JURNAL ILMIAH GO INFOTECH Volume 20 No. 1, Juni 2014
ISSN : 1693-590x
SIMULASI ALAT UNTUK MENAIKKAN BENDERA SECARA OTOMATIS BERDASAR TINGGI TIANG DAN DURASI LAGU Ucha Cinthyakasih Dechita, Taman Ginting STMIK AUB Surakarta, STMIK AUB Surakarta, Politeknik Pratama Mulia Surakarta ABSTRACT The development of computer technology aims to facilitate the work of human. Humans try to think creatively to create a variety of new technologies, including tools for automatically raise a flag. The creat1on of these tools is expected to be used as facilities in schools, campuses and communities during the flag ceremony. The tool is expected to replace the current flag raisers officers flag ceremony, because of the way the device works is to raise the flag automatically until it reaches the top of the mast when the song stops. This tool is expected to lead to a more solemn atmosphere during the flag rising because no one feels tense for fear flag has not reached the peak when the song stops. Overall system tool consists of seven segment displays, sensors opocoupler as motor rotation detection, microcontroller ATMEGA16 as an electric motor rotation control with pwm system. Keywords: optocoupler sensor, electric motor, pwm, seven segment displays.
I. PENDAHULUAN Perkembangan teknologi komputer yang dihubungkan pada perangkat lain yang bertujuan untuk mempermudah pekerjaan manusia dengan mengalami suatu perkembangan. Sampai saat ini, perkembangan teknologi semakin maju dengan pesat. Hampir setiap detik terjadi inovasi-inovasi baru terhadap teknologi. Tentunya perkembangan teknologi tersebut akan membuat laju informasi di dunia ini semakin cepat saja. Laju informasi yang begitu cepatnya membuat manusia harus mampu mengolah berbagai informasi yang ada untuk memperoleh suatu hasil data yang diinginkan. Pada masa sekarang ini dibutuhkan fasilitas-fasilitas yang memadai untuk pengembangan sebuah alat yang bermanfaat. Dalam ajang olahraga besar antar Negara seperti Olimpiade, SEA Games, dan sebagainya. Olahraga ini bertujuan untuk mempererat kerjasama, pemahaman dan hubungan antar Negara. Pada saat bendera dikibarkan maka masing-masing Negara akan menyanyikan lagu kebangsaan dengan memberikan hormat. Bendera dikibarkan bertujuan untuk menghargai lambang masingmasing Negara diseluruh dunia. Banyak sekali Negara di dunia ini seperti Negara Indonesia, Negara China, Negara Jepang dan sebagainya. Salah satunya Negara Indonesia yang memiliki lambang bendera berwarna merah (di atas) dan putih (di bawah). Ketika bendera
Negara Indonesia dikibarkan oleh petugas pengibar bendera dengan diiringi lagu kebangsaan yaitu "Indonesia Raya", maka bendera tersebut dihormati oleh masyarakat. Penulis mempunyai gagasan membuat alat menaikkan bendera secara otomatis untuk upacara didalam pertandingan. Dengan adanya alat ini diharapkan untuk mempermudah dalam ajang olahraga tersebut. Cara kerja alat ini adalah bendera bergerak naik sampai puncak dan ditarik oleh motor listrik. Mikrokontroler mengatur kecepatan putaran motor listrik agar waktunya sesuai dengan kecepatan pergerakan bendera seiring dengan lamanya lagu. II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Penelitian Terdahulu Penelitian berjudul "Alat Penunjuk Arah Angin dan Pengukur Kecepatan Angin Berbasis Mikrokontroller AT89S51" yang ditulis oleh Rizal Banodin (2014). Dalam tugas akhir ini, dibuat perangkat keras yaitu mengukur kecepatan angin dan utuk menunjukan arah angin. Alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angina menggunakan sensor optocouler sebagai transcuder. Alat ini dibuat sedemikian hingga dapat mengukur kecepatan angin minimal 0,1 KM/Jam. Sedangkan untuk menunjukan arah angin menggunakan sensor rotary enconder yaitu suatu sensor digital sehingga mampu
Halaman-32
JURNAL ILMIAH GO INFOTECH Volume 20 No. 1, Juni 2014
ISSN : 1693-590x
memenunjukan arah angina dari 00 hingga 3600 dengan ketelitian 0,50. Untuk pengesetan arah angina apabila catu daya mati maka nilai yang akan ditampilkan adalah nilai default sehingga perlu dilakukan pengesetan ulang atah utara. Maka sebagai saran untuk pengembangan alat ini, masih perlu ditambahkan memori eksternal seperti EEPROM (Electrical Erasable Programable Read Only Memory ) agar apabila catu daya mati tidak peru dilakukan pengesetan ulang arah utara. Penelitian berjudul "Rangkaian Pengatur Kecepatan dan Arah Putaran Motor DC Dengan Berbasis Arduino Uno" yang ditulis oleh Riana Dwi Suryani (2014). Prinsip kerjanya adalah system kerja diawali dengan menyalakan Platform Arduino UNO dengan menekan tombol ON/OFF, sistem kerja alat diawali dengan menekan push button, setelah diberikan inputan maka Motor DC yang disertai dengan baling baling akan berputar sesuai dengan arah dan kecepatan yang diinputkan pada push button. Kemudian arah dan besar