empat kondisi yang dimungkinkan dalam rangkaian tersebut. Kondisi tersebut ialah sebagai berikut.

Kondisi A dan B Bernilai Low
Karena input A dan B bernilai sama low, maka kedua transistor Q1 dan Q2 tidak akan mendapat trigger pada base sehingga transistor bersifat cut-off atau transistor bersifat seperti saklar yang terbuka. Dari rangkaian diatas terlihat pula bahwa kedua transistor Q3 dan juga Q4 bergantung pada transistor Q1 dan Q2 dimana base dari kedua transistor Q3 dan Q4 terhubung pada collector transistor Q1 dan Q2. Jadi, apabila tidak ada arus yg mengalir pada collector transistor Q1 dan Q2 maka base dari transistor Q3 dan Q4 juga tidak akan terpicu akibatnya motor tidak akan berputar atau berhenti.

Kondisi A High dan B Low
Pada saat input A bernilai high sedangkan input B bernilai low, maka Q1 akan mengalami saturasi sedangkan Q2 cut-off. Karena Q1 bersifat saturasi atau seperti saklar yang tertutup maka base Q4 akan mendapat trigger sehingga Q4 juga bersifat saturasi. Akibatnya Q4 juga akan menjadi saturasi karena base dari Q4 mendapat trigger dari Q1. Sehingga arus akan mengalir dengan urutan seperti berikut, dari Vs menuju Q4, melewati motor, menuju Q1, hingga ke ground.

Kondisi A Low dan B High
Pada saat input A bernilai low sedangkan input B bernilai high maka Q2 akan mengalami saturasi sedangkan Q1 tetap dalam kondisi cut-off. Karena Q2 bersifat saturasi atau seperti saklar yang tertutup maka base Q3 akan mendapat trigger sehingga Q3 juga bersifat saturasi. Akibatnya arus akan mengalir dengan urutan seperti berikut, dari Vs menuju Q3, melewati motor, menuju Q1, hingga ke ground.

Kondisi A dan B Bernilai High
Jika kedua input A dan B bernilai high secara bersamaan maka akan mengakibatkan semua transistor dalam kondisi saturasi. Secara logika motor tidak akan berputar karena tidak ada beda tegangan. Namun hal ini akan menyebabkan timbulnya panas yang berlebihan pada semua transistor sehingga dapat menyebabkan kerusakan.





6.      Lampu AC 5 Watt


Gambar 7. Lampu AC
Lampu adalah adakan sebuah lampu pijar di mana sebuah filamen wolfram disegel di dalam sampul transparan kompak yang diisi dengan gas lembam dan sedikit unsur halogen seperti iodin atau bromin. Putaran halogen menambah umur dari bola lampu dan mencegah penggelapan kaca sampul dengan mengangkat serbuk wolfram dari bola lampu bagian dalam kembali ke filamen. Lampu halogen dapat mengoperasikan filamennya pada suhu yang lebih tinggi dari lampu pijar biasa tanpa pengurangan umur. Lampu ini memberikan efisiensi yang lebih tinggi dari lampu pijar biasa (10-30 lm/W), dan juga memancarkan cahaya dengan suhu warna yang lebih tinggi.
Prinsip operasi
Fungsi dari halogen dalam lampu adalah untuk membalik reaksi kimia penguapan wolfram dari filamen. Pada lampu pijar biasa, serbuk wolfram biasanya ditimbun pada bola lampu. Putaran halogen menjaga bola lampu bersih dan keluaran cahaya tetap konstan hampir seumur hidup. Pada suhu sedang, halogen bereaksi dengan wolfram yang menguap, halida wolfram(V) bromin yang terbentuk dibawa berputar oleh pengisi gas lembam. Pada suatu saat ini akan mencapai daerah bersuhu tinggi (filamen yang memijar), di mana ini akan berpisah, melepaskan wolfram dan membebaskan halogen untuk mengulangi proses. Untuk membuat reaksi tersebut, suhu keseluruhan bola lampu harus lebih tinggi daripada lampu pijar biasa. Bola lampu harus dibuat dari kuarsa leburan atau gelas dengan titik lebur tingi seperti alumina. Karena gelas kuarsa sangat kuat, tekanan gas dapat ditingkatkan, sehingga mengurangi laju penguapan dari filamen, memungkinkan untuk beroperasi pada suhu yang lebih tinggi untuk umur yang sama, sehingga menambah efisiensi dan keluaran cahaya. Wolfram yang diuapkan dari bagian filamen yang lebih panas tidak selalu dikembalikan pada tempatnya semula, jadi bagian tertentu dari filamen menjadi sangat tipis dan akhirnya gagal. Regenerasi juga mungkin dilakukan dengan fluorin, tetapi reaksi kimianya terlalu kuat sehingga bagian lain dari bola lampu ikut direaksikan.


