1. Tujuan
- Merancang kandang ayam yang dapat mengatur dan mempertahankan intensitas cahaya di dalamnya secara otomatis.
a. LDR
b. LED
c. Buzzer
d. LCD
e. Arduino
1. Light Dependent Resistor (LDR)
Bagian-bagian LDR:
Grafik respon LDR :
Intensitas cahaya berbanding terbalik dengan resistansi LDR
2. LED
LED adalah suaatu 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.
3. 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, setiap buzzer elektronika memerlukan input berupa tegangan listrik yang kemudian diubah menjadi getaran suara atau gelombang bunyi yang memiliki frekuensi berkisar antara 1 - 5 KHz. Jenis buzzer elektronika yang sering digunakan dan ditemukan dalam rangkaian adalah buzzer yang berjenis Piezoelectric (Piezoelectric Buzzer). Hal itu karena Piezoelectric Buzzer memiliki berbagai kelebihan diantaranya yaitu lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah penggunaannya ketika diaplikasikan dalam rangkaian elektronika.
Efek Piezoelektrik (Piezoelectric Effect) ditemukan pertama kali oleh dua orang ilmuwan Fisika pada tahun 1880 bernama Pierre Curie dan Jacques Curie yang berasal dari kebangsaan Perancis. Penemuan tersebut kemudian dikembangkan oleh sebuah perusahaan Jepang menjadi Piezoelectric Buzzer dan mulai populer digunakan pada tahun 1970-an.
Dalam rangkaian elektronika, piezoelectric buzzer dapat digunakan pada tegangan listrik sebesar 6 volt hingga 12 volt dan dengan tipikal arus sebesar 25 mA. Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini sering disebut juga dengan Beeper.
4. Liquid Crystal Display (LCD)
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).
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.
5. Arduino
Arduino adalah kite lektronik 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 Indicator
Lampu ini akan menyala dan menandakan Papan Arduino mendapatkan supply listrik dengan baik.
BAGIAN-BAGIAN PENDUKUNG
RAM
RAM (Random Access Memory) adalah tempat penyimpanan sementara pada komputer yang isinya dapat diakses dalam waktu yang tetap, tidak memperdulikan letak data tersebut dalam memori atau acak. Secara umum ada 2 jenis RAM yaitu SRAM (Static Random Acces Memory) dan DRAM (Dynamic Random Acces Memory)
ROM
ROM (Read-only Memory) adalah perangkat keras pada computer yang dapat menyimpan data secara permanen tanpa harus memperhatikan adanya sumber listrik. ROM terdiri dari Mask ROM, PROM, EPROM, EEPROM.
6.
Komunikasi Inter Integrated Circuit (I2C)
Inter Integrated Circuit atau
sering disebut I2C adalah standar komunikasi serial dua arah menggunakan dua
saluran yang didisain khusus untuk mengirim maupun menerima data. Sistem I2C
terdiri dari saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data)
yang membawa informasi data antara I2C dengan pengontrolnya.
Cara
Kerja Komunikasi I2C
Pada I2C, data ditransfer dalam bentuk message yang
terdiri dari kondisi start, Address Frame, R/W bit, ACK/NACK bit, Data Frame 1,
Data Frame 2, dan kondisi Stop.
Kondisi start dimana saat pada SDA beralih dari
logika high ke low sebelum SCL.
Kondisi stop dimana saat pada SDA beralih dari
logika low ke high sebelum SCL.
R/W bit berfungsi untuk menentukan apakah master
mengirim data ke slave atau meminta data dari slave. (logika 0 = mengirim data
ke slave, logika 1 = meminta data dari slave)
ACK/NACK bit berfungsi sebagai pemberi kabar jika
data frame ataupun address frame telah diterima receiver.
[kembali]
4. Flowchart
a. Arduino
Master
#include <Wire.h>
#define SLAVE_ADDR 9
int analogPin [] = {0,1};
byte pin[]={11};
int val = 0;
int vel = 1;
void setup() {
Wire.begin();
Serial.begin(9600);
pinMode(11,OUTPUT);
}
void loop() {
{
delay(50);
val = map(analogRead(0), 0,1023, 255, 1);
Serial.println(val);
Wire.beginTransmission(SLAVE_ADDR);
Wire.write(val);
Wire.endTransmission();
}
vel=map(analogRead(1), 0,1023, 255, 1);
Serial.println(vel);
if (vel>120){
digitalWrite(11,vel);
}
else{
digitalWrite(11,LOW);
}
}
b. Arduino
Slave
#include<Wire.h>
#include<LiquidCrystal.h>
#define SLAVE_ADDR 9
LiquidCrystal lcd (2,3,4,5,6,7);
byte pin []={8,9,10,12,13};
int rd;
int br;
void setup() //Semua kode dalam fungsi ini dieksekusi
sekali
{
pinMode(8, OUTPUT);
pinMode(9, OUTPUT);
pinMode(10, OUTPUT);
pinMode(12, OUTPUT);
pinMode(13, OUTPUT);
lcd.begin(16,2);
Wire.begin(SLAVE_ADDR);
Wire.onReceive(receiveEvent);
Serial.begin(9600);
}
void receiveEvent(int howMany)
{
{
rd=Wire.read();
Serial.println(rd);
}
}
void loop() //Semua program dalam
fungsi ini dieksekusi berulang
{
void receiveEvent();
{
while(0<Wire.available())
{
rd=Wire.read();
}
br=map(rd,1,255,1,255);
}
if (br<80)
{
digitalWrite(8,HIGH);
digitalWrite(9,LOW);
digitalWrite(10,LOW);
digitalWrite(12,LOW);
