BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT
Dalam bab ini akan dibahas mengenai proses perancangan mekanik gorden dan lampu otomatis serta penyusunan rangkaian untuk merealisasikan sistem alat. Dalam hal ini Bluetooth sebagai alat komunikasi penghubung antara Android dengan Arduino. Adapun sistem alat yang dibuat dan dirancang sesuai blok diagram. Pembahasan dititik beratkan pada perancangan alat yang dibuat berdasarkan pemikiran dan mengacu pada sumber yang berhubungan dengan alat, khususnya pada bagian komunikasi penghubung yaitu modul Bluetooth pada gorden dan lampu otomatis yang berbasiskan Arduino Uno dan pertukaran koneksi untuk terhubung dengan sensor LDR.
3.1
Blok Diagram Rangkaian Untuk merealisasikan gorden dan lampu otomatis yang akan diuji, maka
secara sistem keseluruhan rangkaian gorden dan lampu otomatis berbasis Arduino yang dikontrol oleh Android menggunakan komunikasi via Bluetooth dan dapat bertukar koneksi dengan menggunakan sensor LDR adalah seperti gambar 3.1.
26
27
Android
Bluetooth
Arduino Uno
Modul Bluetooth
Driver Motor Shield
Motor DC (Gorden)
L 298 LDR
Relay
Batterai 9V DC
Lampu
Power 220V AC
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian
Fungsi dari diagram blok rangkaian di atas adalah sebagai berikut : 1. Batterai Batterai 9V DC berfungsi sebagai sumber tegangan ke rangkaian Arduino Uno dan driver motor shield. Ketika tegangan 9V DC masuk ke Arduino Uno maka tegangan akan terbagi menjadi : -
Tegangan supply 3.3 VDC untuk modul Bluetooth
-
Tegangan supply 5 VDC untuk IC L298.
28
2. Modul Bluetooth Modul Bluetooth berfungsi sebagai penerima komunikasi dari Android yang dikendalikan oleh user. 3. Arduino Uno Arduino Uno berfungsi sebagai sistem kontrol dari semua rangkaian pengontrol Bluetooth. 4. Motor Driver Motor driver (motor shield) berfungsi sebagai pengatur tegangan dan arus yang masuk ke motor DC. 5. Motor DC Motor DC berfungsi sebagai penggerak untuk membuka dan menutup gorden. 6.
Lampu Lampu berfungsi sebagai output dari bluetooth atau LDR.
7.
LDR LDR (Light Dependent Resistor) berfungsi untuk koneksi pada saat bluetooth tidak diaktifkan.
8.
Relay Relay berfungsi untuk menyalakan dan mematikan lampu dengan daya 220V AC.
9. Android Berfungsi sebagai device pengirim komunikasi perintah ke modul Bluetooth pada gorden dan lampu otomatis.
29
3.2
Perancangan Perangkat Keras (Hardware) Dalam perancangannya, gorden dan lampu otomatis ini menggunakan
Arduino UNO sebagai dasar utamanya, sehingga diperlukan sebuah modul Arduino UNO untuk menjadi otak dasarnya. Perancangan perangkat keras ini dilakukan untuk mewujudkan terciptanya sebuah gorden dan lampu otomatis yang simple dan dapat di operasikan dengan sistem bluetooth menggunakan arduino ataupun dapat di operasikan dengan sensor LDR. 3.2.1 Arduino UNO Arduino UNO adalah sebuah mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega 328 (datasheet). Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 diantaranya dapat diguanakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah oscillator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ISCP header, dan sebuah tombol reset.
