BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Sejalan dengan perkembangan otomotif, jumlah kendaraan bermotor di Indonesia cenderung naik. Peningkatan keselamatan pada saat berkendaraan semakin di utamakan untuk menghindari kecelakaan sesama pengendara. Pada proyek akhir ini mengambil topik tentang perancangan Pengatur ON/OFF Semi-Otomatis Pada Lampu Sein Sepeda Motor Dengan Sensor Limit Switch Berbasis Aduino Uno. Limit switch akan memberi kode biner kepada Arduino Uno yang akan secara otomatis mematikan lampu sein pada sepeda motor. Lampu sein pada sepeda motor akan mati sendiri setelah sepeda motor membelokan setang kemudi. Dengan kata lain alat ini akan diaplikasikan sebagai pengatur lampu sein setelah kemudi berada pada posisi normal (lurus). Pengaturan lampu sein biasanya dengan menggunakan saklar untuk menghidupkan dan memadamkan lampu sein. Namun ada kalanya orang lupa mematikan lampu sein yang masih menyala setelah berbelok. Apabila itu terjadi kepada kebanyakan pengguna sepeda motor bisa menimbulkan kecelakaan lalu lintas karena terjadi salah komunikasi sesama pengendara. Untuk menghindari kecelakaan lalu lintas, maka dalam pengerjaan proyek akhir ini dibuat dan dibahas rangkaian semi-otomatis untuk mengendalikan lampu sein sepeda motor. B. Maksud dan Tujuan Maksud dan tujuan dari pembuatan alat pengatur lampu sein ini bertujuan untuk menciptakan lampu sein dengan sistem modern, berupa lampu sein pintar dengan menggunakan sensor limit switch dimana akan beroperasi setelah stang kemudi motor berbelok untuk upaya mengantisipasi orang lupa mematikan lampu sein. C. Batasan Masalah Batasan masalah yang digunakan untuk memperjelas ruang lingkup 1
2
penelitian perancangan alat Pengatur Lampu Sein ini adalah sebagai berikut: 1. Yang menjadi sasaran utama adalah lampu sein sepeda motor. 2. Menggunakan sensor limit switch untuk aktifasi indikator dari peralatan tersebut. 3. Lampu sein sebagai indikasi untuk berbelok arah. D. Metode Penulisan Dalam pelaksanaan penulisan laporan proyek akhir ini digunakan beberapa metode penulisan, yaitu: 1. Studi Kepustakaan Dalam pembuatan laporan proyek akhir ini, membutuhkan dasar-dasar teori yang menunjang. Untuk itu diperlukan bebragai macam literatur,baik dari buku,internet maupun dari sumber-sumber lain. 2. Metode Perancangan Metode perancangan meliputi perancangan desain rangkaian dan mencoba berbagai macam rancangan agar alat dapat bekeraja dengan baik dan efisien. 3. Penelitian Laboratorium Pada metode ini, dilakukan percobaan dan pengamatan pada tugas yang dibuat untuk memperoleh data-data yang akurat dan sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan.
E. Sistematika Penulisan Laporan Sistematika penulisan laporan proyek akhir ini dikelompokkan menjadi lima bab, yaitu sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN Membahas tentang latar belakang judul proyek akhir,permasalah,maksud
3
dan tujuan,batasan masalah,metodeologi penulisan serta sistematika penulisan. BAB II DASAR TEORI Membahas teori-teori dasar dan yang mendukung perancangan pembuatan pengatur lampu sein dengan sensor limit switch berbasis Arduino Uno BAB III PERANCANGAN ALAT Membahas tentang perancangan dan membuat alat sesuai desain yang diinginkan. BAB IV PENGAMATAN DAN ANALISIS Berisi data-data pengamatan pengujian pada bagian-bagian tertentu dari keseluruhan rangkaian,serta pembahasan atau analisis data hasil dari pengujian
dengan
melakukan
perbandingan
terhadap
teori
yang
mendukung. BAB V PENUTUP Berisi tentang kesimpulan berdasarkan hasil pembahasan dari bab sebelumnya dan saran-saran yang dianggap perlu untuk penyempurnaan alat dan laporan yang di buat. DAFTAR PUSTAKA Berisi tentang refrensi-refrensi yang dipakai oleh penulis sebagai acuan dan poenunjang serta parameter yang mendukung penyelesaian masalah ini baik secara praktis maupun teoritis. LAMPIRAN Berisi tentang dokumen tambahan yang dilampirkan ke dokumen utama.
