TUGAS BESAR : APLIKASI KONTROL PEMADAM KEBAKARAN DENGAN INPUT SENSOR API DAN SENSOR ASAP SERTA OUTPUT MOTOR AC (POMPA AIR), BUZZER DAN LCD



a) Mampu membuat simulasi dengan proteus tentang aplikasi kontrol pemadam kebakaran
b) Mampu merancang alat pengontrol pemadam kebakaran dengan input sensor API dan sensor asap serta output motor AC, buzzer, dan LCD

a) Arduino



b) Motor DC (pompa air)


c) Flame sensor



d) Gas sensor MQ-2


e) Buzzer

f) Resistor



f) LCD (LM016L)

- Keterangan

1.      GND : catu daya 0Vdc

2.      VCC : catu daya positif

3.      Constrate : untuk kontras tulisan pada LCD

4.      RS atau Register Select :

·         High : untuk mengirim data

·         Low : untuk mengirim instruksi

5.      R/W atau Read/Write

·         High : mengirim data

·         Low : mengirim instruksi

·         Disambungkan dengan LOW untuk pengiriman data ke layar

6.      E (enable) : untuk mengontrol ke LCD ketika bernilai LOW, LCD tidak dapat diakses

7.      D0 – D7 = Data Bus 0 – 7

8.      Backlight + : disambungkan ke VCC untuk menyalakan lampu latar

9.      Backlight – : disambungkan ke GND untuk menyalakan lampu latar


g) LED





A) Arduino UNO R3

        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, dan 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.

        Uno berbeda dengan semua board sebelumnya dalam hal koneksi USB-to-serial yaitu meng-gunakan fitur Atmega8U2 yang diprogram sebagai konverter USB-to-serial berbeda dengan board sebelumnya yang menggunakan chip FTDI driver USB-to-serial.

        Nama “Uno” berarti satu dalam bahasa Italia, untuk menandai peluncuran Arduino 1.0. Uno dan versi 1.0 akan menjadi versi referensi dari Arduino. Uno adalah yang terbaru dalam serangkaian board USB Arduino, dan sebagai model referensi untuk platform Arduino, untuk perbandingan dengan versi sebelumnya, lihat indeks board Arduino.

 

Daya

        Arduino Uno dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal (otomatis). Eksternal (non-USB) daya dapat berasal baik dari AC-ke adaptor-DC atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan menancapkan plug jack pusat-positif ukuran 2.1mm konektor POWER. Ujung kepala dari baterai dapat dimasukkan kedalam Gnd dan Vin pin header dari konektor POWER.

        Kisaran kebutuhan daya yang disarankan untuk board Uno adalah7 sampai dengan 12 volt, jika diberi daya kurang dari 7 volt kemungkinan pin 5v Uno dapat beroperasi tetapi tidak stabil kemudian jikadiberi daya lebih dari 12V, regulator tegangan bisa panas dan dapat merusak board Uno.

Pin listrik adalah sebagai berikut:

  • VIN. Tegangan masukan kepada board Arduino ketika itu menggunakan sumber daya eksternal (sebagai pengganti dari 5 volt koneksi USB atau sumber daya lainnya).
  • 5V. Catu daya digunakan untuk daya mikrokontroler dan komponen lainnya.
  • 3,3V. Sebuah pasokan 3,3 volt dihasilkan oleh regulator on-board.
  • GND. Ground pin.

Memori

        ATmega328 memiliki 32 KB (dengan 0,5 KB digunakan untuk bootloader), 2 KB dari SRAM dan 1 KB EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis dengan EEPROM liberary).