kecepatan yang diberikan melalui inputan push button selanjutnya akan ditampilkan pada layar LCD. Untuk mereset sistem dapat dilakukan dengan menekan tombol RESET pada platform Arduino UNO. Jika ingin dimatikan sistem tersebut akan dilakukan dengan menekan kembali tombol ON/OFF. Penelitian berjudul "Alat Ukur Kecepatan Fluida Dengan Efak Doppler Menggunakan Mikrokontroller AT89S51" di tulis oleh Muhammad Andang Novianta. Penelitian ini merancang suatu proptotipe yang memanfaatkan gelombang ultrasonic sebagai alat ukur kecepatan fluida dengan metode efek doppler berbasis mikrokontroller AT89S51. Hasil penelitian menunjukan bahwa perancangan alat berfungsi dengan baik, dengan berdasarkan sensitivitas sensor ultrasonik terhadap kecepatan fluida yang mengalir didalam suatu pipa. Penelitian yang penulis akan dikembangkan menggunakan media tiang bendera sebagai tempat peletakan motor listrik yang akan secara otomatis mengubah kondisi bendera dari titik nol menuju ujung tiang. bendera akan bergerak naik dalam siklus waktu yang sudah
ditentukan, yaitu selama lagu Indonesia Raya diputar. Perancangan pembuatan alat pengendali kecepatan ini menggunakan mikrokontroler ATMEGA16. Dalam proses ini, pengaturan kecepatan putaran motor listrik, sesuai dengan waktu yang sudah disetting untuk pergerakan bendera seiring dengan lamanya lagu. Jika lagu Indonesia Raya telah selesai, di waktu yang bersamaan bendera akan berada di titik puncak tiang. 2.2. Prinsip Dasar PWM Pulse Width Modulation (PWM) secara umum adalah sebuah cara memanipulasi lebar sinyal yang dinyatakan dengan pulsa dalam satu periode, untuk mendapatkan tegangan rata-rata yang berbeda. Bebarapa contoh aplikasi PWM adalah pengontrolan daya atau tegangan yang masuk ke beban, regulator tegangan, audio effect dan penguatan, serta aplikasiaplikasi lainnya. Aplikasi PWM berbasis mikrokontroler biasanya berupa pengendalian kecepatan motor DC, pengendalian motor servo, dan pengaturan nyala terang LED. Oleh karena itu diperlukan pemahaman terhadap konsep PWM itu sendiri. Modulasi lebar pulsa (PWM) dicapai/diperoleh dengan bantuan sebuah gelombang kotak yang mana siklus kerja (duty cycle) gelombang dapat diubah- ubah untuk mendapatkan sebuah tegangan keluaran yang bervariasi yang merupakan nilai rata-rata dari gelombang tersebut.
Gambar 1. PWM (Pulse Width Modulation) Ton adalah waktu dimana tegangan keluaran berada pada posisi tinggi (baca : high atau 1) Toff adalah waktu dimana tegangan keluaran berada pada posisi rendah (baca : low atau 0) anggap Ttotal adalah waktu satu siklus atau penjumlahan antara Ton dengan Toff, biasa dikenal dengan istilah "periode satu gelombang". Ttotal = Ton+Toff siklus kerja atau duty cycle sebuah
Halaman-33
JURNAL ILMIAH GO INFOTECH Volume 20 No. 1, Juni 2014
ISSN : 1693-590x
gelombang didefenisikan sebagai,
Tegangan keluaran dapat bervariasi dengan duty-cycle dan dapat dirumuskan sebagai berikut,
Dari rumus diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa tegangan keluaran dapat diubahubah secara langsung dengan mengubah nilai Ton. Apabila Ton adalah 0, Vout juga akan 0. Apabila Ton adalah Ttotal maka Vout adalah Vin atau katakanlah nilai maksimumnya. III. METODE PENELITIAN 3.1. Penggunaan Mikrokontroler ATmega16 Mikrokontroler ATmega 16 telah mempunyai banyak kelebihan yaitu mempunyai flash memori sebesar 16 Kbyte, EEPROM 512 byte, RAM 1 Kbyte serta bekerja pda frekuensi 16MHz. Mikrokontroler ATmega 16 merupakan mikrokontroler yang cukup handal untuk aplikasi-aplikasi system kendali atau lainnya. Mikrokontroler berteknologi kecepatan tinggi. Mikrokontroler ATmega16 baik pin kaki Ie maupun set intruksinya serta harganya cukup murah. Oleh karena itu sangatlah tepat jika menggunakan mikrokontroler ATmega16 untuk membuat "Rancang Bangun Alat untuk Menaikkan Bendera secara Otomatis berdasar Tinggi Tiang dan Durasi Lagu ". 3.2. Diagram Blok Sensor Putaran motor
MikrokonTroller ATmega16
Sensor Putaran motor
menarik bendera yang ada ditiang. Agar jarak tempuh dan waktu gerakan naiknya bendera di tiang menjadi tetap maka kecepatan dari putaran motor listrik harus diatur pada kecepatan yang tetap. Sensor putaran motor mendeteksi kecepatan putaran dari motor listrik. Keluaran dari sensor putaran motor kemudian dimasukkan ke mikrokontroler ATmega16 untuk diolah dan hasilnya kemudian digunakan untuk mengendalikan putaran motor listrik. Tombol kendali digunakan untuk mengendalikan sistem secara manual, baik itu menghidupkan dan mematikan sistem. Display seven seqment digunakan sebagai tampilan tinggi tiang bendera. 3.2. Perancangan Rangkaian Sensor Putaran Motor Sensor putaran motor berfungsi untuk mendeteksi dan mengubah putaran motor listrik menjadi gelombang dengan frekuensi tertentu. Adapun skema rangkaian dari sensor putaran motor dapat dilihat pada gambar 3.
