"Kontrol
Ketinggian Air Dalam Tanki Air Menggunakan Water Level Sensor Dan Sound
Sensor"
a) Arduino
b) Water sensor
c) Sound sensor
d) LED
e) Buzzer
f) LCD 16x2
g) Motor DC
h) Relay
a)
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:
Bagian-bagian Arduino UNO
·
Soket USB
Soket USB adalah soket untuk kabel
USB yang disambungkan ke komputer atau laptop. Berfungsi untuk
mengirimkan program ke Arduino dan juga sebagai port komunikasi serial.
·
Analog Pin
Analog pin adalah pin-pin yang
berfungsi untuk menerima sinyal dari komponen atau rangkaian analog, seperti dari potensiometer, sensor
suhu, sensor cahaya, dan
lainya lalu mengubahnya menjadi nilai digital.
Pada arduino
Uno terdapat 6 analog pin
dari A0 sampai A5.
·
Digital Pin I/O
Digital Pin
I/O adalah
pin-pin untuk menghubungkan Arduino dengan komponen atau
rangkaian digital. Pada Arduino Uno terdapat 14
digital pin yang berfungsi
memberikan nilai logika (0 atau 1). Pin berlabel “~” adalah pin PWM (Pulse
Width Modulation).
·
LED Power Indicator
LED yang akan
menyala dan menandakan Arduino telah mendapatkan supply listrik yang sesuai.
·
Tombol Reset
Digunakan untuk mereset atau mengulang program Arduino
dari awal
·
Power Jack
Soket baterai atau adaptor
digunakan untuk menyuplai Arduino dengan tegangan dari
baterai/adaptor 5V-12V pada saat Arduino sedang tidak disambungkan ke komputer. Kalau
Arduino sedang disambungkan ke komputer melalui USB, Arduino
mendapatkan suplai tegangan dari USB, jadi tidak perlu memasang
baterai/adaptor saat memprogram Arduino.
b)
Water Sensor
Pada
umumnya, toren air dikontrol secara otomatis pada sebuah mekanisme penataan
yang akan memenuhi air bila volume air sudahnyaris penuh. Sangat merepotkan
bila pengisian air anda kontrol secara manual oleh kita. Karena selain
melemparkan waktu percumamelulu untuk menantikan air terisi penuh, pun akan
berpotensi pemborosan air diakibatkan lupa mematikan pompa air tersebut.
Seharusnya,
di jaman canggih ini telah tidak usah menantikan airhingga terisi penuh.
Karena, telah ada perangkat yang bisa mematikan atau mengobarkan pompa air
secara otomatis andai air mulai berakhir atau sudah nyaris penuh. Alat itu
ialah water level meter controller
yang bisa mendeteksi volume air, tinggi air, serta kualitas air di dalam
tangki, sungai, danau, dan sejenisnya dengan akurat dan mudah.
water level meter pun
dilengkapi dengan sistem kontrol yang bisa secara otomatis mendeteksi
kedalaman, volume, aliran air, dan sejenisnya dengan tingkat akurasi yang
tinggi. Sehingga andai ada penambahan air yang signifikan atau tinggi
makaperangkat ini bakal langsung mengantarkan sinyal digital melewati jaringan
wifi ke operator pemantau dalam format data yang telah dapat dibaca dengan
mudah. Lalu, diteruskan ke sistem peringatan berupa alarm, lampu, maupun suara
guna memberitahu bahwa suasana air sedang merasakan peningkatan atau bila untuk
tangki telah terisi penuh.
c)
Sound Sensor
Sensor suara merupakan
module sensor yang mensensing besaran suara untuk diubah menjadi besaran
listrik yang akan dioleh mikrokontroler. Module ini bekerja berdasarkan prinsip
kekuatan gelombang suara yang masuk.
Dimana gelombang suara tersebut
mengenai membran sensor, yang berefek pada bergetarnya membran sensor. Dan pada
membran tersebut terdapat kumparan kecil yang dapat menghasilkan besaran
listrik. Kecepatan bergeraknya membran tersebut juga akan menentukan besar
kecilnya daya listrik yang akan dihasilkan.Komponen utama untuk sensor ini
yaitu condeser mic sebagai penerima besar kecilnya suara yang masuk. Prinsip
kerja yaitu: Gelombang suara yang masuk ke microphone akan
menggetarkan komponen diafragma ini yang dimana terletak didepan backplate yang
terdapat komponen kondesator.Ketika kondesator terisi dengan muatan, pada
diafragma dan backplate akan tercipta medan listrik. Dan yang dimana besarnya
medan listrik dipengaruhi oleh ruang yang terbentuk diantara kedua komponen
tersebut.Variasi akan jarak antara diafragma dengan backplate muncul
dikarenakan efek adanya tekanan suara yang mengenai diafragma yang menyebabkan
terjadinya pergerakan diafragma relatif.
