Teknik Elektro: LAPORAN AKHIR MODUL 4

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3.Dasar Teori

4. Flowchart

5. Listing Program

6. Rangkaian Simulasi

7. Hardware

8. Video

9. Download

ALAT PEMADAM KEBAKARAN DAN PINTU OTOMATIS SERTA DETEKSI SUHU RUANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER

1. Tujuan [>KEMBALI]

Memudahkan orang untuk menyelamatkan diri saaat terjadi kebakaran dan memperkecil kemungkinan terjadi kebakaran besar karena api yang menyebar
Memenuhi syarat untuk modul 4 pratikum microprosessor dan microcontroler

2. Alat dan Bahan [>KEMBALI]

A. Alat

1. Insterumen

a. Multimeter

2. Probes

a. Wiring

3. Generator

a. Batrai

B. Bahan

1. Potensiometer

alat yang digunakan untuk mengukur massa elektron. Potensiometer terdiri dari tiga buah terminal dan sebuah tuas yang dapat diputar untuk mengatur besar resistensi. Sehingga potensiometer berfungsi untuk mengatur resistensi, tegangan, dan juga arus litrik yang mengalir dalam suatu rangkaian listrik
Berdasarkan bentuknya, Potensiometer dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu:

1. Potensiometer Slider, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur

dengan cara menggeserkan Wiper-nya dari kiri ke kanan atau dari bawah ke atas sesuai dengan pemasangannya. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk menggeser wiper-nya.

2. Potensiometer Rotary, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara memutarkan Wiper-nya sepanjang lintasan yang melingkar. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk memutar wiper tersebut. Oleh karena itu, Potensiometer Rotary sering disebut juga dengan Thumbwheel Potentiometer.

3. Potensiometer Trimmer, yaitu Potensiometer yang bentuknya kecil dan harus menggunakan alat khusus seperti Obeng (screwdriver) untuk memutarnya. Potensiometer Trimmer ini biasanya dipasangkan di PCB dan jarang dilakukan pengaturannya.

2. Relay

Prinsip yang digunakan relay adalah elektromagnetik untuk bisa menggerakkan kontak saklar. Oleh karena itu, dengan arus listrik yang kecil (low power), bisa menghantarkan arus listrik yang bertegangan lebih tinggi.

3. Sensor api

Cara kerja sensor ini yaitu dengan mengidentifikasi atau mendeteksi nyala api dengan menggunakan metode optik. Pada sensor ini menggunakan tranduser yang berupa infrared (IR) sebagai sensing sensor. Tranduser ini digunakan untuk mendeteksi akan penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu.
Yang dimana memungkinkan alat ini untuk membedakan antara spectrum cahaya pada api dengan spectrum cahaya lainnya seperti spectrum cahaya lampu.
Fitur dari flame sensor

Tegangan operasi antara 3,3 – 5 Vdc
Terdapat 2 output yaitu digital output dan analog output yang berupa tegangan
Sudah terpackage dalam bentuk modul
Terdapat potensiometer sebagai pengaturan sensitivitas sensor dalam mensensing

Konfigurasi pin :

Sensor api : A0 ke A1; GND ke GND; VCC ke 5v
Buzzer : (-) ke GND dan (+) ke pin 12

4. Sensor kelembapan/suhu (DHT11)

DHT11 adalah salah satu sensor yang dapat mengukur dua parameter lingkungan sekaligus, yakni suhu dan kelembaban udara (humidity). Dalam sensor ini terdapat sebuah thermistor tipe NTC (Negative Temperature Coefficient) untuk mengukur suhu, sebuah sensor kelembaban tipe resisitif dan sebuah mikrokontroller 8-bit yang mengolah kedua sensor tersebut dan mengirim hasilnya ke pin output dengan format single-wire bi-directional (kabel tunggal dua arah). Jadi walaupun kelihatannya kecil, DHT11 ini ternyata melakukan fungsi yang cukup kompleks. Kita tinggal ambil outputnya aja, untuk kemudian dimasukkan ke sistem kita.

Sebelum kita bekerja dengan sensor DHT11, ada baiknya kita ketahui dulu spesifikasinya agar tidak salah mengolah hasil pengukurannya :

Resolusi pengukuran: 16Bit
Repeatability: ±1% RH
Akurasi pengukuran: 25℃ ±5% RH
Interchangeability: fully interchangeable
Waktu respon: 1 / e (63%) of 25℃ 6 detik
Histeresis: <± 0.3% RH
Long-term stability: <± 0.5% RH / yr in

Pengukuran Temperatur

-Resolusi pengukuran: 16 Bit
-Repeatability: ±0.2℃
-Range: At 25℃ ±2℃
-Waktu Respon: 1 / e (63%) 10 detik

Karakteristik Electrikal

-Power supply: DC 3.5 – 5.5V
-Konsumsi arus: measurement 0.3mA, standby 60μ A
-Periode sampling : lebih dari 2 detik

Di pasaran terdapat dua macam tipe DHT11 yang umumnya sudah berupa modul, yakni DHT11 dengan 3 pin dan 4 pin. Intinya sih sama saja, karena pada modul DHT11 yang berkaki 4 ada satu pin yang tidak digunakan. Berikut ini adalah fungsi/konfigurasi dari pin-pin tersebut.

Pin 1: Vcc 3.5 – 5.5V DC
Pin 2: DATA/serial data (single bus)
Pin 3: NC, not used
Pin 4: GND/ground

Cara identifikasi pin, hadapkan sensor menghadap kita, nah pin yang paling kiri adalah pin 1. Kalau Anda bingung, biasanya di modul DHT11 sudah ada tulisan angka (1,2,3,4) atau fungsinya (Vcc, Data, Gnd).

