Jemuran Otomatis Berbasis Arduino [PDF]

Citation preview

Makalah Jemuran Otomatis Berbasis Arduino



Mata Kuliah



: Mikroprosesor dan Mikrokontroler



Dosen Pembimbing : Dr. I Ketut Agung Enriko,ST.,M.Sc



Disusun Oleh Kelompok 3 : 1. Gymnastiar Putra Haningtyas



(20107008)



2. Muhammad Syeikhan Al Faridzi



(20107013)



3. Zakiy Setiawan



(20107017)



FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN ELEKTRO (FTTE) INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM PURWOKERTO JL. D.I. PANJAITAN 128 PURWOKERTO 2021 i



KATA PENGANTAR Assalamuallaikum Wr.Wb Salam sejahtera bagi kita semua, puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan nikmat serta hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan penulisan makalah ini dengan baik guna memenuhi tugas besar mata kuliah mikroprosesor dan mikrokontroler dengan topik “Jemuran Otomatis Berbasis Arduino”. Kami juga menyampaikan banyak terimakasih kepada bapak Dr. I Ketut Agung Enriko,ST.,M.Sc beserta asisten beliau, selaku dosen pembimbing serta pengampu mata kuliah mikrokontroler dan mikroprosesor yang telah membimbing kami sehingga kami dapat menyelesaikan penulisan makalah ini dengan baik. Dalam pembuatan makalah ini, tentu tidak lepas dari bantuan, dukungan, kritik, saran, serta doa yang tulus dari berbagai pihak. Kami selaku penulis juga mengucapkan banyak terimakasih kepada seluruh pihak yang turut berkontribusi dalam pembuatan makalah ini sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan makalah ini dengan baik, meskipun masih banyak terdapat kekurangan. Kami menyadari sepenuhnya bahwa makalah ini masih jauh dari kata sempurna dikarenakan keterbatasan pengalaman dan pengetahuan yang kami miliki. Oleh karena itu, kami selaku penulis sangat mengharapkan segala bentuk saran serta masukan yang bersifat membangun dari berbagai pihak khususnya pembaca makalah ini. Akhir kata kami berharap dengan pembuatan makalah ini, dapat



menambah



wawasan



dan



pengetahuan



mengaplikasikannya dalam kehidupan sehari – hari. Wasalamuallaikum Wr.Wb



ii



pembaca



serta



mampu



Daftar Isi BAB I PENDAHULUAN......................................................................................1 1.1



Latar Belakang..........................................................................................1



1.2



Rumusan Masalah.....................................................................................2



1.3



Tujuan Penulisan.......................................................................................3



1.4



Metode Rancangan....................................................................................3



BAB II PEMBAHASAN.......................................................................................5 2.1



Mikrokontroler Arduino............................................................................5



2.2



Sensor Hujan (Rains Sensor).....................................................................6



2.3



Sensor Cahaya (Photoresistor)..................................................................6



2.4



Motor DC..................................................................................................7



2.5



Motor Driver.............................................................................................8



2.6



Skema Rangkaian......................................................................................8



2.7



Cara Kerja Jemuran Otomatis...................................................................9



2.8



Flowchart Jemuran otomatis..................................................................10



2.9



Hasil Pengujian Alat................................................................................11



BAB III PENUTUP............................................................................................12 Kesimpulan.........................................................................................................12 Daftar Pustaka....................................................................................................12



iii



BAB I PENDAHULUAN 1.1



Latar Belakang Perkembangan teknologi dari tahun ke tahun mengalami kemajuan yang cukup signifikan dan sangat berperan dalam kehidupan sehari – hari. Seiring dengan pesat, menuntut setiap orang untuk bisa memenuhi kebutuhan setiap individu seiring dengan berjalannya waktu yang seringkali menuntut setiap orang untuk serba cepat dan tanggap dalam memenuhi setiap kebutuhannya. Dari setiap permasalahan yang muncul dalam kehidupan sehari – hari, membuat banyak ide – ide yang dapat dikembangkan terkait pengembangan teknologi guna memecahkan solusi dari



