MODUL 4

PROJECT DEMO

JUDUL

Automatic Street Light.


[Kembali ke Halaman Sebelumnya]

1. Tujuan(kembali)

  • Mempermudah untuk menghidupkan dan mematikan lampu jalan
  • Menghemat pemakaian daya pada lampu jalan

2. Daftar Komponen(kembali)
  • LDR
  • Sensor Ultrasonik HC-SR04

  • LED

  • LCD

  • Arduino


3. Landasan Teori(kembali)
  • Arduino
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino yang kita gunakan dalam praktikum ini adalah Arduino Uno yang menggunakan chip AVR ATmega 328P. Dalam memprogram Arduino, kita bisa menggunakan komunikasi serial agar Arduino dapat berhubungan dengan komputer ataupun perangkat lain.
Adapun spesifikasi dari Arduino Uno ini adalah sebagai berikut :


Microcontroller                                     ATmega328P
Operating Voltage                                5 V
Input Voltage (recommended)             7 – 12 V
Input Voltage (limit)                             6 – 20 V
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 of which 0.5 KB used by bootloader
SRAM                                                  2 KB
EEPROM                                             1 KB
Clock Speed                                        16 MHz
Bagian-bagian Arduino UNO :

Power USB
Digunakan untuk menghubungkan Papan Arduino dengan komputer lewat koneksi USB.
Power Jack
Supply atau sumber listrik untuk Arduino dengan tipe Jack. Input DC 5 - 12 V.

Crystal Oscillator
Kristal ini digunakan sebagai layaknya detak jantung pada Arduino.
Jumlah cetak menunjukkan 16000 atau 16000 kHz, atau 16 MHz.

Reset
Digunakan untuk mengulang program Arduino dari awal atau Reset.

Digital Pins I / O
Papan Arduino UNO memiliki 14 Digital Pin. Berfungsi untuk memberikan nilai logika ( 0 atau 1 ). Pin berlabel " ~ " adalah pin-pin PWM ( Pulse Width Modulation ) yang dapat digunakan untuk menghasilkan PWM.

Analog Pins
Papan Arduino UNO memiliki 6 pin analog A0 sampai A5. Digunakan untuk membaca sinyal atau sensor analog seperti sensor jarak, suhu dsb, dan mengubahnya menjadi nilai digital.

LED Power IndicatorLampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan baik.


  • Ultrasonic Sensor HC-SR04
Sensor ultrasonik adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi) menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini didasarkan pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi tertentu. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan gelombang ultrasonik (bunyi ultrasonik).

Cara Kerja Sensor Ultrasonik:

Pada sensor ultrasonik, gelombang ultrasonik dibangkitkan melalui sebuah alat yang disebut dengan piezoelektrik dengan frekuensi tertentu. Piezoelektrik ini akan menghasilkan gelombang ultrasonik (umumnya berfrekuensi 40kHz) ketika sebuah osilator diterapkan pada benda tersebut. Secara umum, alat ini akan menembakkan gelombang ultrasonik menuju suatu area atau suatu target. Setelah gelombang menyentuh permukaan target, maka target akan memantulkan kembali gelombang tersebut. Gelombang pantulan dari target akan ditangkap oleh sensor, kemudian sensor menghitung selisih antara waktu pengiriman gelombang dan waktu gelombang pantul diterima.

Prinsip kerja sensor ultrasonik adalah sebagai berikut:
  • Sinyal dipancarkan oleh pemancar ultrasonik dengan frekuensi tertentu dan dengan durasi waktu tertentu. Sinyal tersebut berfrekuensi diatas 20kHz. Untuk mengukur jarak benda (sensor jarak), frekuensi yang umum digunakan adalah 40kHz.
  • Sinyal yang dipancarkan akan merambat sebagai gelombang bunyi dengan kecepatan sekitar 340 m/s. Ketika menumbuk suatu benda, maka sinyal tersebut akan dipantulkan oleh benda tersebut.
  • Setelah gelombang pantulan sampai di alat penerima, maka sinyal tersebut akan diproses untuk menghitung jarak benda tersebut. Jarak benda dihitung berdasarkan rumus :

S = 340.t/2

dimana S merupakan jarak antara sensor ultrasonik dengan benda (bidang pantul), dan t adalah selisih antara waktu pemancaran gelombang oleh transmitter dan waktu ketika gelombang pantul diterima receiver.
  • LDR (Light Dependent Resistor)

    Light Dependent Resistor atau disingkat dengan LDR adalah jenis Resistor yang nilai hambatan atau nilai resistansinya tergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya. Nilai Hambatan LDR akan menurun pada saat cahaya terang dan nilai Hambatannya akan menjadi tinggi jika dalam kondisi gelap. Dengan kata lain, fungsi LDR (Light Dependent Resistor) adalah untuk menghantarkan arus listrik jika menerima sejumlah intensitas cahaya (Kondisi Terang) dan menghambat arus listrik dalam kondisi gelap.
LDR (Light Dependent Resistor) adalah jenis resistor yang biasa digunakan sebagai detector cahaya atau pengukur besaran konversi cahaya. Light Dependent Resistor, terdiri dari sebuah cakram semikonduktor yang mempunyai dua buah elekrtroda pada permukaannya.
                        Resistansi LDR berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10 M  dan dalam keadaan terang sebesar 1 k  atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti cadmium sulfide. Dengan bahan ini energy dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan.