5. Sensor gas (MQ-2)

Sensor Asap MQ-2 berfungsi untuk mendeteksi keberadaan asap yang berasal dari gas mudah terbakar di udara. Pada dasarnya sensor ini terdiri dari tabung aluminium yang dikelilingi oleh silikon dan di pusatnya ada elektroda yang terbuat dari aurum di mana ada element pemanasnya.

Ketika terjadi proses pemanasan, kumparan akan dipanaskan sehingga SnO2 keramik menjadi semikonduktor atau sebagai penghantar sehingga melepaskan elektron dan ketika asap dideteksi oleh sensor dan mencapai aurum elektroda maka output sensor MQ-2 akan menghasilkan tegangan analog. Sensor MQ-2 ini memiliki 6 buah masukan yang terdiri dari tiga buah power supply (Vcc) sebasar +5 volt untuk mengaktifkan heater dan sensor, Vss (Ground), dan pin keluaran dari sensor tersebut.

Sensor gas ini tersusun oleh senyawa SnO2, dengan sifat conductivity rendah pada udara yang bersih, atau sifat penghantar yang tidak baik. Sifat conductivity semakin naik jika konsentrasi gas asap semakin tinggi di sekitar sensor gas. Lebih jelas nya bisa dilihat di datasheet sensor ini. Spesifikasi sensor pada sensor gas MQ-2 adalah sebagai berikut:

Catu daya pemanas : 5V AC/DC
Catu daya rangkaian : 5VDC
Range pengukuran : 200 - 5000ppm untuk LPG, propane 300 - 5000ppm untuk butane 5000 - 20000ppm untuk methane 300 - 5000ppm untuk Hidrogen
Keluaran : analog (perubahan tegangan)

Sensor MQ-2 terdapat 2 masukan tegangan yakni VH dan VC. VH digunakan untuk tegangan pada pemanas (Heater) internal dan Vc merupakan tegangan sumber serta memiliki keluaran yang menghasilkan tegangan berupa tegangan analog. Berikut konfigurasi dari sensor MQ-S :

Pin 1 merupakan heater internal yang terhubung dengan ground.
Pin 2 merupakan tegangan sumber (VC) dimana Vc < 24 VDC.
Pin 3 (VH) digunakan untuk tegangan pada pemanas (heater internal) dimana VH = 5VDC.

6. Sensor sentuh

Touch Sensor atau Sensor Sentuh adalah sensor elektronik yang dapat mendeteksi sentuhan. Sensor Sentuh ini pada dasarnya beroperasi sebagai sakelar apabila disentuh, seperti sakelar pada lampu, layar sentuh ponsel dan lain sebagainya. Sensor Sentuh ini dikenal juga sebagai Sensor Taktil (Tactile Sensor). Seiring dengan perkembangan teknologi, sensor sentuh ini semakin banyak digunakan dan telah menggeser peranan sakelar mekanik pada perangkat-perangkat elektronik.

Sensor sentuh merupakan sebuah saklar yang cara penggunaanya dengan cara disentuh menggunakan jari. Ketika sensor ini disentuh maka sensor akan bernilai HIGH, hal ini karena tubuh manusia terdapat aliran listrik sehingga sensor ini dapat bekerja. Sensor ini dapat kita gunakan untuk menyalakan lampu, motor, membuka pintu dan masih banyak lainnya. Untuk jenis sensor sentuh yang banyak di pasaran terdapat jenis TTP223B (warna biru) dan TTP233 (warna merah)

Sensor ini mempunya 3 buah pin yaitu pin SIG (signal/data), GND dan VCC. Pada pembahasan kali ini, akan mengupas penggunaan sensor sentuh yang digunakan untuk menyalakan sebuah LED, untuk lebih lengkapnya langsung saja berikut ini.

Konfigurasi pin :

Sensor sentuh : SIG/DATA dihubungkan ke pin 7; VCC dihubungkan ke 5V; GND dihubungkan ke GND
LED : (+) dihubungkan dengan resistor 220 Ohm dan ke pin 2; (-) dihubungkan ke GND

7. Motor DC Servo

Servo Motor adalah perangkat listrik yang digunakan pada mesin-mesin industri pintar yang berfungsi untuk mendorong atau memutar objek dengan kontrol yang dengan presisi tinggi dalam hal posisi sudut, akselerasi dan kecepatan, sebuah kemampuan yang tidak dimiliki oleh motor biasa. Jika Anda ingin memutar dan mengarahkan objek pada beberapa sudut atau jarak tertentu, maka Anda harus menggunakan Servo Motor. Hal ini dimungkinkan dengan kombinasi motor biasa dan tambahan sensor dalam hal ini berupa encoder untuk umpan balik posisi. Kontroler dari servo motor yang lebih dikenal dengan nama servo drive adalah bagian yang paling penting dan canggih dari sebuah servo motor, karena dirancang untuk presisi tinggi tersebut.

Ketika presisi atau ketelitian pada mesin menjadi hal yang utama pada mesin industri, pemilihan servo motor menjadi hal yang utama. Kemampuan tingkat akurasi/toleransi (high precision positioning) dari servo motor adalah indikator utama spesifikasi.

Pada proses mesin pabrik, seperti CNC, servo motor pasti dipakai lebih dari 1 unit pada satu mesin sehingga memerlukan adanya PLC seperti Modicon M262 untuk memberikan perintah secara sinkron semua servo motor. Protokol komunikasi yang dipakai harus bersifat open protocol untuk memungkinan plc dan servo motor dari vendor yang berbeda untuk bekerja.

8. Motor DC pompa air

Motor listrik adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik atau tenaga penggerak atau tenaga pemutar. Dalam peralatan rumah tangga motor listrik dapat ditemukan contohnya: pengering rambut kipas angin, mesin cuci, mesin jahit, pompa air, blender, mixer, bor listrik, lemari es, dan penyedot debu. Sedangkan dalam industri motor listrik digunakan untuk impeller pompa, fan, blower, menggerakan kompresor, mengangkat beban dan lain-lain.

