6. Rain Sensor
7. Motor DC
8. Motor Servo
9. Battery
10. Motor Driver (L293D)
11. LCD
12. Kabel Jumper
13. Buzzer
PWM (Pulse Width Modulation) adalah
salah satu teknik modulasi dengan mengubah lebar pulsa
(duty cylce) dengan
nilai amplitudo dan frekuensi yang tetap. Satu siklus pulsa merupakan kondisi high kemudian
berada di zona transisi ke kondisi low. Lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi. Duty Cycle adalah perbandingan antara waktu ON (lebar pulsa High) dengan perioda. Duty Cycle biasanya
dinyatakan dalam bentuk
persen (%).
·
Duty Cycle =
tON / ttotal
·
tON = Waktu ON atau Waktu dimana tegangan
keluaran berada pada posisi tinggi (high atau 1)
·
tOFF = Waktu OFF atau Waktu
dimana tegangan keluaran
berada pada posisi rendah (low atau
0)
·
ttotal = Waktu satu siklus atau penjumlahan antara tON dengan
tOFF atau disebut
juga dengan “periode
satu gelombang”
Pada board Arduino Uno, pin yang bisa
dimanfaatkan untuk PWM adalah pin yang diberi
tanda tilde (~), yaitu pin 3, 5, 6, 9, 10, dan pin 11. Pin-pin tersebut
merupakan pin yang bisa difungsikan untuk input analog atau output analog. Oleh sebab itu, jika
akan menggunakan PWM pada pin
ini, bisa dilakukan dengan perintah
analogWrite();.
PWM pada arduino bekerja pada frekuensi
500Hz, artinya 500 siklus/ketukan dalam satu
detik. Untuk setiap siklus, kita bisa memberi nilai dari 0 hingga 255.
Ketika kita memberikan angka 0,
berarti pada pin tersebut tidak akan pernah bernilai 5 volt (pin selalu
bernilai 0 volt). Sedangkan jika kita
memberikan nilai 255, maka sepanjang siklus akan bernilai 5 volt (tidak pernah 0 volt). Jika kita memberikan nilai
127 (kita anggap setengah dari 0 hingga 255, atau 50% dari 255), maka setengah siklus akan bernilai 5 volt, dan
setengah siklus lagi akan bernilai 0 volt.
Sedangkan jika jika memberikan 25% dari 255 (1/4 x 255 atau 64), maka
1/4 siklus akan bernilai 5 volt, dan 3/4 sisanya akan bernilai 0 volt, dan ini akan terjadi 500 kali dalam
1 detik.
1. ADC (Analog to Digital Converter)
ADC atau Analog to Digital Converter
merupakan salah satu perangkat elektronika yang digunakan sebagai penghubung dalam pemrosesan sinyal analog oleh
sistem digital. Fungsi utama dari fitur ini adalah mengubah
sinyal masukan yang masih dalam bentuk sinyal analog menjadi sinyal digital dengan bentuk kode-kode digital. Ada 2
faktor yang perlu diperhatikan pada
proses kerja ADC yaitu kecepatan
sampling dan resolusi.
Kecepatan sampling menyatakan seberapa
sering perangkat mampu mengkonversi sinyal analog
ke dalam bentuk sinyal digital dalam selang waktu yang tertentu. Biasa
dinyatakan dalam sample per second
(SPS). Sementara Resolusi menyatakan tingkat ketelitian yang dimilliki. Pada Arduino, resolusi yang dimiliki adalah
10 bit atau rentang nilai digital antara 0 - 1023. Dan pada Arduino tegangan referensi yang digunakan
adalah 5 volt, hal ini berarti ADC pada Arduino mampu menangani sinyal analog dengan tegangan 0 - 5 volt. Pada
Arduino, menggunakan pin analog input
yang diawali dengan kode A (A0- A5 pada Arduino Uno). Fungsi untuk mengambil data sinyal input analog menggunakan analogRead(pin);.
2. Mikrokontroler
Arduino Uno adalah board mikrokontroler
berbasis ATmega328 (datasheet). Memiliki 14
pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat
digunakan sebagai output PWM dan 6
pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP
header, serta tombol reset. Untuk mendukung
mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke
komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang ke adaptor DC
atau baterai untuk menjalankannya.
Setiap 14 pin digital pada arduino uno dapat digunakan sebagai input dan output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Fungsi – fungsi tersebut beroperasi di tegangan 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima suatu arus maksimum 40 mA dan mempunyai sebuah resistor pull-up (terputus secara default) 20-50 kOhm.
1. Komunikasi
4.1. Universal Asynchronous Receiver
Transmitter (UART)
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.
