Modul 1




1. Pendahuluan [Kembali]
  

2. Tujuan [Kembali]

  1. Memahami prinsip dasar input dan output pada mikrokontroler.
  2. Mampu memahami kontrol suara dan kipas berbasis input sensor
  3. Mampu memahami simulasi proteus yang dihubungkan kedalam aurdino
3. Alat dan Bahan [Kembali]

A. Alat
  • Power Supply
B. Bahan

  • Motor DC


  • Arduino Uno


  • Flame Sensor



  • Sound Sensor


  • Touch Sensor

4. Dasar Teori [Kembali]

  • Motor DC

Motor terdiri atas 2 bagian utama yaitu stator dan motor. Pada stator terdapat lilitan (winding) atau magnet permanen, sedangkan rotor adalah bagian yang dialiri dengan sumber arus DC. Arus yang melalui medan magnet inilah yang menyebabkan rotor dapat berputar. Arah gaya elektromagnet yang ditimbulkan akibat medan magnet yang dilalui oleh arus dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kanan.



          


Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur:
• Tegangan dinamo : meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan
• Arus medan : menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.

Mekanisme Kerja Motor D

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama
  • Arus listrik dalam medan magnet akan menimbulkan gaya.
  • Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapat gaya pada arah yang berlawanan.
  • Pasangan gaya menghasilkan torsi untuk memutar kumparan.
  • Motor- motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putar yang lebih seragam dari medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan

 

  • Sound Sensor
     
        Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Sensor suara berkerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir melewatinya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.


 

  • Flame Sensor
    Flame sensor merupakan sensor yang mempunyai fungsi sebagai pendeteksi nyala api dimana api memiliki panjang gelombang antara 760nm-1100nm. sensor ini menggunakan infrared sebagai tranduser dalam mensensing kondisi nyala api. Suhu normal pembacaan sensor yaitu pada 25°-85°C dengan sudut pembacaan pada 60°. 
Cara kerja flame detector mampu bekerja dengan baik untuk menangkap nyala api untuk mencegah kebakaran, yaitu dengan mengidentifikasi atau mendeteksi  nyala apiyang dideteksi oleh keberadaan spectrum cahaya infra red maupun ultraviolet dengan menggunakan metode optic kemudian hasil pendeteksian itu akan diteruskan ke Microprosessor yang ada pada unit flame detector akan bekerja untuk membedakan spectrum cahaya yang terdapat pada api yang terdeteksi tersebut dengan sistem delay selama 2-3 detik pada detektor ini sehingga mampu mendeteksi sumber kebakaran lebih dini dan memungkinkan tidak terjadi sumber alarm palsu.

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 memungkinkan alat ini untuk membedakan antara spectrum cahaya pada api dengan spectrum cahaya lainnya seperti spectrum cahaya lampu, kilatan petir, welding arc, metal grinding, hot turbine, reactor, dan masih banyak lagi.

→ Pinout sensor api:

Adapun spesifikasi dari flame detector ini adalah sebagai berikut:

Output= Digital (D0)
Working voltage: 3.3V to 5V
Output format: Digital output (HIGH/LOW)\
Wavelength detection range: 760nm to 1100nm
Using LM393 comparator
Detection angle: About 60 degrees, particularly sensitive to the flame spectrum
Lighter flame detect distance 80cm
The comparator output, the signal is clean, great driving ability, more than 15Ma.


  • Touch Sensor


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.

Berdasarkan fungsinya, Sensor Sentuh dapat dibedakan menjadi dua jenis utama yaitu Sensor Kapasitif dan Sensor Resistif. Sensor Kapasitif atau Capacitive Sensor bekerja dengan mengukur kapasitansi sedangkan sensor Resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya.

Sensor Kapasitif

Sensor sentuh Kapasitif merupakan sensor sentuh yang sangat populer pada saat ini, hal ini dikarenakan Sensor Kapasitif lebih kuat, tahan lama dan mudah digunakan serta harga yang relatif lebih murah dari sensor resistif. Ponsel-ponsel pintar saat ini telah banyak yang menggunakan teknologi ini karena juga menghasilkan respon yang lebih akurat.

Berbeda dengan Sensor Resistif yang menggunakan tekanan tertentu untuk merasakan perubahan pada permukaan layar, Sensor Kapasitif memanfaatkan sifat konduktif alami pada tubuh manusia untuk mendeteksi perubahan layar sentuhnya. Layar sentuh sensor kapasitif ini terbuat dari bahan konduktif (biasanya Indium Tin Oxide atau disingkat dengan ITO) yang dilapisi oleh kaca tipis dan hanya bisa disentuh oleh jari manusia atau stylus khusus ataupun sarung khusus yang memiliki sifat konduktif.

Pada saat jari menyentuh layar, akan terjadi perubahaan medan listrik pada layar sentuh tersebut dan kemudian di respon oleh processor untuk membaca pergerakan jari tangan tersebut. Jadi perlu diperhatikan bahwa sentuhan kita tidak akan di respon oleh layar sensor kapasitif ini apabila kita menggunakan bahan-bahan non-konduktif sebagai perantara jari tangan dan layar sentuh tersebut.