Prinsip kerja motor listrik adalah mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik. Perubahan dilakukan dengan merubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut elektromagnit. Menurut sifatnya, kutub-kutub magnit senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama akan tarik-menarik. Sehingga jika sebuah magnet ditempatkan pada sebuah poros yang berputar dan magnet lainnya pada suatu kedudukan yang tetap maka akan diperoleh gerakan atau putaran.

9. LCD 16x2

LCD atau Liquid Crystal Display adalah suatu jenis media display (tampilan) yang menggunakan kristal cair (liquid crystal) untuk menghasilkan gambar yang terlihat. Teknologi Liquid Crystal Display (LCD) atau Penampil Kristal Cair sudah banyak digunakan pada produk-produk seperti layar Laptop, layar Ponsel, layar Kalkulator, layar Jam Digital, layar Multimeter, Monitor Komputer, Televisi, layar Game portabel, layar Thermometer Digital dan produk-produk elektronik lainnya.

Teknologi Display LCD ini memungkinkan produk-produk elektronik dibuat menjadi jauh lebih tipis jika dibanding dengan teknologi Tabung Sinar Katoda (Cathode Ray Tube atau CRT). Jika dibandingkan dengan teknologi CRT, LCD juga jauh lebih hemat dalam mengkonsumsi daya karena LCD bekerja berdasarkan prinsip pemblokiran cahaya sedangkan CRT berdasarkan prinsip pemancaran cahaya. Namun LCD membutuhkan lampu backlight (cahaya latar belakang) sebagai cahaya pendukung karena LCD sendiri tidak memancarkan cahaya. Beberapa jenis backlight yang umum digunakan untuk LCD diantaranya adalah backlight CCFL (Cold cathode fluorescent lamps) dan backlight LED (Light-emitting diodes).

Bagian-bagian LCD atau Liquid Crystal Display diantaranya adalah:

Lapisan Terpolarisasi 1 (Polarizing Film 1)
Elektroda Positif (Positive Electrode)
Lapisan Kristal Cair (Liquid Cristal Layer)
Elektroda Negatif (Negative Electrode)
Lapisan Terpolarisasi 2 (Polarizing film 2)
Backlight atau Cermin (Backlight or Mirror)

Pinout LCD 16x2 ditunjukkan di bawah ini.

Pin1 (Ground / Source Pin): Ini adalah pin tampilan GND, digunakan untuk menghubungkan terminal GND unit mikrokontroler atau sumber daya.
Pin2 (VCC / Source Pin): Ini adalah pin catu tegangan pada layar, digunakan untuk menghubungkan pin catu daya dari sumber listrik.
Pin3 (V0 / VEE / Control Pin): Pin ini mengatur perbedaan tampilan, yang digunakan untuk menghubungkan POT yang dapat diubah yang dapat memasok 0 hingga 5V.
Pin4 (Register Select / Control Pin): Pin ini berganti-ganti antara perintah atau data register, digunakan untuk menghubungkan pin unit mikrokontroler dan mendapatkan 0 atau 1 (0 = mode data, dan 1 = mode perintah).
Pin5 (Pin Baca / Tulis / Kontrol): Pin ini mengaktifkan tampilan di antara operasi baca atau tulis, dan terhubung ke pin unit mikrokontroler untuk mendapatkan 0 atau 1 (0 = Operasi Tulis, dan 1 = Operasi Baca).
Pin 6 (Mengaktifkan / Mengontrol Pin): Pin ini harus dipegang tinggi untuk menjalankan proses Baca / Tulis, dan terhubung ke unit mikrokontroler & terus-menerus dipegang tinggi.
Pin 7-14 (Pin Data): Pin ini digunakan untuk mengirim data ke layar. Pin ini terhubung dalam mode dua-kawat seperti mode 4-kawat dan mode 8-kawat. Dalam mode 4-kawat, hanya empat pin yang terhubung ke unit mikrokontroler seperti 0 hingga 3, sedangkan dalam mode 8-kawat, 8-pin terhubung ke unit mikrokontroler seperti 0 hingga 7.
Pin15 (+ve pin LED): Pin ini terhubung ke +5V
Pin 16 (-ve pin LED): Pin ini terhubung ke GND.

10. Buzzer

Buzzer Elektronika adalah sebuah komponen elektronika yang dapat menghasilkan getaran suara berupa gelombang bunyi. Buzzer elektronika akan menghasilkan getaran suara ketika diberikan sejumlah tegangan listrik dengan taraf tertentu sesuai dengan spesifikasi bentuk dan ukuran buzzer elektronika itu sendiri. Pada umumnya, buzzer elektronika ini sering digunakan sebagai alarm karena penggunaannya yang cukup mudah yaitu dengan memberikan tegangan input maka buzzer elektronika akan menghasilkan getaran suara berupa gelombang bunyi yang dapat didengar manusia.

Pada dasarnya Buzzer Elektronika menyerupai loud speaker namun memiliki fungsi-fungsi yang lebih sederhana. Berikut adalah beberapa fungsi buzzer elektronika :

Sebagai bel rumah
Alarm pada berbagai peralatan
Peringatan mundur pada truk
Komponen rangkaian anti maling
Indikator suara sebagai tanda bahaya atau yang lainnya
Timer
Dan lain-lain

Pada dasarnya, prinsip kerja dari buzzer elektronika hampir sama dengan loud speaker dimana buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang secara diafragma. Ketika kumparan tersebut dialiri listrik maka akan menjadi elektromagnet sehingga mengakibatkan kumparan tertarik ke dalam ataupun ke luar tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya. Karena kumparan dipasang secara diafragma maka setiap kumparan akan menggerakkan diafragma tersebut secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara.