BAB II LANDASAN TEORI A. Arduino Uno R3 Arduino Uno R3 adalah papan mikrokontroler berdasarkan Atmega328, yang memiliki 14 digital pin input/output (6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 pin input analog, dengan 16 MHz kristal keramik, koneksi USB, jack DC power supply, header ICSP, dan tombol reset. Papan Arduino Uno R3 ini bersifat open source hardware dan software, sehingga mudah dalam melakukan pengembangan produk dari segi software dan modifikasi alat dalam segi hardware. Didirikan di Ivrea Italia oleh Massimo Banzi dan David Cuartielles sebagai Founder. Gambar 2.4 merupakan bentuk fisik Arduino Uno R3.
Gambar 2. 1 Arduino uno R3 Adapun kelebihan yang dimiliki oleh Arduino Uno R3 ini sehingga dipilih menjadi kendali utama dalam pembuatan alat ini adalah: 1. Mudah dalam hal memprogram
4
5
Arduino memiliki bahasa pemrograman sendiri yaitu bahasa processing dan wiring platform yang lebih sederhana dari bahasa C yang menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga mudah bagi para pemula. 2. Harga terjangkau Harga yang ditawarkan untuk sebuah Arduino Uno R3 bervariasi yaitu sekitar Rp. 150.000,- sampai dengan Rp. 350.000,- harga ini relatif murah untuk harga sebuah modul. 3. Memiliki program Boot Loader Semua produk Arduino secara default sudah terinstal program boot loader, yang berfungsi sebagai penghubung antara IDE (Integrated Development Environment) Arduino yang merupakan aplikasi untuk melakukan editor, compiler serta uploader, sehingga modul Arduino dapat diprogram berulang kali dengan mikrokontrolernya, dan tidak perlu menggunakan perangkat chip programmer. 4. Memiliki Kumpulan Library Kumpulan library yang dimiliki Arduino cukup lengkap sehingga mempermudah dalam proses pemrogramannya bagi pemula, serta contoh programnya juga sudah cukup banyak. 5. Proteksi Arus lebih USB Arduino Uno memiliki proteksi arus lebih port USB komputer sendiri yaitu sebuah sekering. Jika arus yang diterima oleh port USB lebih dari 500mA sekering secara otomatis akan memutuskan koneksi dari komputer sampai hubung pendek atau beban lebih hilang. 6. Komunikasi Arduino Uno memiliki fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lain. Komunikasi serial tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Firmware Arduino menggunakan USB driver standar COM dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan. Arduino juga mendukung komunikasi I2C (Inter Integrated Circuit) SPI (Serial Pheriperal Interface).
6
Fungsi ini digunakan untuk melakukan komunikasi inteface pada sistem. Berikut tabel 2.1 menunjukan spesifikasi arduino uno R3. Tabel 2. 1 Spesifikasi arduino uno R3
B. Limit Switch Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang berfungsi menggantikan tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar Push ON yaitu hanya akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat katup tidak ditekan. Limit switch termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut. Penerapan dari limit switch adalah sebagai sensor posisi suatu benda (objek) yang bergerak.
7
Prinsip kerja limit switch diaktifkan dengan penekanan pada tombolnya pada batas/daerah yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan atau penghubungan rangkaian dari rangkaian tersebut. Limit switch memiliki 2 kontak yaitu NO (Normally Open) dan kontak NC (Normally Close) dimana salah satu kontak akan aktif jika tombolnya tertekan. Konstruksi dan simbol limit switch dapat dilihat seperti gambar di bawah.
Gambar 2. 2 Limit Switch
C. Relay Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk menggerakan sejumlah kontaktor yang tersusun atau sebuah saklar elektronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya. Kontaktor akan tertutup (menyala) atau terbuka (mati) karena efek induksi magnet yang dihasilkan kumparan (induktor) ketika dialiri arus listrik. Berbeda dengan saklar, pergerakan kontaktor (on atau off) dilakukan manual tanpa perlu arus listrik.