Sensor Resistif

Tidak seperti sensor sentuh kapasitif, sensor sentuh resistif ini tidak tergantung pada sifat listrik yang terjadi pada konduktivitas pelat logam. Sensor Resistif bekerja dengan mengukur tekanan yang diberikan pada permukaannya. Karena tidak perlu mengukur perbedaan kapasitansi, sensor sentuh resistif ini dapat beroperasi pada bahan non-konduktif seperti pena, stylus atau jari di dalam sarung tangan.

Sensor sentuh resistif terdiri dari dua lapisan konduktif yang dipisahkan oleh jarak atau celah yang sangat kecil. Dua lapisan konduktif (lapisan atas dan lapisan bawah) ini pada dasarnya terbuat dari sebuah film. Film-film umumnya dilapisi oleh Indium Tin Oxide yang merupakan konduktor listrik yang baik dan juga transparan (bening).

Cara kerjanya hampir sama dengan sebuah sakelar, pada saat film lapisan atas mendapatkan tekanan tertentu baik dengan jari maupun stylus, maka film lapisan atas akan bersentuhan dengan film lapisan bawah sehingga menimbulkan aliran listrik pada titik koordinat tertentu layar tersebut dan memberikan signal ke prosesor untuk melakukan proses selanjutnya.

Gambar Grafik Sensor Sentuh


  a. Prosedur [kembali]

  • Siapkan segala komponen yang di butuhkan
  • Susun rangkaian sesuai panduan
  • Input codingan arduino
  • Hidupkan rangkaian
  • Apabila tidak terjadi eror, maka rangkaian selesai dibuat.

  b. Hardware dan Diagram Blok [kembali]





  c. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]





    Sensor Sound dihubungkan pada kaki PB4 pada input 12, Sensor Touch dihubungkan pada kaki PD4 pada input 4 dan Sensor Flam dihubungkan pada kaki PD2 pada input 2. Rangkaian Kontrol Kipas dihubungkan pada kaki PD3 pada input 3 dan Rangkaian Kontrol Sound dihubungkan pada kaki PD7 pada input 7. Secara sederhana jika Sensor Sound mendeteksi adanya suara orang maka kipas secara otomatis akan berlogika satu atau kipas akan hidup. Dan Touch akan aktif ketika ditekan untuk mematikan kipas. Dan jika terjadi kebakaran atau sensor flame mendeteksi adanya api, maka sensor akan berlogika 1 dan buzzer atau alarm akan aktif. 

  d. Flowchart dan Listing Program [kembali] 

    Sesuai dengan kondisi pada rangkaian ini yaitu Shift Register Serial In Serial Out (SISO) atau inputan dan keluaran berjumlah satu atau dilakukan secara satu persatu. Secara aris besar inputan akan diberikan pada flip flop pertama dan output pada flip flop ini akan menjadi input untuk flip flop berikutnya, dan begitu seterusnya.
    Pada rangkaian ini terdapat 7 SPDT yaitu SW 1 terhubung pada SET D Flip Flop ke 4, SW 2 terhubung pada SET D Flip Flop ke 3, SW 3 terhubung pada SET D Flip Flop ke 2, SW 4 terhubung pada SET D Flip Flop ke 1. SW 5 terhubung pada gerbang AND yang juga terhubung pada CLOCK. SW 6 terhubung pada input D para rangkaian D Flip Flop yang pertama. Serta SW 7 terhubung pada tiap tiap RESET diseluruh D Flip Flop.
    Disini dapat dilihat bahwa nilai yang mempengaruhi keluaran hanya pada input D yang nantinya akan merubah nilai Q yang juga menjadi input untuk Flip-Flop berikutnya. Jika nilai input D bernilai 0 maka output Q yang dikeluarkan juga 0. Namun, jika nilai D yang diberikan berlogika 1, maka output yang Q keluarkan juga berlogika 1. Output 1 inilah yang nantinya akan menjadi menjadi input untuk Flip Flop berikutnya.
    Komponen lain yang juga mempengaruhi nilai output Q adalah komponen SET. Jika SET berlogika 0 maka output Q yang dihasilkan juga 0, namun jika SET berlogika 1, maka output Q yang dikeluarkan adalah 1. Dan output inilah yang akan menjadi input untuk Flip Flop berikutnya. 
    Hal ini akan berlanjut hingga berhenti di Flip Flop terakhir. 




   
 
  e. Video Demo [kembali]

File Proteus  Disini


Download Video Disini


File HTML Disini


Data Sheet 4013 Disini


f. Kondisi [kembali]
Tugas Pendahuluan 1 Modul 4
( Percobaan 1 Kondisi 4 )

    Buatlah rangkaian seperti gambar percobaan 1 dengan menggunakan D Flip Flop.

  g. Video Simulasi [kembali]

Tugas Pendahuluan 1 Modul 4
( Percobaan 1 Kondisi 4 )

    Buatlah rangkaian seperti gambar percobaan 1 dengan menggunakan D Flip Flop.

  h. Download File [kembali]

File Proteus  Disini


Download Video Disini


File HTML Disini


Data Sheet 4013 Disini


0 comments:

Posting Komentar