setiap



permasalahan



yang



muncul



dalam



kehidupan



serta



mempermudah manusia dalam melakukan aktivitas kehidupan sehari – hari. Beberapa contoh pengaplikasian teknologi yang dapat diterapkan guna mempermudah kehidupan sehari – sehari antara lain seperti alat monitoring peralatan listrik melalui Android, smart hand sanitizer, sistem keamanan rumah, smart garden dan lain – lain masih banyak lagi. Hujan merupakan salah satu fenomena alam yang tidak bisa lepas dari kehidupan manusia. Hujan terkadang datang secara tiba – tiba tanpa disadari oleh manusia yang dapat membawa beberapa kerugian pada beberapa pihak salah satunya pada usaha jasa laundry yang memanfaatkan panas cahaya matahari sebagai media sumber penghasilan, atau para ibu dan mahasiswa yang sedang menjemur pakaiannya. Hal tersebut dapat membawa kerugian baik rugi waktu maupun rugi biaya, contohnya disaat pakaian yang sedang dijemur sangat dibutuhkan sekali untuk kegiatan keesokan harinya tiba – tiba basah kehujanan dikarenakan kelalaian setiap orang untuk mengangkat jemurannya. Ketika seseorang sedang melakukan bepergian jauh dan meninggalkan jemuran di luar rumah, maka hal tersebut dapat menjadi kecemasan tersendiri terhadap pakaian yang sedang dijemur apakah nantinya akan kehujanan atau tidak. Dari permasalahan – permasalahan terkait basahnya pakaian yang bisa disebabkan karena kelalaian setiap individu dalam menjaga jemurannya agar tetap kering, muncullah ide untuk mengembangkan



1



smart home yang berupa jemuran otomatis yang dapat bekerja secara sendirinya tanpa perlu menjemur dan mengangkat secara manual. Smart home adalah suatu konsep teknologi yang terus dikembangkan agar dapat diimplementasikan pada kehidupan manusia sehari – hari. Definisi smart home secara umum adalah sebuah teknologi jaringan elektronik yang dapat saling terhubung antara perangkat elektronik dan peralatan-peralatan rumah tangga sehingga peralatan – peralatan rumah tangga yang terhubung ke dalam suatu sistem yang terintegrasi, dapat diawasi dan dikontrol secara terpusat sebagai sebuah mesin. Salah satu contoh smart home yaitu dapat berupa jemuran otomatis berbasis mikrokontroler arduino. Konsep dari jemuran otomatis ini, jemuran akan masuk ke rumah ketika sensor mendeteksi adanya air dan sinar matahari yang sedikit atau gelap, jemuran akan otomatis keluar sendiri ketika sensor sudah tidak mendeteksi adanya air dan kondisi intensitas cahaya yang cerah. Dengan adanya jemuran otomatis ini dapat membantu memudahkan pekerjaan seseorang terutama dalam menjaga jemuran pakaian agar tetap kering meskipun ditinggal bepergian jauh selain itu juga dapat meningkatkan efisiensi Jika seseorang meninggalkan jemurannya untuk pergi ke suatu tempat kemudian turun hujan tiba-tiba, itu akan sangat merugikan jikalau pakaian tersebut harus dipakai dalam waktu yang dekat. Jemuran otomatis tersebut



dilengkapi



dengan



mikrokontroler



Arduino



yang



dapat



dihubungkan dengan beberapa sensor yang mampu menangkap besaran – besaran fisis seperti air, cahaya, kelembaban, dan besaran lainnya kemudian besaran tersebut diubah menjadi besaran listrik yang kemudian akan diproses dalam mikrokontroler. 1.2



Rumusan Masalah 1. Komponen apa saja yang dibutuhkan dan bagaimana cara kerja dari setiap komponen yang digunakan dalam pembuatan jemuran otomatis ini?



2



2. Bagaimana cara menghubungkan antara satu komponen dengan komponen lain dan bagaimana cara mengendalikan komponen yang saling terhubung tersebut? 3. Bagaimana prinsip kerja pengaplikasian jemuran otomatis ini ke dalam konsep smart home? 1.3



Tujuan Penulisan 1. Menjelaskan komponen – komponen apa saja yang digunakan dalam perancangan prototipe jemuran otomatis dan kinerja dari setiap komponen tersebut. 2. Mengetahui skema perangkaian atau proses wiring dari prototipe jemuran otomatis berbasis Arduino. 3. Mengetahui bagaimana cara kerja dari perangkat jemuran otomatis dalam konsep smart home.