Gambar 2. 3 Relay
8
Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :
Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)
Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)
D. Transistor Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Gambar 2. 4 Transistor
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu basis (B), emitor (E) dan kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output kolektor. Transistor sebenarnya berasal dari kata “transfer” yang berarti pemindahan dan “resistor” yang berarti penghambat. Dari kedua kata tersebut dapat kita simpulkan, pengertian transistor adalah pemindahan atau peralihan bahan setengah penghantar menjadi suhu tertentu. Transistor pertama kali ditemukan pada tahun 1948 oleh William Shockley, John Barden dan W.H, Brattain.
9
E. Resistor Resistor adalah komponen elektronika yang memang didesain memiliki dua kutup yang nantinya dapat digunakan untuk menahan arus listrik apabila di aliri tegangan listrik antara kedua kutub tersebut. Resistor biasanya banyak digunakan sebagai bagian dari sirkuit elektronik. Tak cuma itu, komponen yang satu ini juga yang paling sering digunakan di antara komponen lainnya. Resistor adalah komponen yang terbuat dari bahan isolator yang didalamnya mengandung nilai tertentu sesuai dengan nilai hambatan yang diinginkan. Bentuk dari resistor sendiri saat ini ada bermacam-macam. Yang paling umum dan sering di temukan di pasaran adalah berbentuk bulat panjang dan terdapat beberapa lingkaran warna pada body resistor. Ada 4 lingkaran yang ada pada body resistor. Lingkaran warna tersebut berfungsi untuk menunjukan nilai hambatan dari resistor.
Gambar 2. 5 Resistor
Karakteristik utama resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Sementara itu, karakteristik lainnya adalah koefisien suhu, derau listrik (noise) dan induktansi. Resistor juga dapat di integrasikan ke dalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit, bahkan bisa juga menggunakan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki resistor tergantung pada desain sirkuit itu sendiri, daya
10
resistor yang dihasilkan juga harus sesuai dengan kebutuhan agar rangkaian tidak terbakar. F. Kapasitor Kapasitor adalah perangkat komponen elektronika yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik dan terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh bahan
penyekat
(dielektrik)
pada
tiap
konduktor
atau
yang
disebut
keping. Kapasitor biasanya disebut dengan sebutan kondensator yang merupakan komponen listrik dibuat sedemikian rupa sehingga mampu menyimpan muatan listrik.
Gambar 2. 6 Kapasitor
Prinsip kerja kapasitor pada umunya hampir sama dengan resistor yang juga termasuk ke dalam komponen pasif. Komponen pasif adalah jenis komponen yang bekerja tanpa memerlukan arus panjar. Kapasitor sendiri terdiri dari dua
11
lempeng logam (konduktor) yang dipisahkan oleh bahan penyekat (isolator). Penyekat atau isolator banyak disebut sebagai bahan zat dielektrik.
Zat dielektrik yang digunakan untuk menyekat kedua komponen tersebut berguna untuk membedakan jenis-jenis kapasitor. Di dunia ini terdapat beberapa kapasitor yang menggunakan bahan dielektrik, antara lain kertas, mika, plastik cairan dan masih banyak lagi bahan dielektrik lainnya. Dalam rangkaian elektronika, kapasitor sangat diperlukan terutama untuk mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang mengandung kumparan. Selain itu, kapasitor juga dapat menyimpan muatan atau energi listrik dalam rangkaian, dapat memilih panjang gelombang pada radio penerima dan sebagai filter dalam catu daya (power supply). Fungsi kapasitor dalam rangkaian elektronik sebagai penyimpan arus atau tegangan listrik. Untuk arus DC, kapasitor dapat berfungsi sebagai isolator (penahan arus listrik), sedangkan untuk arus AC, kapasitor berfungsi sebagai konduktor (melewatkan arus listrik). Dalam penerapannya, kapasitor banyak di manfaatkan sebagai filter atau penyaring, perata tegangan yang digunakan untuk mengubah AC ke DC, pembangkit gelombang AC (Isolator) dan masih banyak lagi penerapan lainnya. G. Dioda Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua elektroda, yakni anoda dan katoda. Kata “dioda” adalah sebuah kata majemuk yang berarti “dua elektroda”, dimana “di” berarti dua dan “oda” yang berarti elektroda. Jadi dioda adalah dua lapisan elektroda N (katoda) dan lapisan P (anoda), dimana N berarti negatif dan P adalah positif. Dioda merupakan komponen yang paling sederhana pada keluarga semikonduktor. Bentuk dioda ini sejenis vacuum tube yang memiliki dua buah elektroda yang terbuat dari bahan semikonduktor.