digitalWrite(13,LOW);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("DI LUAR");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("TERANG");
}
else if (br<100){
digitalWrite(8,HIGH);
digitalWrite(9,HIGH);
digitalWrite(10,LOW);
digitalWrite(12,LOW);
digitalWrite(13,LOW);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("DI LUAR");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("REDUP ");
}
else if (br<120){
digitalWrite(8,HIGH);
digitalWrite(9,HIGH);
digitalWrite(10,HIGH);
digitalWrite(12,LOW);
digitalWrite(13,LOW);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("DILUAR");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("GELAP ");
}
else {
digitalWrite(8,HIGH);
digitalWrite(9,HIGH);
digitalWrite(10,HIGH);
digitalWrite(12,HIGH);
digitalWrite(13,HIGH);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("DI LUAR");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("SANGAT GELAP");
}
delay(50);
}
7. Video
Rangkaian simulasi ini digunakan
untuk mengetahui kondisi cahaya dari sebuah kotak, pada rangkaian ini
dilengkapai dengan dua buah sensor LDR yang akan menerima sinyal analog berupa
intensitas cahaya yang selanjutnya akan diteruskan kepada arduino master. Pada
rangakain ini LDR 1 akan ditempatkan pada luar ruangan sehingga LDR 1 akan menangkap
intensitas cahaya dari luar kotak, LDR 1
ini akan dihubungkan dengan pin A0 dari arduino master, hal ini karean pin A0
merupakan pin input analog, selanjutnya akan dihubugkan pada LCD yang terletak
didalam kotak, LCD sebagai parameter outputnya. Saat intesitas cahaya yang
diterima oleh LDR tidak ada atau intesitas cahaya diluar ruangan sangat kecil,
maka kelima LED akan hidup, dan LCD akan menampilkan tulisan diluar sangat
gelap, selanjutnya saat LDR1 menangkap sedikit intensitas cahaya maka LED akan
menyala sebagian dan pada LCD akan ditampilkan tulisan diluar redup, saat
intesitas cahaya yang diterima meningkat maka LED yang hidup akan berkurang
atau satu LED saja yang hidup, LCD akan menampilkan
kondisi diluar terang. Sedangkan untuk LDR 2 diletakkan di
dalam kotak, dan akan menangkap cahaya dari LED yang ada didalam kotak. LDR 2
menggunakan buzzer untuk parameternya. Saat cahaya yang diterima oleh LDR 1
kecil maka buzzer akan berbunyi dan saat cahaya yang diterima LDR 2 banyak maka
buzzer akan mati. Untuk komunikasi yang digunakan pada rangkaian ini yaitu
komunikasi I2C (Inter Integrated Circuit) dimana menggunakan sinyal inputan
berupa sinyal analog untuk selanjutnya diubah menjadi sinyal digital. Untuk
listing program dari master yaitu yang pertama adalah mendeklarasikan library
wire.h untuk library ini umumnya digunakan pada komunikasi I2C dengan sinyal
analog yang digunakan pada arduino untuk diubah menjadi sinyal digital.,
selanjutnya adalah define SLAVE_ADDR 9 yang berfungsi sebagai komunikasi
anatara arduino master dengan arduino slave, kemudian mendeklarasikan pin
analog LDR1 dan LDR2. Selanjutnya untuk program pada slave adalah
pendeklarasian dari library wire.h yang digunakan pada komunikasi I2C. kemudian
deklarasi untuk SLAVE_ADDR 9 sebagai hubungan antara master dan slave ,elanjutnya
deklarasi dari LiquidCrystal lcd (2,3,4,5,6,7) untuk mendeklarsikan pin-pin LCD
yang dihubungkan pada rangkaian ini. Selanjutnya fungsi void setup adalah
fungsi yang dijalankan sekali yaitu menjelaskan bahwa pin 8-13 sebagai output.
Pada rangkaian ini digunakan LCD 16x2. Fungsi void loop adalah fungsi yang
dijalakan berulang kali, Tegangan yang dilewatkan akan dibaca oleh pin
analog 1 master arduino. dan pada semua pin terdapat ADC yang nanti akan
mengubah nilai analog menjadi nilai digital.
rentag data yang dihasilkan dari nilai digital tersebut antara 1-1024.
sedangkan data yang dapat dibaca arduino hanya rentang 0-255, maka untuk
mengubah rentang nilai digital tersebut dilakukan mapping . hasil mapping ini akan
di beri nama variabel val.
mikro prosessor akan mengolah data yaitu:
pada void loop
ini terdapat tiga kondisi yaitu:
- saat nilai val < 80 LCD akan menampilkan statement pada LCD diluar terang dan satu LED akan hidup
- saat nilai val <100 akan menampilkan statement pada LCD diluar redup dan dua buah LED akan hidup
- saat nilai val <120 akan menampilkan statement pada LCD diluar gelap dan tiga buah LED akan hidup
- saat nilai val > 120 akan menampilkan statement pada LCD diluar sangat gelap dan seluruh LED akan hidup
Saat cahaya yang diterima oleh LDR 1 kecil maka buzzer akan berbunyi dan saat cahaya yang diterima LDR 2 banyak maka buzzer akan mati.
9. Link Download
Download Rangkaian Simulasi click here
Download Video Praktikum click here
Download Program Arduino Master click here
Tidak ada komentar:
Posting Komentar