                      


Prinsip kerja LDR sangat sederhana tak jauh berbeda dengan variable resistor pada umumnya. LDR dipasang pada berbagai macam rangkaian elektronika dan dapat memutus dan menyambungkan aliran listrik berdasarkan cahaya. Semakin banyak cahaya yang mengenai LDR maka nilai resistansinya akan menurun, dan sebaliknya semakin sedikit cahaya yang mengenai LDR maka nilai hambatannya akan semakin membesar. Naik turunnya nilai Hambatan akan sebanding dengan jumlah cahaya yang diterimanya. Pada umumnya, Nilai Hambatan LDR akan mencapai 200 Kilo Ohm (kΩ) pada kondisi gelap dan menurun menjadi 500 Ohm (Ω) pada Kondisi Cahaya Terang.
Pada saat gelap atau cahaya redup, bahan dari cakram tersebut menghasilkan elektron bebas dengan jumlah yang relative kecil. Sehingga hanya ada sedikit elektron untuk mengangkut muatan elektrit. Artinya pada saat cahaya redup, LDR menjadi konduktor yang buruk, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi yang besar pada saat gelap atau cahaya redup.

                        Pada saat cahaya terang, ada lebih banyak elektron yang lepas dari atom bahan semikonduktor tersebut. Sehingga akan lebih banyak elektron untuk mengangkut muatan elektrit. Artinya pada saat cahaya terang, LDR menjadi konduktor yang baik, atau bisa disebut juga LDR memiliki resistansi kecil pada saat cahaya terang.

LDR (Light Dependent Resistor) yang merupakan Komponen Elektronika peka cahaya ini sering digunakan atau diaplikasikan dalam Rangkaian Elektronika sebagai sensor pada Lampu Penerang Jalan, Lampu Kamar Tidur, Rangkaian Anti Maling, Shutter Kamera, Alarm dan lain sebagainya.
    • Bagian-Bagian LDR:



    • Grafik respon LDR:

  • LCD (Liquid Crystal Display)
Liquid Crystal Display (LCD) adalah sebuah peralatan elektronik yang berfungsi untuk menampilkan output sebuah sistem dengan cara membentuk suatu citra atau gambaran pada sebuah layar. 

Secara garis besar komponen penyusun LCD terdiri dari kristal cair (liquid crystal) yang diapit oleh 2 buah elektroda transparan dan 2 buah filter polarisasi (polarizing filter).


Gambar Penampang komponen penyusun LCD
Keterangan:
1. Film dengan polarizing filter vertical untuk memolarisasi cahaya yang masuk.
2. Glass substrate yang berisi kolom-kolom elektroda Indium tin oxide (ITO).
3. Twisted nematic liquid crystal (kristal cair dengan susunan terpilin).
4. Glass substrate yang berisi baris-baris elektroda Indium tin oxide (ITO).
5. Film dengan polarizing filter horizontal untuk memolarisasi cahaya yang masuk.
6. Reflektor cahaya untuk memantulkan cahaya yang masuk LCD kembali ke mata pengamat.

Sebuah citra dibentuk dengan mengombinasikan kondisi nyala dan mati dari pixel-pixel yang menyusun layar sebuah LCD. Pada umumnya LCD yang dijual di pasaran sudah memiliki integrated circuit tersendiri sehingga para pemakai dapat mengontrol tampilan LCD dengan mudah dengan menggunakan mikrokontroler untuk mengirimkan data melalui pin-pin input yang sudah tersedia.



Kaki-kaki yang terdapat pada LCD
  • LED (Light Emitting Diode)
LED adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya, LED mempunyai kecenderungan polarisasi. LED mempunyai kutub positif dan negatif (p-n) dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang melewati LED. Ini menyebabkan LED tidak akan mengeluarkan emisi cahaya.



4. Flowchart(kembali)

Master :



Slave:



5. Listing Program(Kembali)

  • Master
#include <LiquidCrystal.h>
float durasi;
double jarak;
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
#define ldr A0
#define trig 7
#define echo 6

char perintahSebelum = '0';
char perintahSekarang;


void setup()   
{
  lcd.begin(16, 2);
  pinMode(ldr, INPUT);
  pinMode(trig, OUTPUT);
  pinMode(echo, INPUT);
  Serial.begin(9600); //Set baud rate 9600
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Made by :");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Kelompok 36");
  delay(1000);

