PENANAM OTOMATIS DENGAN SETTING KEYPAD
Fino Rizki Budiawan1 ; Luvi Adi Baskoro 2, Samuel BETA3
Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik
Negeri Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275
Abstrak – Simulasi Penanam Biji Otomatis menggunakan NUC 120 sebagai
pemrosesnya. Alat ini menggunakan keypad 4x4 sebagai setting berapa kali untuk
menanam biji. Solenoid pull atau solenoid linear dengan ukuran 2.5mm pull tipe open frame solenoid yang berfungsi sebagai
alat penanam biji dan di pasang pada
bagian kanan box agar penanaman lebih presisi. Encoder disini menggunakan tipe
KY-40 berfungsi sebagai penghitung jarak yang sudah di setting yang di pasang
pada samping motor tepatnya pada poros motor DC. Dan LCD 16x2 di tempatkan pada
atas box untuk tampilan setting. Untuk penggerak alat ini menggunakan motor DC
12V untuk menopang alat dan menjalankan alat yang di pasang pada sisi kan dan
kiri bagian belakang yang di bantu dengan roda ktambahan 1 di depan. Alat ini
juga menggunakan driver motor sebagai pengontrolnya. Jenis driver yang
digunakan adalah L298N yang merupakan modul Dual H Bridge pengatur motor DC
yang digunakan pada output ARM.
Kata kunci: NUC 120, Motor DC, Penanam Biji Otomatis.
Abstract -
Simulation of Automatic Seed Growers uses NUC 120 as its processor. This tool
uses the 4x4 keypad as the setting of how many times to plant seeds. Solenoid
pull or solenoid linear with size 2.5mm pull open frame type solenoid that
serves as a seed planter and in pairs on the right side of the box to grow more
precision. The encoder here uses KY-40 type as the distance counter that has
been set in the pairs of motor motors on the DC shaft motor. And the 16x2 LCD
is placed on top of the box for setting view. For propulsion this tool uses a
12V DC motor to support the tool and. The one on the side of the left and the
back of the auxiliary with the wheel addition 1 in front. This tool also uses
the driver's motor as a controller. The type of driver used is the L298N which
is a Dual H Bridge module DC motor controller used on the ARM output. Keywords:
NUC 120, DC Motor, Automatic Seed Planter.
1.
Pendahuluan
1.1. Latar belakang
Seiring berkembangnya zaman, tentunya dibutuhkan kecanggihan
dalam pemakaian berbagai alat. salah satunya yaitu dibutuhkan alat penanam biji
jagung otomatis merupakan simulasi dari robot penanam biji jagung otomatis box
ini dapat bergerak maju dan menanam biji sesuai dengan perintah yang ditekan
pada keypad yang sudah di setting.
1.2. Tujuan
Adapun tujuan dari pembuatan alat ini adalah:
1. Memudahkan pengguna teruntuk petani jagung untuk menanaman
biji.
2. Memajukan alat penanaman yang sebelumnya menajadi effisien.
1.3. Perumusan Masalah
Adapun rumusan masalah pada alat ini adalah:
1. Bagaimana cara memudahkan para petani yang sudah lanjut usia
untuk menanam biji?
2. Bagaimana cara untuk menanam biji dengan cara otomatis?
1.4. Pembatasan masalah
Berdasarkan rumusan masalah di atas, agar pembahaasan
terfokus pada rumusan masalah yang akan di bahas pada alat ini sebagai berikut
:
1. Alat penanam biji jagung otomatis ini masih di buat
menggunakan prototype yang masih simulasi.
2. Keypad 4x4 digunakan untuk setting dari alat penanam ini.
3. Berapa kali penanaman ini tidak di batasi dan dengan maksimal
tertentu.
1.5. Metodologi
a. Metode persiapan
Berisikan tentang materi-materi serta jurnal yang akan di
jadikan dasar atau literature dalam pembuatan alat penanam biji otomatis.
b. Metode perencanaan
Menentukan sistem, komponen, modul, serta program aplikasi
yang akan di gunakan untuk pembuatan alat penanam biji otomatis ini.
c. Perancangan
Pembuatan program yang akan di upload pada NUC 120. Dengan
masukan rotary encoder dan keypad 4x4 dan luaran solenoid dan LCD 16x2.
d. Pengujian Alat
Melakukan pengujian alat pada medan yg datar dan mengecek
alat sudah sesuai rencana atau belum.
e. Tahap Penyusun Laporan
Menyusun laporan dari hasil pembuatan alat dalam bentuk
laporan penelitian.
2.
Tinjauan Pustaka
2.1. ARM NUC120
Modul NUC
120 dapat bekerja dengan kecepatan CPU sampai dengan 48MHz. Modul ini juga
telah dilengkapi dengan bootloader internal, sehingga tidak diperlukan lagi
device program eksternal. Pemrograman melalui
bootloader dapat dilakukan dengan menggunakan koneksi USB.