Cara Kerja Komunikasi UART :
Data dikirimkan secara paralel dari
data bus ke UART1. Pada UART1 ditambahkan start bit, parity bit, dan stop bit kemudian dimuat dalam satu paket
data. Paket data ditransmisikan secara
serial dari Tx UART1 ke Rx UART2. UART2 mengkonversikan data dan menghapus bit tambahan,
kemudian ditransfer secara parallel
ke data bus penerima.
4.1. Serial Peripheral Interface (SPI)
Serial
Peripheral Interface (SPI) merupakan salah satu mode komunikasi serial synchrounous kecepatan
tinggi yang dimiliki
oleh ATmega 328. Komunikasi SPI membutuhkan 3 jalur yaitu MOSI, MISO, dan SCK.
Melalui komunikasi ini data dapat saling dikirimkan baik antara mikrokontroler maupun antara mikrokontroler dengan peripheral lain di luar mikrokontroler.
·
MOSI
: Master Output Slave Input artinya jika dikonfigurasi sebagai master maka pin MOSI sebagai output tetapi jika dikonfigurasi
sebagai slave maka pin MOSI sebagai input.
·
MISO
: Master Input Slave Output artinya jika dikonfigurasi sebagai master maka pin MISO sebagai input tetapi jika
dikonfigurasi sebagai slave maka pin MISO sebagai output.
·
SCLK
: Clock jika dikonfigurasi sebagai master maka pin CLK berlaku sebagai output tetapi
jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin CLK berlaku sebagai
input.
SS/CS
: Slave Select / Chip Select adalah jalur master memilih slave mana yang akan dikirimkan data.
Cara Kerja Komunikasi SPI :
Sinyal clock dialirkan dari master ke
slave yang berfungsi untuk sinkronisasi. Master dapat memilih slave mana yang akan
dikirimkan data melalui
slave select, kemudian
data dikirimkan dari master ke
slave melalui MOSI. Jika master butuh respon data maka slave akan mentransfer data ke master melalui MISO.
4.2. 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.
5. Sensor
a. Touch Sensor
b. Water Sensor
Water
sensor adalah controller yang bisa mendeteksi volume air, tinggi air,
serta kualitas air di dalam tangki, sungai, danau, dan sejenisnya dengan akurat
dan mudah. Sensor ini merupakan perangkat yang bisa mematikan atau
mengobarkan pompa air secara otomatis andai air mulai berakhir atau sudah
nyaris penuh.
Jumlah Pin pada Sensor ini
berjumlah 3 Yaitu :
1. Pin Negatif (-)
2. Pin Positif (+)
3. Pin Data (S)
pH merupakan suatu parameter yang digunakan untuk menyatakan tingkat
keasaman atau basa yang dimiliki oleh suatu zat, larutan atau benda. Kadar pH
diukur pada skala 0 sampai 14.
Dapat dilihat pada gambar diatas skala pH netral memiliki sifat basa
sedangkan nilai pH netral memiliki nilai pH , bila nilai pH >7 menunjukan
zat tersebut memiliki sifat basa sedangkan nilai pH < 7 menunjukan derajat
kebasaan tertinggi.
Spesifikasi
Sensor Asam
Pada perencanaa sensor pH yang akan digunakan adalah jenis
Elektroda
(SKU
: SEN0161) dari DF Robot dengan spesifikasi sebagai berikut :
-
Daya Modul : 5V
-
Ukuran Modul : 43mm x 32mm
-
Jarak pengukuran : 0-14.0 pH
-
Pengukuran Suhu : 0-60 ºC
-
Akurasi : ± 0.1pH (25ºC)
-
Waktu tanggap : < 1 menit
-
Ph Sensor dengan Kabel BNC
-
Antarmuka pH 2.0 3 pin
-
LED Indikator Data
Prinsip
Kerja Sensor Ph
Prinsip kerja utama sensor pH meter terletak pada probe elektroda kaca (glass electrode) dengan jalan mengukur jumlah ion H3O+ di dalam larutan. Ujung elektroda kaca setebal 0,1 mm yang berbentuk bulat (bulb). Bulb ini dipasangkan dengan silinder kaca non-konduktor atau plastic memanjang diisi dengan larutan HCL. Didalam larutan HCL, terendam sebuah kawat elektrode panjang berbahan perak yang pada permukaannya terbentuk senyawa setimbang AgCL,kostantannya jumlah larutan HCL pada sistem ini membuat electrode Ag/AgCL memiliki nilai potemsial stabil.
a.
Temperature
Sensor
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 mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan
linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian
kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.
. Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35:
· Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier
antara tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam
celcius.
· Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC
pada suhu 25 ºC
· Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC
sampai +150 ºC.
·
Bekerja
pada tegangan 4 sampai 30 volt.
·
Memiliki
arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
·
Memiliki
pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 ºC pada udara
diam.
·
Memiliki
impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.