}

void loop() 
{

  int nilai = analogRead(A0);

  digitalWrite(trig, LOW);
  delay(2);
  digitalWrite(trig, HIGH);
  delay(10);
  digitalWrite(trig, LOW);
  durasi = pulseIn(echo, HIGH);

  jarak = ((durasi * 0.034) / 2);
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Jarak:");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(nilai);
  lcd.print("Cm");

  if(nilai < 300){
    if(jarak <=20){
      //lampu redup
      perintahSekarang = '2';
    }else{
      //lampu terang
      perintahSekarang = '1';
    }
  }else{
    perintahSekarang = '3';
  }

  if (perintahSekarang != perintahSebelum) {
    Serial.print(perintahSekarang);
    perintahSebelum = perintahSekarang;
  }
}
  • Slave
#define led  11
#define led1 10


void setup()    /
{
  pinMode(led, OUTPUT);
  pinMode(led1, OUTPUT);

  Serial.begin(9600);       
}

void loop()                     
{


  if (Serial.available() > 0)
  {
    int data = Serial.read();

    if (data == '1')
    {
      digitalWrite(led,HIGH);
      digitalWrite(led1, HIGH);
   

    }
    else if (data == '2')
    {
      digitalWrite(led , LOW);
      analogWrite(led1,180);
   
      delay(1000);
    }
    else
    {
      digitalWrite(led, LOW);
      analogWrite(led1, LOW);
   
    }
  }
}

6. Rangkaian Simulasi(Kembali)


7. Video Simulasi(Kembali)



8. Foto Alat(Kembali)

9. Video Project(Kembali)

10. Analisa(Kembali)

 Automatic Street Light

Rangkaian ini menggunakan 2 arduino yang bertindak menjadi master dan slave menggunakan komunikasi Universal Asynchronus Receiver Transmiter (UART). Pada project ini menggunakan  2 sensor yaitu sensor LDR yang digunakan untuk mendeteksi intensitas cahaya dan sensor Ultrasonik HC-SR04 yang digunakan untuk mendeteksi objek (mobil) yang lewat di depan nya serta LCD sebagai display, sensor LDR sebagai input analog dihubungkan ke Arduino master.ketika sensor LDR menerima cahaya yang intensitas nya tinggi maka nilai resistansi LDR akan semakin kecil.akibatnya tegangan dan arus yang di lewatkan LDR akan semakin besar.nilai tegangan yang di lewatkan oleh LDR akan di inputkan pada kaki analog 0 (A0) arduino master yang masih berupa analog.  data yang diterima dari analogpin diolah oleh arduino dengan fungsinya dengan Analog digital Converter ADC dan akhirnya bisa dibaca oleh arduino.

Sensor yang ke 2 yaitu  sensor ultrasonik, yang merupakan input digital pada arduino master, prinsip kerja sensor ultrasonic pertama terjadi pengesetan on-off di pin trigger, sehingga timbul pulsa ke sensor, lalu, pada program adruino dilakukan pembacaan durasi dari pin echo , saat pin echo di HIGH sehingga dipancarkanlah gelombang ultrasonik, saat terdeteksi objek didekatnya, maka objek akan memantulkan kembali gelombang tersebut, sehingga dibaca oleh sensor dan waktu gelombang bolak balik yang di baca arduino tadi diolah dengan persamaan (durasi*0.034)/2 yang dimana 0.034 tersebut ada konversi nya untuk menjadi cm dan di bagi 2 karena jarak yang kita hitung yaitu ketika gelombang mengenai objek.

Pada master setelah data data tersebut terbaca ,pada program adruino ada pengkondisian dimana jika nilai sensor LDR yang terbaca kecil dari 300  maka akan masuk ke pengkondisian selanjutnya dimana jika objek berjarak kecil sama dari 20 cm maka program akan mengeksekusi PerintahSekarang='2', dan jika tidak maka program akan akan mengeksekusi PerintahSekarang='1', jika nilai sensor LDR yang terbaca lebih dari 300 maka program akan mengeksuksi PerintahSekarang ='3' ,Setelah itu masuk ke pengkondisian selanjutnya dimana jika PerintahSekarang tidak sama dengan PerintahSebelum maka master mengirim secara serial ke slave dengan nilai variabel PerintahSekarang sesuai kondisi yang tadi nya terpenuhi  melalui serial.print(PerintahSekarang). dan menyimpan nilai PerintahSebelum dengan nilai PerintahSekarang, dan jika tidak memenuhi kondisi maka tidak ada data yang di kirimkan ke slave.

Lalu pada arduino slave akan diterima data serial yang dikirimkan oleh arduino master, saat data serial yang dibaca = 1, maka arduino slave akan memerintahkan LED  HIGH. dan jika yang dibaca =2 maka arduino slave akan memerintahkan keluaran analog (PWM) dengan nilai 180 pada LED yang membuat LED menjadi redup, dan jika data yang dibaca = 3 maka arduino slave akan memerintah kan untuk mematikan LED. Jadi meredupnya LED itu lah yang mengehemat daya dari lampu jalan

11. Link Download(Kembali)

Untuk mendownload file yang ada diatas, silakan gunakan link berikut :

Rangkaian simulasi <KlikDisini>
Video Simulasi <KlikDisni>
Video Project <KlikDisini>
HTML <KlikDisini>

No comments:

Post a Comment

Subscribe to: Posts (Atom)