12
Gambar 2. 7 Dioda
Fungsi dioda ini memang unik, yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Fungsi dioda paling umum adalah untuk memperbolehkan arus listrik mengalir dalam suatu arah (disebut kondisi panjar maju) dan untuk menahan arus dari arah sebaliknya (disebut kondisi panjar mundur). Karenanya, dioda dapat dianggap sebagai versi elektronik dari katup pada transmisi cairan dimana katup akan terbuka jika ada air yang mengalir dari belakang katup menuju ke depan, sedangkan katup akan menutup oleh air yang mengalir dari depan menuju ke belakang. Fungsi dioda yang lainnya adalah sebagai penyearah sinyal tegangan AC menjadi sinyal DC. Untuk dapat digunakan sebagai penyearah setengah gelombang Anda bisa menggunakan sebuah dioda. Namun jika ingin menjadi penyearah gelombang penuh, Anda harus menggunakan 4 buah dioda yang dirangkai seperti jembatan atau dengan menggunakan 2 buah dioda dengan trafo yang memiliki center tap (CT). Simbol dioda merupakan anak panah yang di depannya terdapat sebuah garis melintang. Dari simbol ini, seharusnya sudah mewakili cara kerja dioda itu sendiri. Pada ujung depan anak panah disebut sebagai Katoda (N = Negatif) dan di belakang anak panah disebut dengan Anoda (P = Positif).
13
H. LED (Light Emitting Diode) Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada remote control TV ataupun remote control perangkat elektronik lainnya. Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan lampu pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube. Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari dioda yang terbuat dari semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub positif (P) dan kutub negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari anoda menuju ke katoda. LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari anoda (P) menuju ke katoda (K), kelebihan elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan
14
positif (P-Type material). Saat elektron berjumpa dengan hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
Gambar 2. 8 LED LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya. Untuk mengetahui polaritas terminal Anoda (+) dan Katoda (-) pada LED. Kita dapat melihatnya secara fisik berdasarkan gambar diatas. Ciri-ciri terminal anoda pada LED adalah kaki yang lebih panjang dan juga lead frame yang lebih kecil. Sedangkan ciri-ciri terminal katoda adalah kaki yang lebih pendek dengan lead frame yang besar serta terletak di sisi yang flat.
I. Accu Accu (akumulator, aki) adalah sebuah alat yang dapat menyimpan energi (umumnya energi listrik) dalam bentuk energi kimia. Contoh-contoh accu adalah baterai dan kapasitor. Pada umumnya di Indonesia, kata akumulator (sebagai aki atau accu) hanya dimengerti sebagai "baterai" mobil. Sedangkan di bahasa Inggris, kata akumulator dapat mengacu kepada baterai, kapasitor, kompulsator, dll. Akumulator (aki) termasuk ke dalam jenis sel sekunder, artinya sel ini dapat dimuati ulang ketika muatannya habis. Ini karena reaksi kimia dalam sel dapat
15
dibalikkan arahnya. Jadi sewaktu sel dimuati, energi listrik diubah menjadi energi kimia, dan sewaktu sel bekerja, energi kimia diubah menjadi energi listrik.