Gambar ARM NUC120
Spesifikasi
ARM NUC120:
a. Berbasis mikrokontroler
NUC120RD2BN (64 KB APROM, 8 KB SRAM, 4 KB Data Flash, CPU ARM
Cortex-M0).
b.
Terintegrasi dengan cystal eksternal 12 MHz.
c.
Terintegrasi dengan osilator 32.768 kHz
sebagai sumber clock RTC.
d.
Memiliki 1x port USB.
e.
Memiliki 1 port RS-485.
f.
Memiliki 3 kanal UART dengan level
tegangan TTL 3.3VDC / 5VDC.
g.
Tersedia port USB yang berfungsi
untuk antarmuka serial sekaligus menuliskan progra mikrokontroler, sehingga
tidak membutuhkanprogrammer eksternal.
h.
Memiliki port Serial Wire Debug untuk proses
debuging dan programming.
i.
Memiliki 45 jalur GPIO.
j.
Terintegrasi dengan sensor suhu internal.
k.
Memiliki port input 8 kanal ADC 10-bit.
l.
Bekerja pada level tengan 3,3VDC / 5VDC
dengan arus maksimum 800mA.
m.
Input catu daya untuk board : 6,5VDC - 12VDC /
3,3VDC - 5VDC.
2.2. Rotary Encoder
Encoder putar digunakan untuk mengukur kecepatan dan dengan
teknologi PWM dapat mencapai perangkat dengan kecepatan tinggi
Dengan lubang baut tetap untuk memudahkan pemasangan
Bagus untuk proyek DIY
Gambar Rotary
Encoder KY-40
Spesifikasi:
Model: KY-040
Tegangan kerja: 5V
Bahan: PCB + Kuningan
Berat: 10g
Ukuran: 32 x 19 x 30mm
2.3. Keypad 4x4
Keypad Matriks adalah tombol-tombol yang disusun secara
maktriks (baris x kolom) sehingga dapat mengurangi penggunaan pin input.
Sebagai contoh, Keypad Matriks 4×4 cukup menggunakan 8 pin untuk 16 tombol. Hal
tersebut dimungkinkan karena rangkaian tombol disusun secara horizontal
membentuk baris dan secara vertikal membentuk kolom
Gambar Keypad 4x4
2.4. Motor DC
Motor
DC adalah motor yang digerakkan oleh energi listrik arus searah. Salah satu
jenis motor DC adalah motor DC magnet permanen. Motor DC tipe ini banyak
ditemui penggunaanya baik di industri maupun di rumah tangga. Pada umumnya,
penggunaan motor DC jenis ini adalah untuk sumber – sumber tenaga yang kecil,
seperti pada rumah tangga dan otomotif. Sebuah motor DC magnet permanen
biasanya tersusun atas magnet permanen, kumparan jangkar, dan sikat (brush).
Medan magnet yang besarnya konstan dihasilkan oleh magnet permanen, sedangkan
komutator dan sikat berfungsi untuk menyalurkan arus listrik dari sumber di
luar motor ke dalam kumparan jangkar. Letak sikat di sepanjang sumbu netral
dari komutator, yaitu sumbu dimana medan listrik yang dihasilkan bernilai nol.
Hal ini dimaksudkan agar pada proses perpindahan dari sikat ke komutator tidak
terjadi percikan api.
Gambar Motor DC
Medan
stator memproduksi fluks Φ dari kutub U ke kutub S. Sikat – arang menyentuh
terminal kumparan rotor di bawah kutub. Bila sikat – arang dihubungkan pada
satu sumber arus serah di luar dengan tegangan V, maka satu arus I masuk ke
terminal kumparan rotor di bawah kutub Udan keluar dari terminal di bawah kutub
S. Dengan adanya fluks stator dan arus rotor akan menghasilkan satu gaya F bekerja
pada kumparan yang dikenal dengan gaya Lorentz. Arah Fmenghasilkan torsi yang
memutar rotor ke arah yang berlawanan dengan jarum jam. Kumparan yang membawa
arus bergerak menjauhi sikat – arang dan dilepas dari sumber suplai luar.
Kumparan berikutnya bergerak di bawah sikat – arang dan membawa arus I. Dengan
demikian, gaya F terus menerus diproduksi sehingga rotor berputar secara
kontinyu.
2.5. Solenoid Pull
Solenoida Pull adalah alat elektromagnetik atau elektromekanis
yang mengubah energi listrik menjadi sinyal magnetik atau energi gerakan
mekanis. Cara kerjanya sama dengan prinsip kerja Relay Elektromekanis yang
dapat dikendalikan dengan menggunakan Transistor, MOSFET dan komponen
elektronika lainnya.