Input dan Output

        Masing-masing dari 14 pin digital di Uno dapat digunakan sebagai input atau output, dengan menggunakan fungsi pinMode (), digitalWrite (), dandigitalRead (), beroperasi dengan daya 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima maksimum 40 mA dan memiliki internal pull-up resistor (secara default terputus) dari 20-50 kOhms. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus:

  • Serial : 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) TTL data serial. Pin ini dihubungkan ke pin yang berkaitan dengan chip Serial ATmega8U2 USB-to-TTL.
  • Eksternal menyela : 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interrupt pada nilai yang rendah, dengan batasan tepi naik atau turun, atau perubahan nilai. Lihat (attachInterrupt) fungsi untuk rincian lebih lanjut.
  • PWM : 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan output PWM 8-bit dengan fungsianalogWrite ().
  • SPI : 10 (SS), 11 (Mosi), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakan SPI library.
  • LED : 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin bernilai nilai HIGH, LED on, ketika pin bernilai LOW, LED off.

       Uno memiliki 6 masukan analog, berlabel A0 sampai dengan A5, yang masing-masing menyediakan 10 bit dengan resolusi (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus:

  • I2C : A4 (SDA) dan A5 (SCL). Dukungan I2C (TWI) komunikasi menggunakan perpustakaan Wire.
  • Aref : Tegangan referensi (0 sampai 5V saja) untuk input analog. Digunakan dengan fungsi analogReference ().
  • Reset : Bawa baris ini LOW untuk me-reset mikrokontroler.
B) Motor DC (pompa air)

    Secara teori, Motor DC adalah Motor listrik yang membutuhkan suplai tegangan arus searah atau arus DC (Direct Current) pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor tersebut disebut stator, dan kumparan jangkar disebut rotor. Pada percobaan ini menggunakan motor DC dengan tipe pompa air.

Gambar Motor DC

C) Flame Sensor
Gambar Flame Sensor



    Sensor api adalah sensor yang dirancang untuk mendeteksi dan menanggapi keberadaan api dan memungkinkan mendeteksi api. Respons terhadap nyala api yang terdeteksi bergantung pada pemasangan, tetapi dapat mencakup membunyikan alarm, menonaktifkan saluran bahan bakar (seperti propana atau saluran gas alam), dan mengaktifkan sistem pencegah kebakaran. Ketika digunakan dalam aplikasi seperti tungku industri, perannya adalah untuk memberikan konfirmasi bahwa tungku bekerja dengan benar; dalam hal ini mereka tidak melakukan tindakan langsung di luar memberi tahu operator atau sistem kontrol. Detektor api seringkali dapat merespon lebih cepat dan lebih akurat daripada detektor asap atau panas karena mekanisme yang digunakan untuk mendeteksi nyala api


D) Gas sensor MQ-2

Gambar Sensor MQ-2




    Sensor MQ-2 adalah sensor yang digunakann untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor gas asap MQ-2 dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpotnya. Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas baik di rumah maupun di industri. Gas yang dapat dideteksi diantaranya : LPG, i-butane, propane, methane , alcohol, Hydrogen, smoke.

E) Buzzer

Gambar Buzzer


    Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

F) Resistor

Gambar Resistor


    Resistor atau hambatan yaitu salah satu komponen elektronika yang punya nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Sebuah resistor biasanya terbuat dari bahan campuran Carbon. Tapi tidak sedikit juga resistor yang terbuat dari kawat nikrom, sebuah kawat yang punya resistansi yang cukup tinggi dan tahan pada arus kuat. Contohnya, penggunaan kawat nikrom bisa dilihat pada elemen pemanas setrika. Jika elemen pemanas tersebut dibuka, maka ada seutas kawat spiral yang biasa disebut dengan kawat nikrom.

Satuan Resistor yaiti Ohm (Ī©) yang merupakan satuan SI buat Resistansi listrik.

Fungsi Resistor

Ada beberapa fungsi dari Resistor yang harus kamu ketahui, yaitu:

~ Fungsi resistor yaitu buat membatasi arus listrik yang mengalir.

~ Fungsi resistor buat aplikasi DC yang membutuhkan keakuratan yang sangat tinggi. Contoh, aplikasi penggunaan resistor ini yaitu DC Measuring equipment, dan reference gulators buat voltage regulator dan decoding Network.

~ Fungsi resistor sebagai standart didalam verifikasi keakuratan dari suatu alat ukur resistive.

~ Fungsi resistor buat pengatur tegangan output pada power supplay.

