Pengaman Kandang Hewan Pada Kebun Binatang Menggunakan Arduino Uno.docx

Pengaman Kandang Hewan Pada Kebun Binatang Menggunakan Arduino Uno Posted by Elektronika Polines on 6:47 PM Arduino , EK-A Tidak ada komentar

PENGAMAN KANDANG HEWAN PADA KEBUN BINATANG MENGGUNAKAN ARDUINO UNO Achmad Trisna Yudanto,Dika Nandi Songraya,Saroful Ikhsan, Samuel BETA. Mahasiswa dan Dosen Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia E-mail : [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

Intisari – Dalam Pembacaan suatu getaran digunakan sebuah sensor getar. Dan untuk mendeteksi suatu obyek yang memiliki temperature dapat menggunakan sensor PIR. Dalam aplikasi ini masukan sensor getar piezo-electric dan PIR diolah oleh Arduino dengan keluaran berupa LED dan Buzzer. Kata Kunci : Arduino, Sensor Getar Piezo-Electric, LED, Buzzer

Abstract – reading a wave value you can use a piezo-electic sensor and for detecting any heat object you can use PIR sensor. For this application using input piezo-electric sensor and PIR sensor, then processed by Arduino will give an output such as LED and buzzer. Keyword : Arduino, Sensor Getar Piezo-Electric, LED, Buzzer

1.

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Untuk memberikan rasa kenyamanan dan keamanan kepada pengunjung wahana hiburan salah satunya adalah kebun binatang, pengelola perlu memastikan bahwa setiap binatang yang dipamerkan dapat diawasi dan dikendalikan. Apabila suatu saat terjadi sebuah masalah dimana hewan buas yang dipamerkan menjadi liar atau mengamuk menghantam kaca display dan

melarikan diri, pihak pengelola kebun binatang perlu bertindak cepat untuk mengetahui masalah ini akan terjadi di salah satu lokasi kandang hewan agar tidak terjadi hal yang dapat merugikan pengunjung dan pengelola. Untuk itu dengan memanfaatkan penerapan elektronika sebagai solusi dalam permasalahan sehari-hari kami dapat membuat suatu alat yang memanfaatkan sensor getaran dan sensor deteksi gerakan dengan mikrokontroler Arduino sebagai pusat pemrosesan masukan dan luaran. 1.2 Tujuan Tujuan pembuatan alat ini adalah : 1. sebagai modul pembelajaran 2. Sebagai pendeteksi hewan yang keluar dari kandang pada kebun binatang. 3. Memanfaatkan sensor PIR dan getar untuk solusi permasalahan sehari-hari. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang, akan ditentukan beberapa rumusan masalah, yaitu : 1. Bagaimana alat yang didesain dengan mikrokontroller Arduino dapat bekerja menggunakan sensor piezo-electric dan PIR sebagai pendeteksi warna ? 2. Bagaimana cara mengatur masukan sensor getar agar dapat dibuat batas sesuai yang kita inginkan ? 3. Bagaimana menghasilkan luaran berupa LED dan buzzer dari masukan sensor tersebut ? 1.3 Pembatasan Masalah Adapun yang membatasi alat ini adalah : 1. Membaca getaran dengan sensor getar. 2. Membaca objek dengan suhu dengan sensor PIR 3. Menggunakan LED dan buzzer sebagai luaran alat. 1.4 Metodologi Target proyek ini menjalankan program yang dapat diimplementasikan langsung terhadap alat. Langkah - langkah pembuatan Proyek Arduino dapat didefinisikan sebagai berikut : 1. Studi pustaka alat dan bahan 2. Perancangan perangkat lunak dan program 3. Implementasi program 4. Pengujian perangkat lunak dan perangkat keras 5. Analisa 6. Laporan 2. TINJAUAN PUSTAKA Penjelasan dan uraian teori penunjang yang digunakan dalam membuat alat ini diperlukan untuk mempermudah pemahaman tentang cara kerja rangkaian maupun dasar-dasar perencanaan pembuatan alat.