7.      Limit Switch
Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang berfungsi menggantikan tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar Push ON yaitu hanya akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat saat katup tidak ditekan. Limit switch termasuk dalam kategori sensormekanis yaitu sensor yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut. Penerapan dari limit switch adalah sebagai sensor posisi suatu benda (objek) yang bergerak. Simbol limit switch yang di tunjukan pada gambar berikut.

Gambar 8. limit switch
Limit switch umumnya digunakan untuk Memutuskan dan menghubungkan rangkaian menggunakan objek atau benda lain. Menghidupkan daya yang besar, dengan sarana yang kecil. Sebagai sensor posisi atau kondisi suatu objek. Prinsip kerja limit switch diaktifkan dengan penekanan pada tombolnya pada batas/daerah yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan atau penghubungan rangkaian dari rangkaian tersebut. Limit switch memiliki 2 kontak yaitu NO (Normally Open) dan kontak NC (Normally Close) dimana salah satu kontak akan aktif jika tombolnya tertekan.  Konstruksi dan simbol limit switch dapat dilihat seperti gambar di bawah. Konstruksi Dan Simbol Limit Switch Saklar Push ON Saklar merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan dua titik atau lebih dalam suatu rangkaian elektronika. Salah satu jenis saklar adalah saklar Push ON yaitu saklar yang hanya akan menghubungkan dua titik atau lebih pada saat tombolnya ditekan dan pada saat tombolnya tidak ditekan maka akan memutuskan dua titik atau lebih dalam suatu rangkaian elektronika.

III.       PERANCANGAN ALAT
3.1       Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika
Adapun komponen yang digunakan adalah :
1.   Arduino Uno R3
2.   Joystick
3.   Motor DC (2 buah)
4.   Driver motor
5.   Modul Relay
6.   Modul Driver Motor
7.   Limit Switch
8.   Lampu AC 5 Watt

3.2       Blok Diagram Hubungan
            Komponen Utama
Berikut ini adalah diagram blok aplikasi ARDUINO UNO R3 menggunakan masukan joystick dengan keluaran motor dc.




Gambar 9. Diagram Blok
3.3       Diagram Alir


Gambar 10. Diagram Alir Sistem
 

Gambar 11. Diagram Alir Program

3.4       Pengawatan 


Gambar 12. Pengawatan

VI.       PEMBAHASAN
4.1       Cara Kerja Alat
  1. Analog joystick akan mendapatkan tegangan sumber 5 volt kemudian mengalir melalui dua buah pembagi tegangan, output ini disebut x-axis dan y-axis
  2. Kemudian output dari Arduino ini diproses menuju modul driver motor DC yang berupa IC L298D. Driver ini kemudian akan menggerakkan motor DC baik secara forward maupun reverse.
  3. Terdapat limit switch sebagai batas korden telah tertutup, input limit switch yang digunakan NO ( Normally Open) dan C (com) , setelah korden menutup sepenuhnya, input limit switch di proses agar lampu AC 5 Watt menyala.
4.2       Hasil Percobaan




Tampilan box


                Tampilan tirai

Pada proyek kali ini hanya bisa menggerakkan korden dengan joystick sumbu x-axis dan y axis yaitu geser kanan dan kiri korden serta buka tutup korden  menggunakan keluaran motor dc.