1.4



Metode Rancangan Untuk mencapai tujuan yang maksimal dari tugas besar ini, maka dibutuhkan suatu urutan untuk memperjelas seluruh permasalahan yang akan dikemukakan dalam penelitian tugas besar ini. Oleh karena itu kami menentukan langkah-langkah yang dapat memaksimalkan percobaan tugas besar ini antara lain sebagai berikut. 1. Pencarian ide dan sumber referensi terkait prototipe jemuran otomatis. 2. Persiapan alat dan bahan yang diperlukan antara lain : a. 1 Unit Board Mikrokontroler Arduino UNO R3 b. 1 Unit Raindrop Sensor c. 1 Unit Light Sensor (Photoresistor) d. 1 Unit Motor Stepper 28BYJ-48 e. 1 Unit Driver Motor ULN2003 f. Kabel jumper male to female secukupnya g. 1 Unit small breadboard 3. Proses perakitan atau wiring komponen – komponen yang sudah disiapkan.



3



4. Penulisan source code pada software Arduino IDE, dilanjutkan dengan upload program yang sudah terverifikasi ke hardware Arduino. 5. Penyesuaian antara jarak jemuran dengan jumlah rotasi motor stepper, dengan cara mengubah – ubah pergerakan motor di dalam program. 6. Menempatkan seluruh komponen – komponen yang saling terhubung dan sudah dapat berjalan sesuai dengan fungsinya masing – masing ke dalam rumah tiruan, sehingga terciptalah sebuah prototipe jemuran otomatis berbasis Arduino.



4



BAB II PEMBAHASAN 2.1



Mikrokontroler Arduino



Gambar Board Arduino dan Bagian - Bagiannya Arduino adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328. Arduino Uno dapat menjalankan beberapa fungsi seperti pengendalian, pembacaan input sensor, pengeluaran sinyal output, dan fungsi lainnya. Mikrokontroler ATmega328 pada papan Arduino dapat diprogram dengan bantuan bahasa pemrograman Arduino dan IDE (Integrated Development Environment ). Proyek Arduino dapat berkomunikasi dengan perangkat lunak saat berjalan di PC. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang diubah menjadi DC dengan bantuan power supply atau baterai untuk memberikan tegangan input pada Arduino sehingga dapat dijalankan



5



2.2



Sensor Hujan (Rains Sensor)



Gambar Sensor Hujan Sensor hujan atau raindrops sensor adalah suatu perangkat yang dapat mendeteksi ada tidaknya air, tidak hanya air huja saja sehingga sensor ini juga bisa disebut sebagai water sensor. Pada modul sensor hujan ini,terdapat IC comparator LM393 dimana I/O dapat berlogika 1 atau 0 (biner) sehingga sensor hujan ini nilai keluarannya dapat berupa digital maupun analog. Selain itu, pada modul sensor huja ini juga dilengkapi dengan sebuah variabel resistor yang dapat mempengaruhi sensitivitas dari sensor ini, cukup dengan menggeser atau memutar variabel resistor, maka sensitivitas sensor hujan ini akan berbeda. Prinsip kerja dari modul sensor hujan ini yaitu pada saat ada air hujan turun dan mengenai panel sensor maka akan terjadi proses elektrolisasi oleh air hujan. Dan karena air hujan termasuk dalam golongan cairan elektrolit yang dimana cairan tersebut akan menghantarkan arus listrik. 2.3



Sensor Cahaya (Photoresistor)