Konfigurasi pin :

kaki pendek/negatif dihubungkan ke GND
kaki panjang/positif dihunbungkan ke pin 13

11. Adruino nano

3. Dasar Teori [>KEMBALI]

A. Adruino nano

Arduino Nano adalah salah satu varian dari produk board mikrokontroller keluaran Arduino. Arduino Nano adalah board Arduino terkecil, menggunakan mikrokontroller Atmega 328 untuk Arduino Nano 3.x dan Atmega168 untuk Arduino Nano 2.x. Varian ini mempunyai rangkaian yang sama dengan jenis Arduino Duemilanove, tetapi dengan ukuran dan desain PCB yang berbeda. Arduino Nano tidak dilengkapi dengan soket catudaya, tetapi terdapat pin untuk catu daya luar atau dapat menggunakan catu daya dari mini USB port. Arduino Nano didesain dan diproduksi oleh Gravitech.

Skema rangkaian Arduino Nano dapat dilihat pada gambar berikut ini.

B. Flame sensor

Sensor api atau Flame sensor merupakan salah satu alat pendeteksi kebakaran melalui adanya nyala api yang tiba-tiba muncul. Besarnya nyala api yang terdeteksi adalah nyala api dengan panjang gelombang 760 nm sampai dengan 1.100 nm. Transducer yang digunakan dalam mendeteksi nyala api adalah infrared. Secara umum, prinsip kerja sensor api cukup sederhana, yaitu memanfaatkan sistem kerja metode optik. Optik yang mengandung ultraviolet, infrared, atau pencitraan visual api, dapat mendeteksi adanya percikan api sebagai tanda awal kebakaran. Jika telah terjadi reaksi percikan api yang cukup sering, maka akan terlihat emisi karbondioksida dan radiasi dari infrared. Siap yang dapat mendeteksi ini sebaga sebuah kebakaran? Tentunya ultraviolet yang terkandung dalam sensor api.

Flame sensor merupakan sensor yang mempunyai fungsi sebagai pendeteksi nyala api yang dimana api tersebut memiliki panjang gelombang antara 760nm – 1100nm. Sensor ini menggunakan infrared sebagai tranduser dalam mensensing kondisi nyala api.

Cara kerja sensor ini yaitu dengan mengidentifikasi atau mendeteksi nyala api dengan menggunakan metode optik. Pada sensor ini menggunakan tranduser yang berupa infrared (IR) sebagai sensing sensor. Tranduser ini digunakan untuk mendeteksi akan penyerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu.

Yang dimana memungkinkan alat ini untuk membedakan antara spectrum cahaya pada api dengan spectrum cahaya lainnya seperti spectrum cahaya lampu.

Fitur dari flame sensor
Tegangan operasi antara 3,3 – 5 Vdc
Terdapat 2 output yaitu digital output dan analog output yang berupa tegangan
Sudah terpackage dalam bentuk modul
Terdapat potensiometer sebagai pengaturan sensitivitas sensor dalam mensensing

C. Motor DC

Ada banyak bagian motor listrik tapi, sejatinya motor listrik hanya memiliki komponen utama yaitu stator dan rotor. Berikut ini bagian-bagian motor listrik:

· Stator.Adalah bagian dari motor listrik yang tidak bergerak stator penghasil medan magnet, baik itu elekromagnetik ataupun medan magnet tetap. Stator terdiri dari beberapa bagian yaitu :

a) Badan Motor, adalah tempat lilitan stator.terdiri dari rumah dengan alur-alurnya yang dibuat dari pelat-pelat yang dipejalkan berikut tutupnya.

b) Kumparan Stator, adalah elektromagnetik berfungsi sebagai penghasil medan magnet bias diganti dengan medan magnet tetap yang memiliki dua kutub magnet yang saling berhadapan, kutub utara dan kutub selatan

· Rotor. adalah bagian dari motor listrik yang bergerak, rotor terdiri dari beberapa bagian yaitu

a) Sikat, untuk menghubungkan arus dari sumber tegangan ke komutator dari kumparan.

b) Komutator, untuk mengubah/membalik arah arus yang mengalir pada kumparan agar putaran motor dapat terjadi. (Tidak bergerak bolak-balik) dan membantu dalam transmisi arus antara rotor dengan sumber daya.

· Terminal adalah titik penyambungan sumber tenaga listrik dengan ujung kumparan motor.

· Bearing adalah bantalan AS motor

· Body Motor adalah tutup motor untuk pelindung dari lingkungan.

· Celah Udara adalah jarak antara kedudukan stator dengan rotor.

D. 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.

E. Touch Sensor

F. Sensor DHT11

DHT11 adalah salah satu sensor yang dapat mengukur dua parameter lingkungan sekaligus, yakni suhu dan kelembaban udara (humidity). Dalam sensor ini terdapat sebuah thermistor tipe NTC (Negative Temperature Coefficient) untuk mengukur suhu, sebuah sensor kelembaban tipe resisitif dan sebuah mikrokontroller 8-bit yang mengolah kedua sensor tersebut dan mengirim hasilnya ke pin output dengan format single-wire bi-directional (kabel tunggal dua arah). Jadi walaupun kelihatannya kecil, DHT11 ini ternyata melakukan fungsi yang cukup kompleks. Kita tinggal ambil outputnya aja, untuk kemudian dimasukkan ke sistem kita.