Gambar 2. 9 Accu
ACCU(mulator) atau sering disebut aki, adalah salah satu komponen utama dalam kendaraan bermotor, baik mobil atau motor, semua memerlukan aki untuk dapat menghidupkan mesin mobil (mencatu arus pada dinamo stater kendaraan). Aki mampu mengubah tenaga kimia menjadi tenaga listrik. Di pasaran saat ini sangat beragam jumlah dan jenis aki yang dapat ditemui. Aki untuk mobil biasanya mempunyai tegangan sebesar 12 Volt, sedangkan untuk motor ada tiga jenis yaitu, dengan tegangan 12 Volt, 9 volt dan ada juga yang bertegangan 6 Volt. Selain itu juga dapat ditemukan pula aki yang khusus untuk menyalakan tape atau radio dengan tegangan juga yang dapat diatur dengan rentang 3, 6, 9, dan 12 Volt. Tentu saja aki jenis ini dapat dimuati kembali (recharge) apabila muatannya telah berkurang atau habis. Dikenal dua jenis elemen yang merupakan sumber arus searah (DC) dari proses kimiawi, yaitu elemen primer dan elemen sekunder. Elemen primer terdiri dan elemen basah dan elemen kering. Reaksi kimia pada elemen primer yang menyebabkan elektron mengalir dari elektroda negatif (katoda) ke elektroda positif (anoda) tidak dapat dibalik arahnya. Maka jika muatannya habis, maka elemen primer tidak dapat dimuati kembali dan memerlukan penggantian bahan
16
pereaksinya (elemen kering). Sehingga dilihat dari sisi ekonomis elemen primer dapat dikatakan cukup boros. Contoh elemen primer adalah batu baterai (dry cells). Allesandro Volta, seorang ilmuwan fisika mengetahui, gaya gerak listrik (ggl) dapat dibangkitkan dua logam yang berbeda dan dipisahkan larutan elektrolit. Volta mendapatkan pasangan logam tembaga (Cu) dan seng (Zn) dapat membangkitkan ggl yang lebih besar dibandingkan pasangan logam lainnya (kelak disebut elemen Volta). Hal ini menjadi prinsip dasar bagi pembuatan dan penggunaan elemen sekunder. Elemen sekunder harus diberi muatan terlebih dahulu sebelum digunakan, yaitu dengan cara mengalirkan arus listrik melaluinya (secara umum dikenal dengan istilah 'disetrum'). Akan tetapi, tidak seperti elemen primer, elemen sekunder dapat dimuati kembali berulang kali. Elemen sekunder ini lebih dikenal dengan aki. Dalam sebuah aki berlangsung proses elektrokimia yang reversibel (bolak-balik) dengan efisiensi yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia reversibel yaitu di dalam aki saat dipakai berlangsung proses pengubahan kimia menjadi tenaga listrik (discharging). Sedangkan saat diisi atau dimuati, terjadi proses tenaga listrik menjadi tenaga kimia (charging). Jenis aki yang umum digunakan adalah accumulator timbal. Secara fisik aki ini terdiri dari dua kumpulan pelat yang yang dimasukkan pada larutan asam sulfat encer (H2S04). Larutan elektrolit itu ditempatkan pada wadah atau bejana aki yang terbuat dari bahan ebonit atau gelas. Kedua belah pelat terbuat dari timbal (Pb), dan ketika pertama kali dimuati maka akan terbentuk lapisan timbal dioksida (Pb02) pada pelat positif. Letak pelat positif dan negatif sangat berdekatan tetapi dibuat untuk tidak saling menyentuh dengan adanya lapisan pemisah yang berfungsi sebagai isolator (bahan penyekat). Proses kimia yang terjadi pada aki dapat dibagi menjadi dua bagian penting, yaitu selama digunakan dan dimuati kembali atau 'disetrum'.
17
Besar ggl yang dihasilkan satu sel aki adalah 2 Volt. Sebuah aki mobil terdiri dari enam buah aki yang disusun secara seri, sehingga ggl totalnya adalah 12 Volt. Accu mencatu arus untuk menyalakan mesin (motor dan mobil dengan menghidupkan dinamo stater) dan komponen listrik lain dalam mobil. Pada saat mobil berjalan aki dimuati (diisi) kembali sebuah dinamo (disebut dinamo jalan) yang dijalankan dari putaran mesin mobil atau motor.
BAB III PERANCANGAN ALAT
Pada bab ini akan membahas mekanisme perancangan alat, baik perangkat keras (hardware) maupun perangkat lunak (software). Tahapan perancangan terdiri dari desain alat, perancangan blok diagram sistem, perancangan perangkat keras sistem, serta perancangan perangkat lunak (software).