2.1 Arduino

Gambar 2.1 Papan Arduino

Arduino adalah papan mikrokontroler berdasarkan ATmega328 (datasheet). Arduino ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, untuk mengaktifkan cukup menghubungkannya ke komputer dengan kabel USB dengan adaptor AC-DC atau baterai. “Arduino Uno beroperasi pada tegangan eksternal dari 6-20 volt. ATmega328 ini memiliki memori sebesar 32 KB (0,5 KB dari memori tersebut digunakan untuk bootloader) dan juga memiliki memori sebesar 2 KB dari SRAM dan 1 KB dari EEPROM. Arduino menggunakan software processing tersendiri penggabungan dari bahasa C++ dan Java.” Arif (2012:1)

Gambar 2.2 IDE Arduino 1.0 ”Software Arduino dapat diinstal di berbagai sistem operasi seperti: LINUX, Mac OS, Windows. Software IDE Arduino terdiri dari 3(tiga) bagian: 1. Editor Program, untuk menulis program dalam bahasa processing. Listing program pada Arduino disebut sketch. 2. Compiler, modul yang berfungsi mengubah bahasa prosesing (kode program) kedalam kode biner karena kode biner adalah satu satunya bahasa program yang dipahami oleh mikrokontroler. Uploader, modul yang berfungsi memasukan kode biner kedalam memori mikrokontroler.” Arduino Uno memiliki 14 digital input / output pin (dimana 6 dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, resonator keramik 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP, dan

tombol reset. Ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, hanya terhubung ke komputer dengan kabel USB atau kekuasaan itu dengan adaptor atau baterai AC-to-DC untuk memulai. Uno berbeda dari semua papan sebelumnya dalam hal itu tidak menggunakan FTDI chip driver USB-to-serial. Sebaliknya, fitur Atmega16U2 (Atmega8U2 sampai versi R2) diprogram sebagai konverter USB-to-serial. Uno memiliki resistor menarik garis 8U2 HWB ke tanah, sehingga lebih mudah untuk dimasukkan ke dalam mode DFU . memiliki fitur baru sebagai berikut: 1. Pin out: tambah SDA dan pin SCL yang dekat dengan pin AREF dan dua pin baru lainnya ditempatkan dekat dengan pin RESET, yang IOREF yang memungkinkan perisai untuk beradaptasi dengan tegangan yang disediakan dari papan. Di masa depan, perisai akan kompatibel dengan kedua papan yang menggunakan AVR, yang beroperasi dengan 5V dan dengan Arduino Karena yang beroperasi dengan 3.3V. Yang kedua adalah pin tidak terhubung, yang dicadangkan untuk tujuan masa depan. 2. Sirkuit RESET kuat. 3. 16U2 atmega menggantikan 8U2. 2.2 Modul Piezo Vibrant Sensor Adalah sensor piezo-elektrik yang memanfaatkan gelombang getaran sebagai masukan dengan menggunakan membran film sebagai medianya. Modul ini memiliki 4 pin yaitu pin Vcc, Gnd, TTL, dan Analog. Sensor ini bekerja pada tegangan Vcc 5 V menghasilkan output berupa TTL dan analog.

Gambar 2.3 Sensor Getar

Gambar 2.4 Sistem kerja Piezo Vibrant 2.3 Sensor PIR adalah sensor berbasis infrared. Sensor ini merespon energi dari pancaran infrared pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya. Salah satu benda yag memiliki pancaran infrared pasif adalah tubuh manusia. Energi panas yang dipancarkan oleh benda dengan suhu diatas nol mutlak akan dapat ditangkap oleh Sensor tersebut. Bagian dari PIR adalah Fresnel Lens, IR Filter, Pyroelectric sensor, amplifier,dan comparator.