Gambar Sensor Cahaya (LDR) 6



Sensor cahaya ini termasuk ke dalam salah satu jenis variabel resistor yaitu LDR (Light Dependent Resistance) dikarenakan nilai hambatan dari sensor cahaya ini berubah – ubah dipengaruhi oleh banyaknya intensitas cahaya. Prinsip kerja dari sensor cahaya ini, ketika sensor mendeteksi sejumlah intensitas cahaya yang cukup banyak, maka nilai hambatan dari sensor cahaya ini akan menurun sampai pada range ± 500 Ω bahkan sampai 0 Ω, karena hambatannya tidak terlalu besar maka arus listrik dari sensor cahaya ini dapat mengalir dengan baik. Sedangkan jika sensor cahaya ini hanya sedikit mendeteksi intensitas cahaya atau bahkan sama sekali tidak mendeteksi adanya cahaya, maka resistansi dari sensor cahaya ini akan naik mencapai kisaran 200 kΩ. Sehingga dapat menyebabkan arus listrik tidak mengalir karena hambatannya cukup besar. 2.4



Motor DC



Gambar Motor Stepper 28BYJ-48 Motor stepper adalah jenis motor yang gerakan rotasinya didasarkan pada langkah-langkah diskrit. Input ke motor stepper berasal dari pulsa digital. Langkah-langkah yang mengontrol motor berasal dari struktur kumparan yang disusun dalam kelompok yang disebut fase. Ketika motor dihidupkan secara terus menerus, motor dapat berputar. Motor stepper mengubah sinyal listrik menjadi gerakan mekanis diskrit. Motor stepper bergerak secara teratur dalam langkah-langkah. Torsi 7



motor stepper tidak sebesar motor DC namun, motor jenis ini lebih akurat dalam putarannya. Kecepatan gerakan stepper dinyatakan sebagai jumlah langkah (step) per detik. 2.5



Motor Driver



Gambar Motor Driver ULN2003   Motor Driver ULN2003 merupakan sebuah modul driver untuk mengendalikan pergerakan motor stepper dengan IC ULN2003. IC ULN 2003 merupakan IC penguat arus yang didalamnya menggunakan konfigurasi transistor darlington. Motor driver ini juga berperan dalam pembangikatan pulsan – pulsa input secara bertahap (periodik) pada motor stepper. Motor driver ini membutuhkan supply tegangan sebesar 5 – 12 V. 2.6



Skema Rangkaian



Gambar Skema Wiring Rangkaian Jemuran Otomatis 8



2.7



Cara Kerja Jemuran Otomatis



Gambar Diagram Blok Kinerja Jemuran Otomatis Dari diagram blok kinerja jemuran otomatis di atas, cara kerja jemuran otomatis ini dapat diawali dengan proses pembacaan sensor. Sensor cahaya yang berupa modul LDR (Light Dependent Resistance) akan mendeteksi atau membaca besaran fisis yang berupa intensitas cahaya. Semakin besar intensitas cahaya yang diterima oleh sensor cahaya, maka nilai hambatan dari sensor cahaya akan semakin mengecil sehingga kuat arus listrik dari sensor cahaya ke mikrokontroler semakin kuat. Jika intensitas cahaya yang dideteksi oleh sensor cahaya semakin sedikit atau bahkan tidak ada cahaya sama sekali, maka nilai hambatan dari sensor cahaya akan semakin bertambah besar sehingga kuat arus listrik dari sensor cahaya ke mikrokontroler semakin lambat bahkan tidak ada arus listriknya. Sensor hujan yang berupa panel kecil yang dilengkapi dengan modul sensor, akan mendeteksi atau membaca besaran fisis yang berupa air, baik itu air hujan maupun air jenis yang lain. Pada saat panel sensor huja terkena air, maka akan terjadi proses elektrolisasi oleh air tersebut. Dan karena air termasuk dalam golongan cairan elektrolit maka cairan tersebut akan menghantarkan arus listrik. Dan ketika panel sensor huja tidak mendeteksi adanya air, maka tidak akan terjadi proses elektrolisasi.



9



Selanjutnya, data dari hasil pembacaan sensor cahaya dan sensor hujan tersebut akan dikirimkan ke mikrokontroler Arduino untuk diproses selanjutnya. Fungsi dari mikrokontroler Arduino pada perangkat jemuran otomatis ini yaitu sebagai penerima dan pengolah sinyal input dari sensor dan mengendalikan aktuator yang berupa motor DC. Setelah melakukan pengolahan pada data input dari sensor tadi, Arduino akan mengirimkan perintah kepada motor driver. Fungsi utama dari motor driver ini adalah mengendalikan atau mengatur pergerakan (rotasi) dari motor DC, sehingga jika suatu motor DC tidak dikendalikan oleh sebuah motor driver, maka motor DC tersebut akan berputar secara terus menerus searah jarum jam tanpa berhenti. Sehingga dengan adanya motor driver ini, rotasi dari motor DC yang dipakai dapat dibatasi atau diatur pergerakannya bisa diatur untuk berotasi maju yang menyebabkan jemuran keluar maupun rotasi mundur yang dapat menyebabkan jemuran masuk ke dalam rumah.