·
Memiliki
ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
Sensor suhu ini terkalibrasi dalam satuan
celcius dan mampu membaca nilai suhu dari 0˚C100˚C dan memiliki paraeter bahwa
setiap kenaikan 1˚C tegangan keluaran naik sebesar 10mV dengan batas maksimal
keluaran sensor adalah 1,5V pada suhu 150˚C. Pada perancangan menggunakan
mikrokontroler ATmega8535, ADC yang digunakan adalah 10 bit, artinya data yang
dihasilkan dari konversi adalah 0-1023. Untuk mengeluarkan output ADC dari
mikrokontroler menggnakan rumus sebagai berikut : Hasil konversi ADC = (Vin*1024)/Vref
Hasil output sensor kemudian akan diolah oleh mikrokontroler ATmega8535 yang
kemudian nilainya akan ditampilkan pada layar lcd. Pada perancangan
kakikakinya, kaki 1 terhubung power (0-5V), pin 2 sebagai output sensor yang
akan terhubung dengan mikrokontroller ATmega8535, sedangkan pin 3 terhubung
dengan ground.
Spesifikasi
LM35 :
· Dikalibrasi Langsung
dalam Celcius (Celcius)
· Faktor Skala Linear
+ 10-mV / ° C
· 0,5 ° C Pastikan
Akurasi (pada 25 ° C)
· Dinilai untuk
Rentang Penuh −55 ° C hingga 150 ° C
· Cocok untuk Aplikasi
Jarak Jauh
· Biaya Rendah Karena
Pemangkasan Tingkat Wafer
· Beroperasi Dari 4 V
hingga 30 V
· Pembuangan Arus
Kurang dari 60-μA
· Pemanasan Mandiri
Rendah, 0,08 ° C di Udara Diam
· Hanya Non-Linearitas
± ¼ ° C Tipikal
· Output Impedansi
Rendah, 0,1 Ω
untuk Beban 1-mA
Cara Kerja Sensor Suhu LM35
Dalam praktiknya proses antarmuka sensor LM35 dapat dikatakan sangat mudah.
Pada IC sensor LM35 ini terdapat tiga buah pin kaki yakni Vs, Vout dan pin
ground. Dalam pengoperasiannya pin Vs dihubungkan dengan tegangan sumber
sebesar antara 4 – 20 volt sementara pin Ground dihubungkan dengan ground dan
pin Vout merupakan keluaran yang akan mengalirkan tegangan yang besarnya akan
sesuai dengan suhu yang diterimanya dari sekitar.
Prinsip kerja
alat pengukur suhu ini, adalah sensor suhu difungsikan untuk mengubah besaran
suhu menjadi tegangan, dengan kata lain panas yang ditangkap oleh LM35 sebagai
sensor suhu akan diubah menjadi tegangan.
|
Source: |
Diagram
sirkuit ditunjukkan di atas. Secara singkat, ada dua transistor di tengah
gambar. Yang satu memiliki sepuluh kali luas emitor yang lain. Ini berarti ia
memiliki sepersepuluh dari kerapatan arus, karena arus yang sama mengalir
melalui kedua transistor. Ini menyebabkan tegangan melintasi resistor R1 yang
sebanding dengan suhu absolut, dan hampir linier melintasi rentang yang kita
pedulikan. Bagian "hampir" ditangani oleh sirkuit khusus yang
meluruskan grafik tegangan versus suhu yang sedikit melengkung.
Penguat di bagian atas memastikan bahwa tegangan di dasar transistor kiri
(Q1) sebanding dengan suhu absolut (PTAT) dengan membandingkan keluaran kedua
transistor. Amplifier di sebelah kanan mengubah suhu absolut (diukur dalam
Kelvin) menjadi Fahrenheit atau Celsius, tergantung pada bagiannya (LM34 atau
LM35). Lingkaran kecil dengan "i" di dalamnya adalah rangkaian sumber
arus konstan. Kedua resistor dikalibrasi di pabrik untuk menghasilkan sensor
suhu yang sangat akurat.
Dilihat dari
tipenya range suhu dapat dilihat sebagai berikut :
§
LM35, LM35A -> range
pengukuran temperature -55ºC hingga +150ºC.
§
LM35C, LM35CA ->
range pengukuran temperature -40ºC hingga +110ºC.
§
LM35D -> range
pengukuran temperature 0ºC hingga +100ºC.
Kelebihan LM 35 :
§ 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
Kekurangan LM 35:
§
Membutuhkan tegangan
untuk beroperasi.
grafik akurasi
lm35 terhadap suhu:
5. LCD
LCD (Liquid-Crystal Display) atau
Penampil Kristal Cair adalah layar panel datar atau perangkat optik elektronik termodulasi yang menggunakan sifat
modulasi cahaya dari kristal cair (liquid
crystal) yang dikombinasikan dengan polarizer. Kristal cair tidak memancarkan
cahaya secara langsung, melainkan
menggunakan lampu latar atau reflektor untuk menghasilkan gambar berwarna atau monokrom.