Gambar 2.5 Sensor PIR Sensor ini biasanya digunakan dalam perancangan detektor gerakan berbasis PIR. Karena semua benda memancarkan energi radiasi, sebuah gerakan akan terdeteksi ketika sumber infra merah dengan suhu tertentu (misal: manusia) melewati sumber infra merah yang lain dengan suhu yang berbeda (misal: dinding), maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor. Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu : - Lensa Fresnel - Penyaring Infra Merah - Sensor Pyroelektrik - Penguat Amplifier - Komparator

Gambar 2.6 Sistem kerja sensor PIR

2.4 Buzzer Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Buzzer terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan 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 2.7 Buzzer 2.5 LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warnawarna 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.

Gambar 2.8 LED 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 menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), 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).

Gambar 2.9 Cara kerja LED 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.

3.

PERANCANGAN ALAT Dalam perancangan dalam pembuatan penelitian ini yaitu alat pengaman kandang pada kebun binatang, terdiri atas perancangan mekanik (hardware) yang meliputi perancangan elektrik, dan perancangan perangkat lunak (software). Perancangan ini mempunyai gambaran perancangan hardware, yang didalamnya ada beberapa rangkaian elektrik yang medukung alat ini.

Gambar 3.1 Perancangan alat 1.

Perancangan hardware Perancangan dan pembuatan elektrik ini meliputi pembuatan layout PCB untuk LED dan Buzzer serta wiring pada sensor PIR dan sensor getar.

2.

Perancangan software Untuk diagram alir, program aplikasi Arduino menggunakan masukan sensor PIR dan sensor getar, dengan luaran berupa LED dan Buzzer.

Gambar 3.2 Diagram Alir 4.

5. 1. 2. 3. 4.

PENGUJIAN ALAT Kaca yang sudah dilekatkan dengan sensor getar dipukul untuk mengetahui apakah ada masukan dari sensor getar, kemudian apabila sensor getar bekerja maka dari frekuensi getaran yang diterima sensor dikonversi kedalam biner dan diolah oleh mikroprosessor. Bila nilai yang terbaca sesuai dengan yang sudah diatur pada program maka LED hijau akan menyala bila nilai getar dibawah 700 dan LED merah serta buzzer akan aktif bila getar melebihi nilai 700 dan sensor PIR mendeteksi suatu gerakan. KESIMPULAN Sensor getar piezo-elektrik bekerja dengan masukan berupa gelombang getaran yang akan menghasilkan output berupa sinyal analog atau TTL tergantung dari pin output yang digunakan. Sensor PIR bekerja apabila ada suatu objek dengan temperatur yang sesuai melewati sensor. Penggunaan sensor getar dan PIR sebagai inputan menggunakan analog dan digital Hasil yang dihasilkan dari kedua masukan adalah keluaran LED dan Buzzer yang akan menyala berdasarkan nilai getar yang didapat dari sensor getar dan terdeteksinya objek yang melewati PIR.

6.

DAFTAR PUSTAKA [1]https://rayendente.wordpress.com/2015/05/18/sensor-getaran-atau-vibration-sensor/ [2]https://cicink.wordpress.com/2011/07/16/pendeteksi-gerakan-manusia-menggunakan-sensorpassive-infra-red-pir-dan-arduino/ [3]http://teknikelektronika.com/pengertian-led-light-emitting-diode-cara-kerja/ [4]http://valfa.blogspot.co.id/2011/03/vibration-censors-using-piezoelectric.html

7.

BIODATA

Nama penulis, Achmad Trisna Yudanto. Penulis dilahirkan di Semarang, 3 Juni 1993. Tahun 2013 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK N 7 Semarang. Pada tahun 2013 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. 3.32.13.0.01.

Nama penulis, Dika Nandi Songraya. Penulis dilahirkan di Semarang, 6 Agustus 1994. Tahun 2013 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA N 1 Boja. Pada tahun 2013 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. 3.32.13.0.08.

Nama penulis,

Saroful Ikhsan. Penulis dilahirkan di Jepara, 4 Oktober 1994. Tahun 2013 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA N 1 Pecangan. Pada tahun 2013 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. 3.32.13.0.18.

   

Share Share Tweet Share

Related Posts

PENAMPIL BILANGAN HEX DENGAN INPUT ...