Jemuran akan keluar rumah apabila sensor



cahaya mendeteksi intensitas cahaya yang cukup banyak dan sensor hujan tidak mendeteksi adanya air, kondisi tersebut masuk ke kategori cuaca cerah atau kering dan tidak hujan. Selain dari kondisi cerah dan tidak hujan, maka jemuran akan masuk dan tetap berada di dalam rumah sampai kondisi cuaca berubah menjadi cerah dan tidak hujan. 2.8



Flowchart Jemuran otomatis



10



Gambar Flowchart Program Jemuran Otomatis 2.9



Hasil Pengujian Alat Tabel Hasil Pengujian Jemuran Otomatis No.



Sensor Cahaya



Sensor Hujan



Motor DC



Jemuran



1.



Cerah



Kering



Rotasi Maju



Keluar



2.



Cerah



Basah



Rotasi



Masuk



Mundur 3.



Gelap



Kering



Rotasi



Masuk



Mundur 4.



Gelap



Basah



Rotasi Mundur



11



Masuk



BAB III PENUTUP Kesimpulan Perangkat jemuran otomatis ini dibuat berfungsi untuk mempermudah pekerjaan manusia dalam menjaga keamanan jemuran dari cuaca hujan yang datang secara tiba – tiba. Sensor cahaya akan mendeteksi intensitas cahaya, sedangkan sensor hujan akan mendeteksi ada tidaknya air. Hasil pembacaan dari kedua sensor tersebut akan dikirimkan ke Arduino sebagai sinyal input. Jika hasil dari pembacaan sensor cahaya dan sensor hujan memenuhi standar kondisi cuaca yang cerah dan tidak hujan, maka Arduino akan memerintahkan motor driver untuk menggerakan motor DC berotasi maju sehingga jemuran dapat keluar rumah. Jika hasil dari pembacaan sensor cahaya dan sensor hujan tidak memenuhi standar kondisi cuaca yang cerah dan tidak hujan, maka Arduino akan memerintahkan motor driver untuk menggerakan motor DC berotasi mundur sehingga jemuran dapat masuk ke dalam rumah dan akan otomatis keluar sendiri sampai kondisi cuacanya berubah menjadi cerah dan tidak hujan, jika kondisi cuacanya tidak berubah menjadi cerah dan tidak hujan, maka jemuran akan tetap berada di dalam rumah. Daftar Pustaka 1.



A. Afandi and F. Afifah, “Rancang Bangun Sistem Jemuran Otomatis Berbasis Arduino Uno,” J. Kaji. Tek. Elektro, vol. 3, no. 2, pp. 104–113, 2018.



2.



W. M. Jayafebra, “Smart Jemuran Atau Pelindung Otomatis Pada Jemuran Berbasis Mikrokontroler Arduino,” vol. 6, pp. 6–11, 2018.



3.



E. Mufida, S. Nurajizah, and A. Abas, “Pengendali Atap Jemuran Otomatis Dengan



Sensor



Cahaya



Berbasiskan



Mikrokontroler



Atmega16,”



Informatics Educ. Prof., vol. 1, no. 2, pp. 163–172, 2017. 4.



D. Siswanto and S. Winardi, “Jemuran Pakaian Otomatis Menggunakan Sensor Hujan,” Narodroid, vol. 1, no. 2, pp. 66–73, 2015.



5.



T. M. Banjarnahor, Sumarno, B. E. Damanik, I. Gunawan, and I. O. Kirana, “Jemuran Pintar Dengan Sensor Ldr, Sensor Hujan, Sensor Suhu Dan



12



Sensor KecepatanAngin Berbasis Arduino,” Bits, vol. 1, no. 2, pp. 75–81, 2019.



13