V.        PENUTUP
Kesimpulan :
Setelah melakukan percobaan, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut :
1.         Joystick sebagai masukan berfungsi untuk menentukan gerakan pada keluaran motor dc untuk menggerakkan korden.
2.         Motor DC 1 digunakan sebagai keluaran untuk menggeser korden baik geser kanan ataupun geser kiri dan Motor DC 2 sebagai keluaran penggerak buka tutup         korden,
3.         Gerakan Motor DC  ditentukan oleh posisi joystick, Saat joystick geser kanan kiri maka  Motor DC 1 akan forward / reverse. Saat Joystick geser atasbawah , maka motor DC 2 akan forward / reverse.
4.         Limit Switch digunakan saklar sentuh (batas ketika korden telah tertutup sepenuhnya), aktif rendah dengan menggunakan input pull up.
5.         Saat limit switch ON (LOW) maka lampu akan menyala.


Referensi
[1] http://mazayamari.blogspot.co.id

[2] http://belajararm.blogspot.co.id

[3] http://fitri-fitriani27.blogspot.com

[4] http://belajarilmukomputerdaninternet.blogspot.co.id/2013/06/pengertian-motor-dc.html

[5] http://teknikelektronika.com/pengertian-relay-fungsi-relay/

[6] http://lang8088.blogspot.co.id/2014/12/memahami-prinsip-kerja-rangkaian-h.html

 [7] https://www.nyebarilmu.com/tutorial-arduino-mengakses-driver-motor-l298n/

[8] http://belajar-mikrokontroler-2016.blogspot.co.id/2016/12/kendali-korden-dengan-joystick-berbasis.html


Download disini:
    
1.   Jurnal
    
2.   Presentasi 

3.   Program Arduino

4.   Diagram Alir Sistem

5.   Diagram Alir Program

6.   Diagram Blok

7.   Pengawatan

8.   Pengawatan Luar Dalam

9.   MPK


Untuk lebih jelasnya silahkan tonton video dibawah ini:








Nama penulis : Ardhita Rosalia Kusumasari. Penulis lahir di Semarang tanggal 23 Januari 1998. Telah menempuh pendidikan formal di SDN Pedurungan Tengah 02/03 (lulus tahun 2009), SMPN 15 Semarang (lulus tahun 2012), SMAN 15 Semarang (lulus tahun 2015). Saat ini sedang menempuh pendidikan diploma (D3) di Politeknik Negeri Semarang (Polines) pada Program Studi D3 Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.15.0.05 Apabila ada kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini bisa menghubungi melalui email :
Ardhitarosalia@gmail.com


Nama penulis : Dian Dedy Kurniawan. Penulis lahir di Demak tanggal 25 Mei 1997. Telah menempuh pendidikan formal di SDN Tridonorejo 2 ,Bonang Demak (lulus tahun 2009), Mts Negeri Bonang, Demak (lulus tahun 2012), SMAN 1 Demak (lulus tahun 2015). Saat ini sedang menempuh pendidikan diploma (D3) di Politeknik Negeri Semarang (Polines) pada Program Studi D3 Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.15.0.08 Apabila ada kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini bisa menghubungi melalui email :
diandedykurniawan@gmail.com


Nama penulis : Mudhoffar Syarif. Penulis lahir di Pekalongan, 12 Februari 1996. Telah menempuh pendidikan formal di SD N Kraton (lulus tahun 2008), SMP N 8 Pekalongan (lulus tahun 2011), SMA N 2 Pekalongan (lulus tahun 2014). Saat ini sedang menempuh pendidikan diploma (D3) di Politeknik Negeri Semarang (Polines) pada Program Studi D3 Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.15.0.17. Apabila ada kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini bisa menghubungi melalui email :
Mudhoffar@gmail.com

 

Nama penulis : Safrul Dwi Nizam. Penulis lahir di Kudus, 19 Maret 1997. Telah menempuh pendidikan formal di SD N 2 Besito (lulus tahun berapa ya lupa), SMP N 1 Gebog (lulus tahun 2012 mungkin kali ya), SMA 2 Kudus  (lulus tahun 2015 pasti). Saat ini sedang menempuh pendidikan diploma (D3) di Politeknik Negeri Semarang (Polines) pada Program Studi D3 Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.15.0.20. Apabila ada kritik, saran, pertanyaan, dan sumbangan mengenai penelitian ini bisa menghubungi melalui email :
nizam.shikanojhi@gmail.com

No comments:

Post a Comment