Sebelum kita bekerja dengan sensor DHT11, ada baiknya kita ketahui dulu spesifikasinya agar tidak salah mengolah hasil pengukurannya :

Resolusi pengukuran: 16Bit
Repeatability: ±1% RH
Akurasi pengukuran: 25℃ ±5% RH
Interchangeability: fully interchangeable
Waktu respon: 1 / e (63%) of 25℃ 6 detik
Histeresis: <± 0.3% RH
Long-term stability: <± 0.5% RH / yr in

Pengukuran Temperatur

-Resolusi pengukuran: 16 Bit
-Repeatability: ±0.2℃
-Range: At 25℃ ±2℃
-Waktu Respon: 1 / e (63%) 10 detik

Karakteristik Electrikal

-Power supply: DC 3.5 – 5.5V
-Konsumsi arus: measurement 0.3mA, standby 60μ A
-Periode sampling : lebih dari 2 detik

Di pasaran terdapat dua macam tipe DHT11 yang umumnya sudah berupa modul, yakni DHT11 dengan 3 pin dan 4 pin. Intinya sih sama saja, karena pada modul DHT11 yang berkaki 4 ada satu pin yang tidak digunakan. Berikut ini adalah fungsi/konfigurasi dari pin-pin tersebut.

Pin 1: Vcc 3.5 – 5.5V DC
Pin 2: DATA/serial data (single bus)
Pin 3: NC, not used
Pin 4: GND/ground

Cara identifikasi pin, hadapkan sensor menghadap kita, nah pin yang paling kiri adalah pin 1. Kalau Anda bingung, biasanya di modul DHT11 sudah ada tulisan angka (1,2,3,4) atau fungsinya (Vcc, Data, Gnd).

G. LCD

LCD atau Liquid Crystal Display adalah suatu jenis media display (tampilan) yang menggunakan kristal cair (liquid crystal) untuk menghasilkan gambar yang terlihat. Teknologi Liquid Crystal Display (LCD) atau Penampil Kristal Cair sudah banyak digunakan pada produk-produk seperti layar Laptop, layar Ponsel, layar Kalkulator, layar Jam Digital, layar Multimeter, Monitor Komputer, Televisi, layar Game portabel, layar Thermometer Digital dan produk-produk elektronik lainnya.

Teknologi Display LCD ini memungkinkan produk-produk elektronik dibuat menjadi jauh lebih tipis jika dibanding dengan teknologi Tabung Sinar Katoda (Cathode Ray Tube atau CRT). Jika dibandingkan dengan teknologi CRT, LCD juga jauh lebih hemat dalam mengkonsumsi daya karena LCD bekerja berdasarkan prinsip pemblokiran cahaya sedangkan CRT berdasarkan prinsip pemancaran cahaya. Namun LCD membutuhkan lampu backlight (cahaya latar belakang) sebagai cahaya pendukung karena LCD sendiri tidak memancarkan cahaya. Beberapa jenis backlight yang umum digunakan untuk LCD diantaranya adalah backlight CCFL (Cold cathode fluorescent lamps) dan backlight LED (Light-emitting diodes).
LCD atau Liquid Crystal Display pada dasarnya terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian Backlight (Lampu Latar Belakang) dan bagian Liquid Crystal (Kristal Cair). Seperti yang disebutkan sebelumnya, LCD tidak memancarkan pencahayaan apapun, LCD hanya merefleksikan dan mentransmisikan cahaya yang melewatinya. Oleh karena itu, LCD memerlukan Backlight atau Cahaya latar belakang untuk sumber cahayanya. Cahaya Backlight tersebut pada umumnya adalah berwarna putih. Sedangkan Kristal Cair (Liquid Crystal) sendiri adalah cairan organik yang berada diantara dua lembar kaca yang memiliki permukaan transparan yang konduktif.

Bagian-bagian LCD atau Liquid Crystal Display diantaranya adalah:

Lapisan Terpolarisasi 1 (Polarizing Film 1)
Elektroda Positif (Positive Electrode)
Lapisan Kristal Cair (Liquid Cristal Layer)
Elektroda Negatif (Negative Electrode)
Lapisan Terpolarisasi 2 (Polarizing film 2)
Backlight atau Cermin (Backlight or Mirror)

Dibawah ini adalah gambar struktur dasar sebuah LCD:

Gambar 15.Struktur LCD

LCD yang digunakan pada Kalkulator dan Jam Tangan digital pada umumnya menggunakan Cermin untuk memantulkan cahaya alami agar dapat menghasilkan digit yang terlihat di layar. Sedangkan LCD yang lebih modern dan berkekuatan tinggi seperti TV, Laptop dan Ponsel Pintar menggunakan lampu Backlight (Lampu Latar Belakang) untuk menerangi piksel kristal cair. Lampu Backlight tersebut pada umumnya berbentuk persegi panjang atau strip lampu Flourescent atau Light Emitting Diode (LED). Cahaya putih adalah cahaya terdiri dari ratusan cahaya warna yang berbeda. Ratusan warna cahaya tersebut akan terlihat apabila cahaya putih mengalami refleksi atau perubahan arah sinar. Artinya, jika beda sudut refleksi maka berbeda pula warna cahaya yang dihasilkan.

Backlight LCD yang berwarna putih akan memberikan pencahayaan pada Kristal Cair atau Liquid Crystal. Kristal cair tersebut akan menyaring backlight yang diterimanya dan merefleksikannya sesuai dengan sudut yang diinginkan sehingga menghasilkan warna yang dibutuhkan. Sudut Kristal Cair akan berubah apabila diberikan tegangan dengan nilai tertentu. Karena dengan perubahan sudut dan penyaringan cahaya backlight pada kristal cair tersebut, cahaya backlight yang sebelumnya adalah berwarna putih dapat berubah menjadi berbagai warna.

Jika ingin menghasilkan warna putih, maka kristal cair akan dibuka selebar-lebarnya sehingga cahaya backlight yang berwarna putih dapat ditampilkan sepenuhnya. Sebaliknya, apabila ingin menampilkan warna hitam, maka kristal cair harus ditutup serapat-rapatnya sehingga tidak adalah cahaya backlight yang dapat menembus. Dan apabila menginginkan warna lainnya, maka diperlukan pengaturan sudut refleksi kristal cair yang bersangkutan.