Spesifikasi :
·
Format tampilan
: 16 x 2 karakter
·
Pengontrol
bawaan : ST 7066 (atau setara)
·
Siklus kerja : 1/16
·
5 x 8 titik termasuk kursor
·
Supply + 5 V (juga tersedia untuk + 3 V)
·
LED dapat
digerakkan oleh pin 1, pin 2,
pin 15, pin 16 atau
A dan K
· N.V. opsional untuk supply + 3 V
6. Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen
elektronika yang dapat menghasilkan getaran suara berupa gelombang bunyi. Buzzer akan menghasilkan getaran suara
ketika diberikan sejumlah tegangan
listrik dengan taraf tertentu sesuai dengan spesifikasi bentuk dan ukuran
buzzer itu sendiri. Pada umumnya,
buzzer ini sering digunakan sebagai alarm karena penggunaannya yang cukup mudah yaitu dengan memberikan
tegangan input maka buzzer akan menghasilkan getaran suara berupa gelombang bunyi yang dapat
didengar.
Spesifikasi :
·
Nilai
tegangan : 6V DC
·
Tegangan pengoperasian : 4 hingga
8V DC
·
Arus : ≤30mA
·
Keluaran
suara pada 10cm : ≥85dB
·
Frekuensi
resonansi : 2300 ±300Hz
·
Nada
: Berkelanjutan
·
Suhu operasional : -25°C hingga
+80°C
·
Suhu penyimpanan : -30°C hingga +85°C
·
Berat : 2g
7. Battery
Baterai merupakan alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi serta mengeluarkan tenaganya dalam bentuk listrik. Baterai ialah perangkat yang mampu menghasilkan tegangan DC, yaitu dengan cara mengubah energi
kimia yang terkandung di dalamnya menjadi energi listrik melalui suatu reaksi elektrokimia, Redoks (Reduksi – Oksidasi). Baterai yang biasa dijual
(disposable/sekali pakai) ini mempunyai tegangan listrik 1,5 volt. Baterai
ada yang berbentuk
tabung ataupun kotak.
Spesifikasi :
·
Kapasitas nominal : 2200mAh (0.2Ca, debit)
·
Kapasitas minimum
: 2100mAh (0.2Ca, debit)
·
Tegangan nominal
: 3.7V
·
Metode pengisian : CC
– CV (tegangan konstan dengan
arus terbatas)
·
Pengisian arus : a. Biaya standar : 1300mA
b. Pengisian
cepat : 2600mA
·
Waktu pengisian daya : a. Biaya standar : 3jam
b. Pengisian cepat : 2.5jam
·
Maks.
mengisi arus : 2600mA
·
Maks. debit saat ini : 5200mA
·
Tegangan cut-off
discharge : 2.75V
·
Berat sel : maks. 47.0g
·
Dimensi sel : a. Diameter (maks.) : 18.40mm
b. Tinggi (maks.) : 65.00mm
2.
Motor Driver
Motor driver adalah sebuah modul yang
sering sekali digunakan untuk mengendalikan motor
DC. Dengan menggunakan motor driver dapat dengan mudah mengendalikan baik itu kecepatan maupun arah rotasi 2 motor
sekaligus. Motor driver dirancang menggunakan IC L298 Dual H-Bridge Motor Driver berisikan gerbang gerbang logika yang
sudah sangat populer dalam dunia
elektronika sebagai pengendali motor.
Spesifikasi :
• Tegangan supply:
4,5 V hingga 36 V
• Arus Keluaran:
600 mA Per Saluran
• Arus Keluaran
Puncak: 1,2 A Per Saluran
• Tegangan Pasokan
ke IC: 4,5 V hingga 7 V
• Waktu transisi:
300 ns (pada 5 V dan 24 V)
• Ukuran: 44 mm *
40 mm * 20 mm (P * L)
9. Motor Pump
Motor pump / pompa air adalah alat
untuk menggerakan air dari tempat bertekanan rendah ke tempat bertekanan yang lebih
tinggi. Pada dasarnya motor pump sama dengan motor DC pada umumnya, hanya saja sudah di-packing sedemikian rupa
sehingga dapat digunakan di dalam air.
Spesifikasi :
·
Nilai Tegangan
: DC 12V
·
Beban : Air
·
Penyerapan
air : 1L – 1.2L/min
·
Arus (dengan
beban) : Kurang
dari 320mA
·
Arus : 2.0LPM
·
Ukuran total :
D27 x 75mm
·
Diameter lubang air : 6.5mm
·
Tekanan maksimum
: Lebih dari 360mmHg
·
Kebisingan : Kurang dari <60dB
Tidak ada komentar:
Posting Komentar