DAFTAR ISI
Dalam era modern ini, alat pendingin ruangan otomatis menjadi solusi inovatif untuk meningkatkan kenyamanan di dalam rumah tanpa mengorbankan efisiensi energi. Alat ini secara otomatis mengukur dan mengatur suhu ruangan melalui sensor pintar yang mendeteksi perubahan suhu dan kondisi lingkungan sekitar, memastikan suasana yang ideal tanpa perlu intervensi manusia. Keunggulan utamanya terletak pada kemampuannya untuk efisien mengoptimalkan penggunaan energi, menciptakan suasana yang nyaman, dan menjadikan lingkungan rumah lebih responsif terhadap perubahan suhu.
- Memenuhi tugas Mikrroprosesor dan Mikrokontroler
- Menjelaskan prinsip kerja Sensor suara dengan output berupa kipas
- Mensimulasikan rangkaian
a. Alat
- Power Supply
Spesifikasi :
Input voltage : 5V-12V
Output voltage : 5V
Output Current : MAX 3A
Output power :15W
b. Bahan
- Arduino UNO
Spesifikasi :
- Sensor PIR
Spesifikasi :
Voltage : 5V – 20V
Power consumption : 65mA
TTL output : 3.3V, 0V
Delay time : adjustable (.3->5min)
Lock time : 0.2 sec
Temperature : -15 ~ +70
- Sensor Suara
Spesifikasi :
Tegangan kerja: DC 3.3-5V
Dimensi: 32 x 17 mm
Indikasi keluaran sinyal
Output sinyal saluran tunggal
Dengan lubang baut penahan, pemasangan yang mudah
Mengeluarkan level rendah dan sinyal menyala ketika ada suara
Output berupa digital switching output (0 dan 1 high dan low)
- Sensor Suhu (LM35)
Spesifikasi :
Local sensor accuracy (max) : 0.5, 1
Operating temperature range (°C) : -55 to 150
Supply voltage (min) (V) : 4
Supply voltage (max) (V) : 30
Supply current (max) (µA) : 114
Interface type : Analog output
Sensor gain (mV/°C) : 10
- Motor DC
Spesifikasi :
Operating temperature : -10oC – 60oC
Rated voltage : 6.0VDC
Rate load : 10 g*cm
No-load current : 70 mA max
No-load speed : 9100±1800rpm
Loaded current : 250 A max
Loaded speed : 4500±1500 rpm
Starting torque : 20 g*cm
Starting voltage : 2.0
Stall current : 500 mA max
Body size : 27.5mm x 20mm x 15mm
Weight : 17.5 grams
- Relay
Spesifikasi :
Trigger Voltage (Voltage across coil) : 5V DC
Trigger Current (Nominal current) : 70mA
Maximum AC load current : 10A @ 250/125V AC
Maximum DC load current : 10A @ 30/28V DC
Compact 5-pin configuration with plastic moulding
Operating time : 10msec Release time: 5msec
Maximum switching : 300 operating/minute (mechanicall
- Baterai
Spesifikasi :
Input voltage : ac 100~240v / dc 10~30v
Output voltage : dc 1~35v
Max. Input current : dc 14a
Charging current : 0.1~10a
Discharging current : 0.1~1.0a
Balance current : 1.5a/cell max
Max. Discharging power : 15w
Max. Charging power : ac 100w / dc 250w
Jenis batre yg didukung : life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
Ukuran : 126x115x49mm
Berat : 460gr
- Dioda
- Transistor
Spesifikasi :
- Resistor
Spesifikasi :
- Arduino UNO
- Mikrokontroler: Ini adalah otak utama dari Arduino yang melakukan semua operasi pengolahan data dan kontrol. Arduino menggunakan mikrokontroler sebagai pusat kendali, yang berfungsi untuk membaca input, menjalankan kode program, dan mengontrol output. Beberapa varian Arduino menggunakan mikrokontroler dari berbagai produsen, seperti ATmega yang diproduksi oleh Microchip Technology.