H. Potensiometer

Potensiometer adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya. Gambar dibawah ini menunjukan Struktur Internal Potensiometer beserta bentuk dan Simbolnya.
Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah:

· Penyapu atau disebut juga dengan Wiper

· Element Resistif

· Terminal

Berdasarkan bentuknya, Potensiometer dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu:

1. Potensiometer Slider, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara menggeserkan Wiper-nya dari kiri ke kanan atau dari bawah ke atas sesuai dengan pemasangannya. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk menggeser wiper-nya.

2. Potensiometer Rotary, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat diatur dengan cara memutarkan Wiper-nya sepanjang lintasan yang melingkar. Biasanya menggunakan Ibu Jari untuk memutar wiper tersebut. Oleh karena itu, Potensiometer Rotary sering disebut juga dengan Thumbwheel Potentiometer.

3. Potensiometer Trimmer, yaitu Potensiometer yang bentuknya kecil dan harus menggunakan alat khusus seperti Obeng (screwdriver) untuk memutarnya. Potensiometer Trimmer ini biasanya dipasangkan di PCB dan jarang dilakukan pengaturannya.

Gambar 17. Jenis-Jenis Potensometer

Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah Potensiometer.

Elemen Resistif pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal (logam) dan Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon). Berdasarkan Track (jalur) elemen resistif-nya, Potensiometer dapat digolongkan menjadi 2 jenis yaitu Potensiometer Linear (Linear Potentiometer) dan Potensiometer Logaritmik (Logarithmic Potentiometer).

Dengan kemampuan yang dapat mengubah resistansi atau hambatan, Potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan Elektronika dengan fungsi-fungsi sebagai berikut:

· Sebagai pengatur Volume pada berbagai peralatan Audio/Video seperti Amplifier, Tape Mobil, DVD Player.

· Sebagai Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply

· Sebagai Pembagi Tegangan

· Aplikasi Switch TRIAC

· Digunakan sebagai Joystick pada Tranduser

· Sebagai Pengendali Level Sinyal

I. Batrai

Gambar 18. Baterai

Baterai adalah kumpulan dari satu atau lebih sel yang hasil dari reaksi kimianya membuat elektron mengalir didalam rangkaian. Semua jenis baterai terdiri dari tiga komponen dasar, yaitu; Anoda (sisi 'Negatif'), Katoda (sisi 'Positif'), dan beberapa jenis elektrolit (sebuah zat yang secara kimia bereaksi terhadap anoda dan katoda).

Ketika anoda dan katoda baterai terhubung ke rangkaian, reaksi kimia terjadi antara sisi anoda dengan elektrolit. Reaksi ini menyebabkan elektron mengalir melalui rangkaian menuju ke katoda dan hal ini menyebabkan reaksi kimia lain terjadi antara sisi katoda dengan elektrolit. Ketika bahan di katoda dan atau anoda habis di konsumsi akibat dari reaksi kimia yang terjadi di kedua sisi, maka reaksi pun berhenti. Ketika reaksi kimia berhenti, baterai tidak dapat lagi menghasilkan listrik. Saat seperti ini Baterai menjadi "mati".

Pada dasarnya baterai terdiri dari 2 jenis, yaitu baterai primer dan baterai sekunder. Baterai primer adalah baterai yang harus dibuang setelah digunakan atau sudah dalam keadaan mati. Reaksi kimia sudah tidak dapat dibangkitkan lagi pada baterai primer. Sedangkan baterai sekunder adalah baterai yang dapat diisi ulang (recharge). Reaksi kimia pada baterai jenis ini dapat dibangkitkan kembali setelah baterai "mati".

Gambar 19. Jenis-Jenis Baterai

Penemuan baterai modern sering dikaitkan dengan seseorang yang bernama Alessandro Volta.

Baterai terdiri dari tiga komponen dasar, yaitu: Anoda, Katoda, dan Elektrolit. Sebuah pemisah (separator) sering digunakan untuk mencegah anoda dan katoda saling bersentuhan ketika elektrolit tidak mencukupi (hingga habis). Untuk menyimpan ketiga komponen dasar ini, baterai disimpan dalam sebuah wadah (casing) yang memiliki bermacam bentuk unik.

Gambar 20. Struktur Baterai

Anoda dan katoda adalah jenis elektroda. Elektroda adalah konduktor yang mampu mengalirkan listrik baik itu memasuki atau meninggalkan komponen dalam sebuah rangkaian kelistrikan.

· Anoda (Sifat Negatif)

Elektron bergerak keluar dari anoda menuju ke perangkat yang terhubung didalam sirkuit. Ini berarti secara konvensional "arus" mengalir masuk ke anoda.

Gambar 21.Anoda

Didalam baterai, reaksi kimia yang terjadi antara anoda dan elektrolit menyebabkan terbentuknya elektron didalam anoda. Elektron tersebut sebenarnya ingin bergerak menuju ke katoda, tetapi tidak mampu melewati elektrolit atau pemisah. Hal ini menyebabkan elektron harus mengalir melalui komponen yang terhubung didalam rangkaian hingga sampai ke katoda.

· Katode (Sifat Positif)

Elektron bergerak masuk ke dalam katoda dari perangkat yang terhubung didalam sirkuit. Ini berarti secara konvensional "arus" mengalir keluar dari katoda.

Gambar 22.Katoda

Didalam baterai, reaksi kimia yang terjadi antara katoda dan elektrolit membutuhkan elektron yang dihasilkan oleh anoda. Tanpa elektron dari anoda maka tidak akan terjadi reaksi kimia antara katoda dengan elektrolit. Satu-satunya jalan elektron untuk bisa sampai ke katoda adalah melewati rangkaian yang berada diluar baterai. Pergerakan elektron inilah yang kemudian dikenal dengan nama "listrik".