A. Blok Diagram Sistem Secara umum sistem pengatur lampu sein sepeda motor dengan sensor limit switch berbasis arduino uno dapat dilihat pada blok diagram gambar 3.1 di bawah ini:
Accu Input Lampu Sein Kiri Arduino Uno R3
Limit Switch
Input Lampu Sein Kanan
Lampu Sein Kiri
Relay Lampu Sein Kiri
Relay Lampu Sein Kanan
Lampu Sein Kanan
Gambar 3.1 Blok Diagram Penjelasan blok diagram: 1. Accu memberi muatan listrik kepada arduino uno dan relay. 2. Arduino uno aktif, input lampu sein kanan atau kiri memberi masukan ke arduino uno.
18
19
3. Limit switch memberi isyarat logika high atau low kepada arduino uno saat stang kemudi sepeda motor dari lurus lalu berbelok dan kembali lurus lagi. 4. Arduino uno mengaktifkan dan mematikan relay. 5. Relay menghidupkan dan mematikan lampu sein.
B. Perancangan Perangkat Keras 1. Arduino Uno R3 Pada perancangan sistem ini digunakan board Arduino Uno R3 sebagai pengolah data. Di dalam board Arduino Uno R3
ini ditanamkan sebuah
ATmega 328 sebagai bagian utama dari board. ATmega 328 merupakan IC yang mampu menangani berbagai macam operasi aritmatika dan logika melalui port – port yang dimilikinya. Mikrokontroler ini akan memproses program yang dimasukkan ke dalamnya. Pada Arduino penamaan kaki mikrokontroler ATmega 328 disederhanakan menjadi penomoran sesuai dengan masing-masing kaki ATmega 328.
Gambar 3.2 Rangkaian Arduino Uno
20
2. Sensor Limit Switch Sensor limit switch berfungsi untuk mendeteksi pergerakan stang kendali sepeda motor. Mengetahui sepeda motor setelah berbelok. Sensor limut switch di atur sedemikian rupa dengan menggunakan plat besi sehingga pada saat stang kemudi sepeda motor berbelok 15 derajad sensor limit switch akan bekerja. Untuk sensor limit switch langsung dihubungkan ke board Arduino Uno R3, yaitu kaki A0 dan pin GND pada Arduino Uno R3.
Gambar 3.3 Skematik sensor limit switch 3. Driver Relay Untuk Lampu Sein Rangkaian Relay digunakan sebagai saklar elektris yang akan menyalakan lampu yang terhubung dengan sumber 220 Volt. Ketika kaki antara koil dialiri
21
listrik maka secara otomatis posisi kaki CO (Change Over) pada relay akan berpindah dari kaki NC (Normally close) ke kaki NO (Normally Open).
Gambar 3.4 Skematik driver relay untuk lampu sein
4.
Pemasangan alat Pengatur Lampu Sein ke sepeda motor Pada perancangan sistem ini alat Pengatur Lampu Sein dihubungkan dengan sepeda motor.
Gambar 3.5 Rangkaian skematik lampu sein pada sepeda motor
22
Gambar 3.6 Rangkaian elektronik keseluruhan sistem
C. Perancangan Perangkat Lunak
Tanpa perangkat lunak, perangkat keras yang telah dirancang tidak dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan. Maka dari itu, setelah perancangan perangkat
keras di atas dilakukan, langkah berikutnya adalah merancang
perangkat lunak sebagai langkah penerapan rancangan yang telah dibuat guna mencapai tujuan pemrosesan data. Untuk perancangan perangkat lunak yaitu program arduino uno 1. Flowchart Flowchart digunakan sebagai acuan dalam pembuatan program agar dalam pembuatannya terstruktur dengan rapih. Struktur program akan lebih mudah dibuat dengan adanya flowchat ini. Flowchart program secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 3.7.