- Pin I/O: Arduino memiliki sejumlah pin input/output (I/O) yang digunakan untuk menghubungkan sensor, aktuator, dan komponen lainnya. Pin ini bisa berfungsi sebagai input untuk membaca data dari sensor atau output untuk mengontrol aktuator. Ada pin digital dan pin analog. Pin digital dapat berupa input atau output dengan nilai logika 0 (LOW) atau 1 (HIGH), sementara pin analog digunakan untuk membaca nilai analog seperti sensor suhu atau cahaya.
- Papan Sirkuit: Papan Arduino adalah substrat fisik tempat semua komponen terhubung. Papan ini biasanya terbuat dari bahan tahan lama dan dilengkapi dengan jalur tembaga yang menghubungkan komponen-komponen elektronik.
- Konektor USB: Banyak varian Arduino dilengkapi dengan konektor USB. Ini memungkinkan Anda untuk menghubungkan papan Arduino ke komputer, sehingga Anda dapat mengunggah kode program ke mikrokontroler dan berkomunikasi dengan papan melalui koneksi serial.
- Catu Daya: Arduino memerlukan catu daya untuk beroperasi. Ini bisa berasal dari komputer melalui kabel USB atau dari sumber daya eksternal seperti baterai atau adaptor listrik. Beberapa papan Arduino memiliki regulator tegangan yang memungkinkan papan menerima berbagai tingkat tegangan masukan.
- Konektor Listrik: Arduino umumnya memiliki pin header atau konektor yang memungkinkan Anda untuk menghubungkan kabel atau kawat ke pin I/O. Ini memudahkan Anda dalam menghubungkan sensor, aktuator, dan komponen lainnya ke papan Arduino.
- Kristal Osilator: Kristal osilator digunakan untuk menghasilkan sinyal osilasi yang diperlukan oleh mikrokontroler untuk menjalankan perhitungan waktu dan operasi lainnya.
- Tombol Reset: Tombol reset memungkinkan Anda untuk mengulang proses booting papan Arduino atau menghentikan eksekusi program yang sedang berjalan.
- Indikator LED: Beberapa varian Arduino memiliki indikator LED yang terhubung ke pin tertentu. LED ini dapat diatur dalam kode program untuk memberi tahu status atau kondisi papan, seperti aktif atau dalam mode tidur.
- Sensor PIR
- Sensor Suara
- Sensitivitas dapat diatur (pengaturan manual pada potensiometer)
- Condeser yang digunakan memiliki sensitivitas yang tinggi
- Tegangan kerja antara 3.3V – 5V
- Terdapat 2 pin keluaran yaitu tegangan analog dan Digital output
- Sudah terdapat lubang baut untuk instalasi
- Sudah terdapat indikator led
- Konfigurasi pin:
- Grafik:
- Sensor Suhu
- LM35, LM35A -> range pengukuran temperature -55ºC hingga +150ºC.
- LM35C, LM35CA -> range pengukuran temperature -40ºC hingga +110ºC.
- LM35D -> range pengukuran temperature 0ºC hingga +100ºC.
- Rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC
- Low self-heating, sebesar 0.08 ºC
- Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V
- Tidak memerlukan pengkondisian sinyal
- Membutuhkan tegangan untuk beroperasi.
Arduino adalah platform perangkat keras (hardware) yang dirancang untuk memudahkan pengembangan dan prototyping proyek-proyek elektronik. Ini terdiri dari papan sirkuit cetak berukuran kecil yang dilengkapi dengan mikrokontroler dan sejumlah pin input/output yang dapat digunakan untuk menghubungkan sensor, aktuator, dan komponen elektronik lainnya.
Mikrokontroler pada papan Arduino adalah otak utama yang mengontrol berbagai komponen yang terhubung dengannya. Papan Arduino biasanya dilengkapi dengan berbagai macam varian mikrokontroler dari berbagai produsen, seperti ATmega yang diproduksi oleh Microchip Technology. Meskipun demikian, Arduino lebih sering dikaitkan dengan platform open-source yang dikelola oleh Arduino.cc.