· Elektrolit

Elektrolit adalah zat, bisa berupa cairan atau gel, yang mampu mengangkut ion saat terjadi reaksi kimia pada sisi anoda dan katoda. Elektrolit juga bertindak sebagai insulator listrik antara anoda dan katoda sehingga elektron lebih mudah mengalir melalui sirkuit eksternal (diluar baterai) daripada harus melalui elektrolit.

Gambar 23. Elektrolit

Elektrolit sangat berperan penting dalam kinerja baterai. Karena elektron tidak dapat melewati elektrolit, mereka dipaksa untuk melakukan perjalanan melalui konduktor listrik didalam sirkuit diluar baterai yang menghubungkan anoda ke katoda.

· Separator (Pemisah)

Separator adalah bahan berpori yang mencegah anoda dan katoda saling bersentuhan yang akan menyebabkan hubungan singkat (korsleting atau short circuit) didalam baterai. Separator baterai dibuat dari beberapa bahan seperti; kapas, nilon, polyester, kardus, dan film polimer sintetik. Separator tidak bereaksi secara kimia dengan anoda, katoda, ataupun elektrolit.

Gambar 24. Separator

Ion didalam elektrolit dapat bermuatan positif, bermuatan negatif, dan dapat datang dalam berbagai ukuran. Separator khusus biasanya dibuat untuk memungkinkan beberapa ion dapat melewatinya dengan baik namun yang lainnya tidak.

· Casing (Wadah)

Casing baterai dapat dibuat hampir dari semua bahan: plastik, baja, laminasi polimer ringan, dan sebagainya. Beberapa baterai menggunakan casing konduktor baja yang secara elektrik terhubung kesalah satu elektroda. Sebagai contoh, umumnya sel baterai AA alkaline menggunakan casing baja yang terhubung ke katoda.

Gambar 25.Wadah Baterai

Baterai membutuhkan reaksi kimia untuk beroperasi. Setidaknya satu reaksi terjadi disekitar anoda dan satu atau lebih reaksi terjadi disekitar katoda. Pada saat baterai berkerja, reaksi pada anoda menghasilkan banyak sekali elektron yang disebut proses oksidasi (oxidation). Sedangkan reaksi yang terjadi pada katoda menggunakan banyak sekali elektron selama baterai bekerja, proses ini dikenal dengan proses reduksi (reduction).

Gambar 26. Prinsip Kerja Baterai

Pada intinya, kita membagi jenis reaksi kimia tertentu, reaksi reduksi-oksidasi atau sering disebut juga reaksi redoks (red-uksi oks-idasi), menjadi dua bagian reaksi terpisah. Reaksi redoks terjadi ketika elektron ditransfer diantara bahan kimia. Kemudian pergerakan elektron dalam reaksi ini mengalir keluar baterai untuk memberikan daya pada sirkuit.

J. MQ-2

Catu daya pemanas : 5V AC/DC
Catu daya rangkaian : 5VDC
Range pengukuran : 200 - 5000ppm untuk LPG, propane 300 - 5000ppm untuk butane 5000 - 20000ppm untuk methane 300 - 5000ppm untuk Hidrogen
Keluaran : analog (perubahan tegangan)

Sensor ini dapat mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan keluarannya berupa tegangan analog. Sensor dapat mengukur konsentrasi gas mudah terbakar dari 300 sampai 10.000 sensor ppm. Dapat beroperasi pada suhu dari -20°C sampai 50°C dan mengkonsumsi arus kurang dari 150 mA pada 5V .

Pin 1 merupakan heater internal yang terhubung dengan ground.
Pin 2 merupakan tegangan sumber (VC) dimana Vc < 24 VDC.
Pin 3 (VH) digunakan untuk tegangan pada pemanas (heater internal) dimana VH = 5VDC.
Pin 4 merupakan output yang akan menghasilkan tegangan analog.

K. Buzzer

Pada dasarnya Buzzer Elektronika menyerupai loud speaker namun memiliki fungsi-fungsi yang lebih sederhana. Berikut adalah beberapa fungsi buzzer elektronika :

Sebagai bel rumah
Alarm pada berbagai peralatan
Peringatan mundur pada truk
Komponen rangkaian anti maling
Indikator suara sebagai tanda bahaya atau yang lainnya
Timer
Dan lain-lain

Konfigurasi pin :

kaki pendek/negatif dihubungkan ke GND
kaki panjang/positif dihunbungkan ke pin 13

4. Flowchart [>KEMBALI]

MASTER

SLAVE

5. Listing Program [>KEMBALI]

MASTER
//MASTER #include <DHT.h> #include <LiquidCrystal.h> LiquidCrystal lcd (7,6,5,4,3,2); #define mq2 13 #define flame 12 #define Ssentuh 11 DHT dht(A0, DHT11); void setup() { Serial.begin(9600); lcd.begin(16,2); pinMode(mq2, INPUT); pinMode(flame, INPUT); pinMode(Ssentuh, INPUT_PULLUP); dht.begin(); } void loop() { int api = digitalRead(flame); int asap = digitalRead(mq2); int sentuh= digitalRead(Ssentuh); float kelembaban = dht.readHumidity(); float suhu = dht.readTemperature(); if (sentuh == HIGH) { Serial.print(1); } else if (asap == LOW || api == LOW) { Serial.print(2); } else { Serial.print(3); } delay(500); lcd.clear(); //Menghapus layar LCD lcd.setCursor(0,0); //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan lcd.print("Kelembaban"); //Menampilkan text pada LCD lcd.setCursor(0,1); //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan lcd.print("Suhu"); //Menampilkan nilaiSuhu pada LCD delay (500); lcd.clear(); //Menghapus layar LCD lcd.setCursor(0,0); //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan lcd.print(kelembaban); //Menampilkan text pada LCD lcd.setCursor(0,1); //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan lcd.print(suhu); //Menampilkan nilaiSuhu pada LCD }