Gambar 3.2 Rangkaian Arduino UNO
30
Untuk mengetahui data-data Arduino UNO secara ringkas bisa dilihat pada table 3.1. Tabel 3.1 Ringkasan Arduino UNO Mikrokontroler Tegangan Pengoperasian Tegangan Input Yang
ATmega 328 5V 7 -12 V
Disarankan Batas Tegangan Input
6 – 20 V
Jumlah Pin I/O Digital
14 (6 diantaranya menyediakan keluaran PWM)
Jumlah Pin Input Analog
6
Arus DC Tiap Pin I/O
40 mA
Arus DC Untuk Pin 3.3 V
50 mA
Memory Flash
32 KB (ATmega 328), sekitar 0.5 KB digunakan oleh bootloader
SRAM
2 KB (ATmega 328)
EEPROM
1 KB (ATmega 328)
Clock Speed
16 MHz
Untuk mengetahui koneksi pin ATmega 328 dengan pin Arduino UNO bisa dilihat pada table 3.2.
31
Tabel 3.2 Koneksi Pin ATmega 328 dengan Pin Arduino UNO PIN Arduino PIN Atmega328
PIN Arduino PIN ATmega328
UNO 1
UNO 15
9 (PWM)
2
0 (RX)
16
10 (PWM)
3
1 (TX)
17
11 (PWM)
4
2
18
12
5
3 (PWM)
19
13
6
4
20
7
21
8
22
9
23
1 analog IN
10
24
2 analog IN
11
5 (PWM)
25
3 analog IN
12
6 (PWM)
26
4 analog IN
13
7
27
5 analog IN
14
8
28
6
analog IN
3.2.2 Motor Shield L298 Untuk menggerakkan robot menggunakan motor DC yang dihubungkan langsung dengan Motor Shield L298 dan dikendalikan langsung oleh keluaran dari mikrokontroler.
32
Gambar 3.3 Rangkaian Driver Motor Shield
3.2.3 Perancangan Kerangka Miniatur Rumah Perancangan mekanik miniatur rumah menggunakan bahan material akrilik dan stiker. Penggunaan akrilik dan stiker dipilih karena bahan tersebut relatif mudah dibentuk dan ringan. Perancangan bentuk miniatur yang dibuat memiliki ukuran 20x40x30. Untuk perancangan mekanik gorden menggunakan satu buah motor DC yang berfungsi sebagai penggerak gorden untuk membuka dan menutup kain gorden. Motor DC dihubungkan dengan tali dan roda yang terbuat dari akrilik.
Gambar 3.4 Kerangka Dasar Miniatur Rumah
33
3.3
Realisasi Rangkaian Langkah berikutnya adalah merealisasikan rangkaian setiap blok, rangkaian
yang akan dibuat yaitu sebagai berikut :
Rangkaian Bluetooth dengan Arduino UNO sebagai INPUT
Rangkaian LDR dengan Arduino UNO sebagai INPUT
Rangkaian Motor DC dengan Arduino UNO sebagai OUTPUT
Rangkaian Relay dengan Arduino UNO sebagai OUTPUT
3.3.1 Rangkaian Modul Bluetooth dengan Arduino UNO sebagai INPUT Rangkaian bluetooth ini berfungsi untuk mengintegrasikan Android dengan Arduino UNO. Modul Bluetooth yang digunakan yaitu Modul Bloetooth HC-05. Dalam melakukan koneksi antara modul Bluetooth HC-05 dan Arduino UNO dibutuhkan kabel jumper sebagai penghubung seperti gambar 3.5.
Gambar 3.5 Rangkaian Modul Bluetooth HC-05
34
Pada rangkaian ini jumlah pin pada Modul Bluetooth yang dipakai hanya 4, yaitu pin power 3.3v, ground, transmitter (Tx), dan receiver (Rx). Pin-pin ini akan dihubungkan ke setiap jalur pin pada Arduino UNO.
Gambar 3.6 Pin-pin pada Modul Bluetooth HC-05
Koneksi pin-pin Modul Bluetooth HC-05 dengan board Arduino UNO adalah sebagai berikut : 1.
Pin 1 (Tx) – pin 0 (Rx) Arduino UNO
2.
Pin 2 (Rx) – pin 1 (Tx) Arduino UNO
3.
Pin 12 (3.3v) – pin 3.3v Arduino UNO
4.