23
Gambar 3.7 Flowchart program sistem pengatur lampu sein sepeda motor
24
2. Program Arduino Uno R3
// library #include <TimerOne.h> // definisi input #define limit_switch A2 #define switch_right A1 #define switch_left A0 // definisi output #define signal 13 #define out_right 6 #define out_left 7 const int max_timer=5; int timer=max_timer; int countl=0,countr=0; int tandal=0,tandar=0,tanda=0;
// setup fungsi yang dieksekusi 1x saat mikro pertama x on void setup() { // atur pin sebagai input dengan mode pullup // pullup yaitu menghubungkan pin ke positif 5v dengan resistor supaya pin tersebut tetap dalam keadan logika HIGH // dalam mikrokontroller atmega328 sudah terdapat pullup internal pinMode(limit_switch,INPUT_PULLUP); pinMode(switch_right,INPUT_PULLUP); pinMode(switch_left,INPUT_PULLUP); // atur pin sebagai output pinMode(signal,OUTPUT); pinMode(out_right,OUTPUT); pinMode(out_left,OUTPUT); // inisialisasi timer 1 // mengaktifkan timer 1 interupsi Timer1.initialize(500000); // set timer 500000 microseconds or 0.5 sec Timer1.attachInterrupt( timer_interupsi ); } // loop fungsi pengulangan void loop() { program_utama(); }
25
// fungsi timer yang akan di jalankan di interupsi void timer_interupsi(){ if(tandar==1&&countr!=0)kanan_on(); else kanan_off(); if(tandal==1&&countl!=0)kiri_on(); else kiri_off(); timer_limit_switch(); } void kanan_on(){ digitalWrite(out_right,HIGH); } void kanan_off(){ digitalWrite(out_right,LOW); } void kanan_kedip(){ digitalWrite( out_right, digitalRead( out_right ) ^ 1 ); } void kiri_on(){ digitalWrite(out_left,HIGH); } void kiri_off(){ digitalWrite(out_left,LOW); } void kiri_kedip(){ digitalWrite( out_left, digitalRead( out_left ) ^ 1 ); } void signal_on(){ digitalWrite(signal,HIGH); } void signal_off(){ digitalWrite(signal,LOW); } void signal_kedip(){ digitalWrite( signal, digitalRead( signal ) ^ 1 ); } void program_utama(){ if(digitalRead(switch_right)==LOW){signal_on();if(countr<2)countr++;} else countr=0; if(countr==1)tandar=1; if(digitalRead(switch_left)==LOW){signal_on();if(countl<2)countl++;} else countl=0;
26
if(countl==1)tandal=1; if(digitalRead(limit_switch)==HIGH&&(digitalRead(switch_right)==LOW||digit alRead(switch_left)==LOW))tanda=1; if(digitalRead(switch_right)==HIGH&&digitalRead(switch_left)==HIGH)signal_ off(); }
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PEMBAHASAN Pada bab ini memuat hasil pengamatan dan analisa untuk mengetahui kinerja dari rangkaian. Pada rangkaian tersebut kemudian dilakukan analisa analisa untuk mengetahui dan mendapatkan data yang dituju untuk kemudian dibandingkan dengan penyesuaian teori-teori yang sudah didapatkan. Tujuan utama dari pengujian ini adalah untuk membuktikan apakah sistem yang diimplementasikan telah memenuhi spesifikasi yang telah direncanakan sebelumnya. Hasil pengujian akan dimanfaatkan untuk menyempurnakan kinerja sistem dan sekaligus digunakan dalam pengembangan lebih lanjut. Metode pengujian dipilih berdasarkan fungsi operasional dan beberapa parameter yang ingin diketahui dari sistem yang telah dibuat. Data yang diperoleh dari metode pengujian yang dipilih tersebut dapat memberikan informasi yang cukup untuk keperluan penyempurnaan sistem. Dalam penelitian ini dipilih dua macam metode pengujian, yaitu pengujian fungsional dan pengujian kinerja sistem secara keseluruhan. Pengujian fungsional digunakan untuk membuktikan apakah sistem yang diimplementasikan telah mampu memenuhi fungsi secara operasional dengan cara melakukan pengujian pada tiap-tiap bagiannya. Sedangkan pengujian kinerja sistem secara keseluruhan bertujuan untuk memperoleh beberapa parameter yang dapat menunjukkan kemampuan dan kehandalan sistem dalam menjalankan fungsi operasionalnya.