Arduino memiliki beberapa komponen utama yang membentuk papan sirkuit mikrokontroler. Berikut adalah penjelasan tentang komponen-komponen utama Arduino:
Semua komponen ini bekerja bersama-sama untuk menciptakan platform Arduino yang kuat dan serbaguna untuk mengembangkan berbagai proyek elektronik dan pemrograman.
PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari IR LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan apapun seperti IR LED. Sesuai dengan namanya ‘Passive’, sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya. Benda yang bisa dideteksi oleh sensor ini biasanya adalah tubuh manusia
Diagram sensor PIR:
PIR (Passive Infrared Receiver) merupakan sebuah sensor berbasiskan infrared. Akan tetapi, tidak seperti sensor infrared kebanyakan yang terdiri dari IR LED dan fototransistor. PIR tidak memancarkan apapun seperti IR LED. Sesuai dengan namanya ‘Passive’, sensor ini hanya merespon energi dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki oleh setiap benda yang terdeteksi olehnya. Benda yang bisa dideteksi oleh sensor ini biasanya adalah tubuh manusia.
Sensor PIR ini bekerja dengan menangkap energi panas yang dihasilkan dari pancaran sinar inframerah pasif yang dimiliki setiap benda dengan suhu benda diatas nol mutlak. Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik. Mengapa bisa menghasilkan arus listrik? Karena pancaran sinar inframerah pasif ini membawa energi panas. Prosesnya hampir sama seperti arus listrik yangterbentuk ketika sinar matahari mengenai solar cell.
Grafik respon PIR terhadap jarak, kecepatan, dan arah objek:
Sensor Suara adalah sensor yang memiliki cara kerja merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Pada dasarnya prinsip kerja pada alat ini hampir mirip dengan cara kerja sensor sentuh pada perangkat seperti telepon genggam, laptop, dan notebook. Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.
Spesifikasi :
Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyaikeluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 μ A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan. Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor.
Prinsip Kerja LM35 :
Sensor LM35 bekerja dengan mengubah besaran suhu menjadi besaran tegangan. Tegangan ideal yang keluar dari LM35 mempunyai perbandingan 100°C setara dengan 1 volt. Sensor ini mempunyai pemanasan diri (self heating) kurang dari 0,1°C, dapat dioperasikan dengan menggunakan power supply tunggal dan dapat dihubungkan antar muka (interface) rangkaian control.
Sensor suhu LM35 mampu melakukan pengukuran suhu dari suhu -55ºC hingga +150ºC dengan toleransi kesalahan pengukuran ±0.5ºC.
Dilihat dari tipenya range suhu dapat dilihat sebagai berikut :
Kekurangan LM 35:
Pin out sensor suhu:
Grafik:
- Resistor
Resistor merupakan salah satu komponen yang digunakan dalam sebuah sirkuit atau rangkaian elektronik. Resistor berfungsi sebagai resistansi/ hambatan yang mampu mengatur atau mengendalikan tegangan dan arus listrik rangkaian. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm :
- Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Kapasitor NPN memiliki simbol seperti gambar di bawah ini:
Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:
Rumus dari Transitor adalah :
hFE = iC/iB
dimana, iC = perubahan arus kolektor
iB = perubahan arus basis
hFE = arus yang dicapai
Rumus dari Transitor adalah :
Karakteristik Input
Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.
Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.
Pemberian bias
Ada beberapa macam rangkaian pemberian bias, yaitu:
1. Fixed bias yaitu, arus bias IB didapat dari VCC yang dihubungkan ke kaki B melewati tahanan R seperti gambar 58. Karakteristik Output.
2.Self Bias adalah arus input didapatkan dari pemberian tegangan input VBB seperti gambar 60.
a) Prosedur [ kembali ]
1) Download library yang diperlukan pada bagian download dalam blog.
2) Buka proteus yang sudah diinstal untuk membuat rangkaian.