Gambar solenoid pull
Solenoid jenis ini disebut dengan Solenoid Linier karena plunger
atau aktuatornya bergerak secara linier. Solenoid Linier ini biasanya tersedia
dalam dua bentuk konfigurasi dasar yaitu Solenoid Linier tipe Tarik (Pull Type)
yang dapat menarik beban kearah dirinya apabila diberi arus listrik dan
Solenoida Linear tipe Dorong (Push Type) yang dapat mendorong beban menjauhi
dirinya apabila diberikan arus listrik secukupnya. Pada umumnya, konstruksi dan
struktur dasar Solenoid linier Tipe Tarik maupun tipe Dorong adalah sama,
perbedaannya hanya terletak di desain Plunger dan arah pegasnya.
2.6. LCD 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.
Gambar LCD 16x2
Kontroler
LCD 16x2
Dalam modul LCD (Liquid Cristal Display) terdapat
microcontroller yang berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD (Liquid
Cristal Display). Microntroller pada suatu LCD (Liquid Cristal Display)
dilengkapi dengan memori dan register. Memori yang digunakan microcontroler
internal LCD adalah :
a) DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan
memori tempat karakter yang akan ditampilkan berada.
1) CGRAM (Character Generator Random
Access Memory) merupakan memori untuk
menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat
diubah-ubah sesuai dengan keinginan.
2.) CGROM (Character Generator Read Only
Memory) merupakan memori untuk
menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter
dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD (Liquid
Cristal Display) tersebut sehingga pengguna tinggal mangambilnya sesuai
alamat memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.
3. Perancangan Alat
3.1.
Perangkat keras dan Elektronika
Adapun
sistem yg digunakan:
a.
Module Rotary encoder KY-40
b.
Motor DC
3.2.
Blok diagram hubungan komponen utama
Blok diagram aplikasi
Arduino menggunakan masukan Keypad 4x4 dan rotary encoder sebagai
masukan dengan luaran motor DC dan LCD 16x2 dapat dilihat pada
gambar dibawah ini:
Gambar
blok diagram
3.3.
Perangkat Lunak
Untuk diagram alir,
program aplikasi ARM NUC 120 menggunakan masukan Keypad, rotary
encoder dan keluaran Motor DC dan LCD 16x2.
Gambar
diagram alir
3.4.
Perangkat Keras
Untuk
gambar rangkaian, rancangan alat dan komponen menggunakan solenoid pull,
keypad, motor DC, rotary encoder, dan LCD 16x2.
Gambar skematik rangkaian
Gambar pengawatan dalam
Gambar alat
4. Cara Kerja
Alat ini menggunakan
Keypad 4x4 dan Rotary Encoder sebagai masukan yang akan diproses oleh NUC 120,
yang berfungsi sebagai penyeting dan penghitung jarak. Keluaran Motor DC dan
LCD 16x2 Dengan fungsi tampilan dan penggerak alat maka akan diproses oleh NUC 120 yang kemudian
akan mengendalikan motor dc sebagai melalui driver motor. Jenis driver yang
digunakan adalah driver motor L298N.
5. Pengujian Alat
Pengujian
alat ini berfungsi untuk memeriksa alat yang sudah sesuai apa masih ada
kesalahan pada alat tersebut. Dengan cara memeriksa komponen yang ada seperti
Keypad 4x4 dan Rotary Encoder sebagai masukan yang aktif dan sesuai atau tidak.
sekaligus memeriksa Motor DC dan LCD 16x2 yang sudah sesuai atau tidak.
6. Kesimpulan
1. Keypad 4x4 berfungsi sebagai masukan
dan yang dapat menggerakan semua komponen.
2. Untuk mengendalikan motor DC maka di
perlukan driver motor yaitu L298N.
3. Motor DC hanya bergerak maju saja.
REFRENSI :
[6.] http://www.innovativeelectronics.com/index.php?pg=ie_pdet&idp=40
[7.] http://belajarmikrokontroler2015.blogspot.co.id/2016/02/kontrol-kipas-dcberbasis-mikrokontroler.html
[8.] http://belajar-mikrokontroler-2016.blogspot.co.id/2017/01/pengatur-kecepatan-motor-dc-dengan-pwm.html
[7.] http://belajarmikrokontroler2015.blogspot.co.id/2016/02/kontrol-kipas-dcberbasis-mikrokontroler.html
[8.] http://belajar-mikrokontroler-2016.blogspot.co.id/2017/01/pengatur-kecepatan-motor-dc-dengan-pwm.html
Dan jika ingin lebih jelas lagi bisa download link di bawah ini :
1. Diagram Blok
2. Diagram Alir
Biodata Penulis
Fino Rizki Budiawan
Luvi Adi Baskoro
No comments:
Post a Comment