A. Pengujian Fungsional Metode pengujian fungsional ini dilakukan untuk menguji kinerja dari tiaptiap bagiannya untuk mendukung kinerja alat secara keseluruhan. Adapun bagianbagian yang akan diuji adalah: 1. Accu 2. Arduino 3. Sensor limit switch
27
1. Pengujian Accu Accu merupakan bagian penting dalam sistem ini, yaitu sebagai power supply dari alat yang telah dibuat. Pengujian ini penting agar kita mengetahui karakteristik keluaran dari accu apakah sudah bekerja dengan baik atau belum. Keluaran yang diinginkan sebesar 12 volt DC. Pengamatan dilakukan pada tegangan keluaran accu. Pengujian dilakukan pada keluaran accu menggunakan multimeter analog. Karena skala pengukuran tegangan yang akan diukur masih di bawah 50 volt DC, maka knop pengukuran multimeter diatur pada skala 50 volt DC. Probe positive multimeter di tempelkan pada kaki positif sedangkan probe negative multi disambungkan dengan kaki negatif Dari hasil pengukuran membuktikan accu dalam kondisi baik, karena keluaran accu masih berada dalam rentang keluaran normal yaitu 11.4 volt. 2. Pengujian Arduino Uno Pada perancangan alat ini Arduino merupakan pusat kendali dari keseluruhan proses, maka dari itu perlu dilakukan pengujian pada arduino untuk meminimalisir kendala pada saat pengoperasian sistem. Pengujian Arduino dilakukan dengan cara mengedipkan led yang terhubung langsung pada pin 13 dari Arduino. Listing program pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4. 1 Program pengujian led berkedip (Blink)
28
29
Hasil dari pengujian pin Arduino tersebut ditunjukkan pada Gambar 4.2 berikut ini.
Gambar 4. 2 Hasil pengujian led berkedip (Blink) Gambar 4.2 di atas menunjukkan kondisi led dari Arduino yang sudah terkoneksi ke pin 13. Gambar nomor satu led masih mati kemudian detik kedua yang ditunjukkan oleh gambar nomor dua led menyala, pada detik ketiga led mati lagi dan detik ke empat led menyala lagi. Hal ini membuktikan bahwa Arduino dalam kondisi baik.
3.
Pengujian Sensor Limit Switch Sensor limit switch berfungsi sebagai pendeteksi pergerakan stang kemudi
sepeda motor. Untuk hal ini sensor limit switch memberi isyarat logika low dan high kepada arduino uno pada saat stang kemudi sepeda motor berbelok dan lurus kembali. Pengujian sensor limit switch dilakukan paling akhir saat semua rangkaian sudah jadi dan sudah di program. Sensor limit switch di hubungkan dengan
30
rangakaian yang sudah jadi. Pada saat stang kemudi sepeda motor dalam keadaan lurus lalu berbelok dan kembali lurus lagi dalam keadaan seperti ini sensor limit switch memberi isyarat low dan high kepada arduino. Bila alat berjalan dengan baik maka membuktikan bahwa sensor limit switch dalam kondisi baik.
B. Pengujian Kinerja Sistem Secara Keseluruhan Setelah pengujian setiap bagian dari sistem telah dilakukan, maka langkah berikutnya adalah pengujian kinerja sistem secara keseluruhan. Pengujian ini bertujuan untuk menguji apakah sistem dan program telah bekerja sesuai dengan yang diharapkan atau tidak. Alat pengatur lampu sein sepeda motor dengan sensor limit switch berbasis arduino uno di pasang langsung ke sepeda motor. Accu di sambungkan input arduino uno, limit switch di sambungkan kaki A1 arduino uno, input switch sein sepeda motor disambungkan input switch arduino uno, output switch sein sepeda motor disambungka output switch arduino uno.
Gambar 4. 3 Hasil pengujian kinerja sistem keseluruhan
31
Gambar 4.3 di atas menuntukan kondisi sepeda motor yang sudah terpasang alat pengendali lampu sein. gambar nomor satu menunjukan motor dalam kondisi standby. Gambar nomor dua saat saklar lampu sein sepeda motor di hudupkan. Gambar nomor tiga saat stang kemudi di belokkan. Gambar nomor empat saat stang kemudi kembali lurus kembali. Gambar nomor lima menunjukkan saat stang kemudi lurus kembali dalam waktu lima detik lampu sein mati kembali. Hal ini membuktikan bahwa alat berjalan dengan baik.