3) Tambahkan komponen seperti Arduino, sensor, dan perangkat lainnya lalu susun menjadi rangkaian.
4) Buka Arduino IDE yang sudah diinstal.
5) Di Arduino IDE, pergi ke menu "File" > "Preferences".Pastikan opsi
6) "Show verbose during compile" dicentang untuk mendapatkan informasi detail saat kompilasi.
7) Salin kode program Arduino pada blog kemudian tempelkan program tadi ke Arduino IDE.
8) Kompilasikan kode dengan menekan tombol "Verify" di Arduino IDE.
9) Cari dan salin path file HEX yang dihasilkan selama proses kompilasi.
10) Kembali ke Proteus dan pilih Arduino yang telah Anda tambahkan di rangkaian.
11) Buka opsi "Program File" dan tempelkan path HEX yang telah Anda salin dari Arduino IDE.
l2) Jalankan simulasi di Proteus.
b) Hardware dan Diagram Blok [ kembali ]
- Hardware
- Diagram Blok
c) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [ kembali ]
- Rangkaian
Rangkaian dalam keadaan mati
Rangkaian dalam keadaaan hidup
- Prinsip Kerja :
Rangkaian akan bekerja ketika ada orang yang masuk kedalam ruangan dan sensor PIR mendeteksi keberadaan orang tersebut. Dan pada rangkaian akan berlogika 1. Kemudian ketika orang tersebut menghasilkan suara seperti tepuk tangan, maka sensor suara akan mendeteksinya dan pada rangkaian simulasi akan berlogika 1. Disaat kedua sensor aktif atau berlogika 1 dan suhu ruangan berada diatas 19 derjat C. Maka kipas akan hidup.
Kipas akan mati ketika suhu ruangan sudah turun menjadi 19 derjat kebawah.
d) Flowchart dan listing code [ kembali ]
- Flowchart
- Listing code
const int pirPin = 4; // Pin untuk sensor PIR
const int soundPin = 5; // Pin untuk sensor sound
const int lm35Pin = A0; // Pin untuk sensor LM35
const int relayPin = 8; // Pin untuk relay yang mengendalikan motor
void setup() {
pinMode(pirPin, INPUT);
pinMode(soundPin, INPUT);
pinMode(lm35Pin, INPUT);
pinMode(relayPin, OUTPUT);
Serial.begin(9600); // Inisialisasi komunikasi serial untuk debugging (opsional)
}
void loop() {
// Baca nilai sensor
int pirValue = digitalRead(pirPin);
int soundValue = digitalRead(soundPin);
int lm35Value = analogRead(lm35Pin);
// Ubah nilai sensor LM35 menjadi suhu dalam derajat Celsius
float temperature = (lm35Value * 5.0 / 1024.0) * 100.0;
// Tampilkan nilai sensor pada Serial Monitor (opsional)
Serial.print("PIR: ");
Serial.print(pirValue);
Serial.print(" | Sound: ");
Serial.print(soundValue);
Serial.print(" | LM35: ");
Serial.print(temperature);
Serial.println(" C");
// Cek kondisi untuk menghidupkan motor
if (pirValue == HIGH && soundValue == HIGH && temperature > 20) {
digitalWrite(relayPin, HIGH); // Hidupkan motor
Serial.println("Motor Hidup!");
} else {
digitalWrite(relayPin, LOW); // Matikan motor
Serial.println("Motor Mati");
}
delay(1000); // Beri sedikit waktu sebelum membaca sensor lagi
}
e) Video Demo
- Video Teori Sensor Suara
- Video Teori Sensor PIR
- Video Teori Sensor LM35
- Video Teori Arduino
f) Kondisi [ kembali ]
- Kipas akan hidup jika sensor PIR mendeteksi orang dan sensor suara mendeteksi suara tepuk tangan
- Kipas akan mati ketika suhu Ruangan berapa pada 19 derjat C.
Download Datasheet
Download library
Tidak ada komentar:
Posting Komentar