Karakteristik yaiitu:
o
Susunannya lebih kompleks dibanding
dengan jenis microphone lainnya seperti dibanding dengan dynamic Microphone
o
Pada frekuensi tinggi, akan
menghasilkan suara yang lebih halus dan natural, serta sensitivitas yang lebih
tinggi
o
Mudah akan mencapai respon
frekuensi flat dan memiliki range frekuensi
yang lebih luas
o
Ukurannya lebih kecil dibanding
dengan jenis tipe mikrophone lainnya
Spesifikasi yaitu:
o
Sensitivitas dapat diatur
(pengaturan manual pada potensiometer)
o
Condeser yang digunakan memiliki
sensitivitas yang tinggi
o
Tegangan kerja antara 3.3V – 5V
o
Terdapat 2 pin keluaran yaitu
tegangan analog dan Digital output
o
Sudah terdapat lubang baut untuk
instalasi
o
Sudah terdapat indikator led
d)
LED
Light Emitting Diode (LED) adalah komponen elektronika
yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED
merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna
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.
Cara kerja LED hampir sama dengan Dioda yang
memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya
akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda
menuju ke Katoda.
LED terdiri dari sebuah chip
semikonduktor yang didoping sehingga menciptakan junction P dan N. 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 proton dan memancarkan cahaya
monokromatik (satu warna).
Polaritas LED
dapat dilihat melaui ciri-ciri fisiknya. Ciri-ciri Terminal Anoda pada LED adalah kaki yang lebih
panjang dan juga Lead Frame yang lebih kecil. Sedangkan ciri-ciri Terminal
Katoda adalah Kaki yang lebih pendek dengan Lead Frame yang besar serta
terletak di sisi yang Flat.
e)
Buzzer
Buzzer Listrik adalah sebuah
komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara.
Pada umumnya, Buzzer yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan
pada rangkaian anti-maling, Alarm pada Jam Tangan, Bel Rumah, peringatan mundur
pada Truk dan perangkat peringatan bahaya lainnya. Jenis Buzzer yang sering
ditemukan dan digunakan adalah Buzzer yang berjenis Piezoelectric, hal ini
dikarenakan Buzzer Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti lebih
murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah dalam menggabungkannya ke Rangkaian
Elektronika lainnya. Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini juga
sering disebut dengan Beeper.
Piezoelectric Buzzer adalah jenis
Buzzer yang menggunakan efek Piezoelectric untuk menghasilkan suara atau
bunyinya. Tegangan listrik yang diberikan ke bahan Piezoelectric akan
menyebabkan gerakan mekanis, gerakan tersebut kemudian diubah menjadi suara
atau bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia dengan menggunakan
diafragma dan resonator.
f)
LCD 16x2
LCD atau Liquid
Crystal Display merupakan suatu peralatan elektronika yang
berfungsi untuk menampilkan output dari suatu sistem dengan cara membentuk
suatu citra atau gambaran pada layar. Sebuah citra dibentuk dengan mengombinasikan kondisi nyala dan mati dari pixel-pixel yang menyusun layar sebuah LCD.
LCD terdiri atas dua bagian utama yaitu bagian
Backlight (Lampu Latar Belakang) dan bagian Liquid Crystal (Kristal Cair). LCD
tidak memancarkan pencahayaan apapun, tetapi 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) adalah cairan organik
yang berada diantara dua lembar kaca yang memiliki permukaan transparan yang
konduktif.
Keterangan:
1) Film dengan polarizing filter vertical untuk memolarisasi cahaya yang masuk.
2)Glass substrate yang berisi kolom-kolom elektroda Indium tinoxide (ITO).
3) Twisted nematic liquid crystal (kristal cair dengan susunan terpilin).
4)Glass substrate yang berisibaris-baris elektroda Indium tinoxide (ITO).
5) Film dengan polarizing filter horizontal untuk memolarisasi cahaya yang masuk.
6) Reflektor cahaya untuk memantulkan cahaya yang masuk LCD kembali ke pengamat.
7) Umumnya LCD sudah memiliki integrated circuit tersendiri sehingga para pengguna dapat mengontrol tampilan LCD dengan mudah dengan menggunakan mikrokontroler untuk mengirimkan data melalui pin-pin input yang sudah tersedia.
g)
Motor DC
Motor Listrik DC atau DC
Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasanya
dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat
berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas
listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan. Motor Listrik DC
tersedia dalam berbagai ukuran rpm dan bentuk. Kebanyakan Motor Listrik DC
memberikan kecepatan rotasi sekitar 3000 rpm hingga 8000 rpm dengan
tegangan operasional dari 1,5V hingga 24V.