Gambar 3. Rangkaian Sensor Putaran Motor 3.4. Perancangan Rangkaian Kendali Motor Listrik
Tombol Kendali
Gambar 2. Diagram Blok Sistem Penjelasan dari sebagai berikut.
gambar diatas adalah Motor listrik berputar
Gambar 4. Rangkaian Kendali Motor Listrik
Halaman-34
JURNAL ILMIAH GO INFOTECH Volume 20 No. 1, Juni 2014
ISSN : 1693-590x IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian Sensor Putaran Motor Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui karakteristik dari sensor putaran motor listrik saat motor berputar. Tabel 1. Hasil Pengujian Sensor Putaran Motor Kondisi motor Hasil (logika) Diam 0 = tetap Berputar 1 = berubah Berdasar dari hasil pengujian diatas dapat diketahui bahwa pada saat motor tidak berputar maka keluaran logika adalah tetap "0" dan saat motor berputar maka keluaran logika adalah berubah-ubah. 4.2. Langkah-Langkah Pengujian Alat
Gambar 5. Skema Alat Keseluruhan
a. Ukur panjang/tinggi tiang bendera. b. Ukur lama/durasi dari lagu acuan. c. Hitung kecepatan penarikan bendera terhadap tinggi bendera dan durasi lagu acuan. d. Hitung kecepatan putaran motor listrik. e. Pasang bendera pada tiang. f. Hubungkan bendera dengan alat menggunakan tali. g. Hidupkan alat dan tekan tombol start. Pada bagian ini dilakukan pengujian tahap akhir, dimana akan diketahui nilai kesalahan (error) dari alat yang sudah dibuat. Pengendali alat ini berupa tombol yang terbuat dari switch, yang memiliki berbagai fungsi. Pengukuran tinggi tiang bendera dilakukan terlebih dahulu pada saat pengibaran bendera, selanjutnya tinggi tiang di inputkan di alat, dan terakhir tombol start dan tombol lagu ditekan secara bersamaan. Jika bendera sudah mencapai titik puncak dan lagu sudah berhenti, maka motor listrik akan berhenti secara otomatis.
Gambar 6. Diagram Alir Program Halaman-35
JURNAL ILMIAH GO INFOTECH Volume 20 No. 1, Juni 2014
ISSN : 1693-590x
Rahmat Arifianto JRS, Pengertian Flowchart dan Jenis jenisnya, (https://rahmatarifianto.wordpress.c om/2014/11/20/pengertianflowchart-dan-jenisjenisnya/, diakses tanggal 5 juli 2015) Rusmadi. D, 2007. Mengenal Teknik Elektronika. Pionir Jaya. Bandung Slideshare, Mikrokontroler ATMEGA16 (http://www.slideshare.net/snmpsim amora/mikrokontroler-atmega16, diakses 18 April 2015)
Gambar 7. Tampilan hasil pengujian alat V. KESIMPULAN Dari hasil pemaparan yang telah ditulis pada bab maka dapat diambil kesimpulan : a. Alat ini merupakan pengembangan fungsi dari alat pengukur ketinggian menggunakan motor listrik. Rancangan alat tersebut terdiri dari perancangan rangkaian sumber tegangan, perancangan rangkaian sensor putaran motor, perancangan rangkaian kendali motor listrik, diagram alir, perancangan program mikrokontroler. b. Perakitan komponen PCB, alat dan bahan pengujian alat, tujuan pengujian alat, pengujian tegangan setiap blok, dan pengujian tahap terakhir. c. Secara keseluruhan, prototipe yang dibangun dapat bekerja dan berfungsi sebagaimana yang direncanakan.
DAFTAR PUSTAKA Biondiocta, Pengertian Motor Listrik DC, (https://biondiocta.wordpress.com/2 012/10/16/pengertian-motor-listrikdc/ , diakses tanggal 14 april 2015) Mokh.
Sholihul Radi, 2003. Mengenal Mikrokontroler ATMega 16, Ilmu Komputer.com.
Nickizoner, Pengertian flowchart, (http://nickizoner.blogspot.com/201 3/04/pengertianflowchart.html, diakses tanggal 5 juli 2015)
Halaman-36