Pin 13 (Ground) – pin ground Arduino UNO Setelah kita meng-interfacing pin-pin tersebut maka akan dihubungkan ke
pin Arduino UNO, berikut interfacing data pada gambar 3.7.
35
Gambar 3.7 Rangkaian Modul Bluetooth HC-05 ke Arduino UNO
3.3.2 Rangkaian LDR dengan Arduino UNO sebagai INPUT Rangkaian LDR memiliki 3 buah kabel penghubung yaitu ground, Vcc, dan data. Vcc pada LDR dihubungkan pada pin power 5V pada Arduino UNO dan kabel ground pada LDR diseri dengan resistor dihubungkan pada pin ground Arduino UNO. Sedangkan kabel input (data) dihubungkan pada pin analog A0 pada Arduino UNO.
Gambar 3.8 Rangkaian LDR dihubungkan ke Arduino UNO
36
3.3.3 Rangkaian Motor Dc dengan Arduino UNO sebagai OUTPUT Rangkaian motor DC digunakan sebagai penggerak buka–tutup gorden. Rangkaian motor DC memiliki 2 buah kabel penghubung yang disambungkan ke Motor Shield L298P dan terhubung dengan arduino pin 4 digital dan pin 5 PWM.
Gambar 3.9 Motor DC dihubungkan ke Motor Shield L298P
3.3.4 Rangkaian Relay dengan Arduino UNO sebagai OUTPUT Relay digunakan untuk menghidupkan lampu 220V AC. Rangkaian relay memiliki keluaran ground, Vcc, dan data. Vcc pada relay dihubungkan pada pin power 5V pada Arduino UNO dan kabel ground pada relay dihubungkan pada pin ground Arduino UNO. Sedangkan inputnya dihubungkan pada pin digital 13 pada Arduino UNO.
37
Gambar 3.10 Relay dihubungkan ke Arduino UNO
3.4
Pemrograman Pada pembuatan Tugas Akhir ini menggunakan dua jenis aplikasi
pemrograman yaitu program Arduino dan program Eclipse. 3.4.1 Aplikasi Program Arduino Setelah rangkaian dipasang pada kerangka, langkah selanjutnya adalah membuat program pada aplikasi program Arduino. Program Arduino berisikan perintah-perintah yang akan dikerjakan oleh motor DC dan dan relay. Motor DC untuk buka-tutup gorden sedangkan relay untuk menghidupkan dan mematikan lampu 220V AC. Pada perancangan ini dilakukan beberapa kali percobaan atau pengetesan untuk mencoba hasil yang diinginkan.
38
A.
Program Motor DC Penulisan program untuk Motor DC adalah seperti pada gambar 3.10
Gambar 3.11 Listing Program Motor DC B.
Program LDR Penulisan program untuk otomatisasi pada saat terang ataupun gelap sesuai
dengan kondisi cahaya adalah sebagai berikut :
Gambar 3.12 Listing Program LDR
39
C.
Program Perintah Button Program untuk mengaktifkan perintah sesuai perintah yang didapat dari
Android adalah sebagai berikut :
Gambar 3.13 Program Perintah Arduino dengan Android
3.4.2 Aplikasi Program Eclipse Setelah program Arduino UNO PDE selesai, kemudian membuat program pada aplikasi Eclipse. Pada Eclipse ada tiga bagian program yang harus ditulis yaitu Main.xml, AndroidManifest.xml, dan Activity.java. A. Main.xml Main.xml berisikan program untuk mengatur jumlah dan posisi Button yang dibutuhkan pada layout.
40
Gambar 3.14 Coding Untuk Main.xml
Gambar 3.15 Tampilan Untuk Main.xml
41
B. AndroidManifest.xml AndroidManifest.xml berisikan program untuk perijinan Android.
Gambar 3.16 Coding Untuk Androidmanifest.xml C. Activity.java Activity.java berisikan program-program untuk membuka dan menutup koneksi bluetooth serta program untuk menjalankan fungsifungsi pada button.
Gambar 3.17 Coding Untuk Controlactivity.java