SLAVE

//SLAVE
#include <Servo.h>
#define Air 12
#define alarm 3

Servo myServo;
void setup()
{
  Serial.begin(9600);          
  pinMode (Air, OUTPUT);
  pinMode (alarm, OUTPUT);
  myServo.attach (7);
  delay (100);
}

void loop()
{
  
  if (Serial.available()>0)
  {
    int data = Serial.read();
    if (data == '1')
    {
    digitalWrite (Air,  LOW);
    digitalWrite (alarm,HIGH);
    myServo.write (180);
    Serial.print("1"); 
    }
    else if (data == '2')
    { 
    digitalWrite (Air,  LOW);
    digitalWrite (alarm,HIGH);
    myServo.write (180);
    Serial.print("2");
    }
    else 
    { 
    digitalWrite (Air,  HIGH);
    digitalWrite (alarm,LOW);
    myServo.write (90);
    Serial.print("3");
    }
  }     
}

6. Rangkaian Simulasi [>KEMBALI]

   Pada demo project ini menggunakan sensor DHT11, flame sensor, sensor MQ-2, dan touch sensor. Touch sensor disini berguna pada saat kita sudah melihat adanya api, namun flame sensor tidak mendeteksi adanya api, dan sensor MQ-2 tidak mendeteksi adanya asap, maka kita dapat mengaktifkan sistem pemadam kebakaran ini secara manual dengan menyentuh touch sensor.
   Sensor DHT11, flame sensor, sensor MQ-2, touch sensor dan LCD dihubungkan ke Arduino pertama sebagai Master yang dihubungkan ke Arduino yang kedua sebagai Slave dengan prinsip komunikasi UART. Pada demo project ini menggunakan sistem komunikasi UART karena untuk memudahkan dalam pembuatan demo project dan pada project ini hanya memerlukan pengiriman data dari master ke slave saja, dan tidak memerlukan feedback dari slave ke master. Arduino Master berfungsi untuk menerima input dari 4 sensor yang digunkan dan mengirimkan perintah-perintah yang nantinya akan dieksekusi oleh Arduino Slave. Adapun fungsi lain dari Arduino Master adalah unuk menampilkan suhu yang terukur oleh sensor DHT11 melalui LCD. Saat flame sensor mendeteksi api, atau saat sensor MQ-2 mendeteksi gas, atau saat touch sensor disentuh, maka sesuai yang diprogramkan, Adruino master mengirimkan data serial komunikasi “1” atau “2” ke Arduino Slave melalui pin TX master ke RX slave. Sedangkan ketika salah satu sensor tersebut tidak sesuai dengan kondisi sebelumnya, maka Master mengirimkan data serial komunikasi “3” ke Slave. Selain itu, Master juga mengeluarkan output sinyal analog pada pin-pin PWM (ditandai simbol “~”) yang terhubung ke LCD. Dengan begitu, LCD akan menampilkan besar suhu yang terukur oleh DHT11.
   Arduino kedua atau Slave yang digunakan untuk merespon data yang dikirim oleh master berupa Output Buzzer dan Pengaktifan 2 buah motor DC yaitu berfungsi sebagai membuka pintu dan memompa air. Berdasarkan program yang dibuat untuk Slave, jika yang diterima tersebut data “1” atau “2”, maka Slave mengeluarkan output pada pin 12 yang terhubung ke relay berlogika LOW, pin 7 yang terhubung dengan motor DC servo berlogika HIGH, dan pin 3 yang terhubung dengan buzzer berlogika HIGH . Dengan begitu, buzzer akan aktif dan motor DC akan aktif untuk membuka pintu dan memompa air. Pada saat slave menerima data “3” maka program mengeksekusi pin 12 yang terhubung ke relay berlogika HIGH, pin 7 yang terhubung dengan motor DC servo berlogika LOW, dan pin 3 yang terhubung dengan buzzer berlogika LOW. Maka buzzer dan motor DC tidak akan menerima tegangan dan tidak akan aktif.

7. Hardware [>KEMBALI]

8. Video[>KEMBALI]

Video rangkaian simulasi

Video Rangkaian Alat

9. Download [KEMBALI]

Rangkaian Download
Program Master   Download
Program Slave   Download
Flowchart Master   Download
Flowchart Slave Download
Datasheet Adruino nano   Download
Datasheet Sensor DHT11 Download
Datasheet Sensor MQ-2   Download
Datasheet Sensor api Download
Datasheet Sensor sentuh   Download
Video Rangkaian Simulasi   Download
Video Rangkaian Alat   Download
HTML   Download

Teknik Elektro

LAPORAN AKHIR MODUL 4

ALAT PEMADAM KEBAKARAN DAN PINTU OTOMATIS SERTA DETEKSI SUHU RUANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER

1. Tujuan [>KEMBALI]

2. Alat dan Bahan [>KEMBALI]

A. Alat

B. Bahan

3. Dasar Teori [>KEMBALI]

4. Flowchart [>KEMBALI]

MASTER

7. Hardware [>KEMBALI]

8. Video[>KEMBALI]

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Arsip Blog

LAPORAN AKHIR MODUL 4

ALAT PEMADAM KEBAKARAN DAN PINTU OTOMATIS SERTA DETEKSI SUHU RUANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER

1. Tujuan [>KEMBALI]

2. Alat dan Bahan [>KEMBALI]

A. Alat

B. Bahan

3. Dasar Teori [>KEMBALI]

4. Flowchart [>KEMBALI] MASTER

7. Hardware [>KEMBALI]

8. Video[>KEMBALI]

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

4. Flowchart [>KEMBALI]

MASTER