~ Fungsi resistor buat aplikasi power, karena membutuhkan frekuensi respon yang baik, daya yang tinggi dan nilai yang lebih besar dari pada power wirewound resistor.

~ Fungsi resistor pembagi tegangan.

 

Karakteristik Resistor

Ada beberapa karakteristik utama pada sebuah resistor, yaitu sebagai berikut:

~ Resistansi terhadap daya listrik yang dapat boros

~ Koefisien suhu, desah listrik, dan induktansi

~ Resistor bersifat resistif

~ Terbuat dari bahan karbon



G) LCD (LM016L)

Gambar Konfigurasi LCD LM016L


    LCD (Liquid Crystal Display) atau display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD merupakan lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertical depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan.13 Bentuk fisik dari LCD 20x4 ditunjukkan pada gambar di bawah

Fungsi Pin LCD (Liquid Cristal Display)

Pada LCD terdiri dari pin- pin sebagai berikut:

~ DB0 – DB7 adalah jalur data (data bus) yang berfungsi sebagai jalur komunikasi untuk mengirimkan dan menerima data atau instruksi dari mikrokontroler ke modul LCD.

~ RS adalah pin yang berfungsi sebagai selektor register (register sellect) yaitu dengan memberikan logika low (0) sebagai register perintah dan logika high (1) sebagai register data.

~ R/W adalah pin yang berfungsi untuk menentukan mode baca atau tulis dari data yang terdapat pada DB0 – DB7 yaitu dengan memberikan logika low (0) untuk fungsi read dan logika high (1) untuk mode write.

~ Enable (E), berfungsi sebagai Enable Clock LCD, logika 1 setiap kali pengiriman atau pembacaan data.


g) LED

Light Emitting Diode atau yang sering disingkat LED merupakan sebuah komponen elektromagnetik yang dapat memancarkan cahaya monokromatik melalui tegangan maju. LED terbuat dari bahan semi konduktor yang merupakan keluarga dioda. LED dapat memancarkan berbagai warna, tergantung dari bahan semikonduktor yang digunakan. LED juga dapat memancarkan cahaya inframerah yang tak tampat, seperti pada remote TV.

Cara Kerja

    Cara kerja dari LED hampir sama dengan keluarga dioda yang memiliki dua kutub, yaitu Kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias foward) dari Anoda ke Katoda. LED sendiri terdiri atas sebuah chip semikonduktor yang didopping, sehingga menciptakan junction antara kutub P dan kutub N. Proses dopping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan impurity / ketidakmampuan pada semikonduktr yang murni, sehingga dapat emnghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan.

a) Gambar Rangkaian


b) Cara Kerja

    Pada simulasi ini, prinsip kerjanya yaitu menggunakan dua input berupa sensor api dan sensor gas. jadi ketika kedua sensor ini mendeteksi adanya api dan gas, maka sinyal inputan berupa sinyal digital akan masuk ke mikrokontroler dan memberikan perintah 2 buzzer menyala, dan motor dc berupa pompa air akan aktif untuk mengeluarkan air kemudian lampu indikator merah dan kuning menyala. selain itu saat api dan gas terdeteksi, nantinya pada LCD akan muncul tulisan "WARNING!I!" “THERE'S A FIRE”- "ASAP: TERDETEKSI" "BE CAREFUL". Jika hanya sensor gas yang terdeteksi, maka lampu indikator kuning menyala dan 1 buzer  juga akan menyala, dan pada LCD akan tampil pemberitahuan berupa kalimat "ASAP : TERDETEKSI" "BE CAREFUL". Jika yang terdeteksi hanya api, maka indikator berupa LED merah akan menyala dan 2 buzzer akan menyala, kemudian pada LCD akan tampil "WARNING!I!" “THERE'S A FIRE”, sedangkan jika kedua sensor tidak mendeteksi apa apa, maka mikrokontroler akan memberi perintah untuk komponen lainnya tidak aktif dan pada LCD akan muncul tulisan “ASAP : UNDETECTED” - "API : UNDETECTED".



c) Flowchart




c) Video Simulasi




d) Download File

Tidak ada komentar:

Posting Komentar