Terdapat dua bagian utama pada
sebuah motor listrik DC, u=yaitu Staor dan Rotor. pada prinsipnya motor listrik
DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik
diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak
menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan
akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan
bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu
dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang
menyebabkan pergerakan kumparan berhenti
Untuk menggerakannya lagi, tepat
pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada
kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi
kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat
perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan
kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub
utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga
kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan
magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus
yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena
adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada
kumparan diputuskan.
h)
Komunikasi UART
UART atau Universal
Asynchronous Receiver-Transmitter adalah bagian perangkat keras komputer yang
menerjemahkan antara bit-bit paralel data dan bit-bit serial. UART biasanya berupa
sirkuit terintegrasi yang digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau
port serial perangkat periperal. UART sekarang ini termasuk di dalam beberapa
mikrokontroler (contohnya, PIC16F628).
UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) adalah bagian perangkat keras komputer yang menerjemahkan antara bit-bit paralel data dan bit-bit serial. UART biasanya berupa sirkuit terintegrasi yang digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau port serial perangkat periperal.
i)
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.
b. slave
//MASTER
#include <LiquidCrystal.h>
#define water A0
#define soundSensor 4
LiquidCrystal lcd(13,2,11,10,9,8);
int nilaiSensorAir;
int nilaiSensorSuara;
int tinggiAir;
void setup(){
pinMode(water,INPUT);
pinMode(soundSensor,INPUT);
lcd.begin(16,2);
Serial.begin(9600);
}
void loop(){
nilaiSensorAir= analogRead(water);
nilaiSensorSuara= digitalRead(soundSensor);
if(nilaiSensorAir >= 200 && nilaiSensorSuara == HIGH )
{
Serial.print("1");
lcd.clear(); //Menghapus layar LCD
lcd.setCursor(0,0); //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
lcd.print("WARNING"); //Menampilkan text pada LCD
lcd.setCursor(0,1); //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
delay(500);
lcd.print("AIR PENUH"); //Menampilkan nilaiSuhu pada LCD
}
else{
lcd.clear(); //Menghapus layar LCD
lcd.setCursor(0,0); //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
lcd.print("AMAN"); //Menampilkan text pada LCD
lcd.setCursor(0,1); //Menentukan posisi kursor pada awal penulisan
lcd.print("AIR ADA "); //Menampilkan nilaiSuhu pada LCD
delay(500);
Serial.print("2");
}
}
#define led 13
#define buzzer 12
#define rellay 3
void setup() //Semua kode dalam fungsi ini dieksekusi sekali
{
pinMode(13,OUTPUT); //Deklarasi LED sebagai output
pinMode(12,OUTPUT); //Deklarasi buzzer sebagai output
pinMode(3,OUTPUT); //Deklarasi rellaysebagai output
Serial.begin(9600); //Set baud rate 9600
}
void loop() //Semua program dalam fungsi ini dieksekusi berulang
{
if(Serial.available()>0)
{
int data = Serial.read();
if(data=='1') //Jika data yang dikirimkan berlogika
{
digitalWrite(13,HIGH);
digitalWrite(12,HIGH); //LED menyala
digitalWrite(3,HIGH);
}
else
{
digitalWrite(13 ,LOW); //LED menyala
digitalWrite(12 ,LOW);
digitalWrite(3,LOW);
}
}
}
Pada
percobaan modul 4 kelompok kami dengan judul “kontrol ketinggian air dalam
tangki air menggunakan water level sensor dan sound sensor”. Tujuan dari
percobaan ini ketika air dalam tangki air sudah
penuh terisi maka pompa air akan mati secara otomatis. Pada percobaan ini kami
menggunakan 2 buah Arduino yang kedunya menggunakan komunikasi secara UART. Terdapat
2 buah sensor yakni sensor water level sebagai input analog terhadap Arduino master
dan sound detector serta LCD sebagi display. Nilai dari water level dipengaruhi
oleh besar nilai resitansi, apabila potensiometer bernilai 0% maka resistansi penuh
dan muncul tanda warna biru pada water level yang menandakan tidak ada input
yang masuk k water level. Sedangkan jika potensiometer diperbesar / dinaikkan
presentase nya maka resistenasi berkurang dan water level akan hidup.
Ketika air penuh pada tangka, maka water level
akan hidup dan akan ditampilkan tulisan “Warning , Air Penuh” pada LCD, sehingga buzzer dan LED juga hidup. Hal ini
lah yang menyebabkan sound detector menyala yang dapat membalikkan switch,
sehingga pompa air mati dan motor dc berhenti bekerja.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar